Télécharger le PDF


 Dossier - Avril 2023

Protection foudre : fort élargissement du marché


Edito

Alain Rousseau Edito 139« Foudre : nouvelles publications en perspective »

À la fin de 2023 ou au début de 2024, une nouvelle version de la norme NF C 15-100 devrait être publiée. La protection foudre des installations électriques fera l’objet d’une nouvelle carte de France des densités de foudroiement, notion qui remplace les niveaux kérauniques, sous forme d’un tableau par département, en intégrant à présent tous les territoires d’outre-mer. Si l’obligation d’installer ou non un système de protection foudre ne change pas pour les applications domestiques, apparaîtra la proposition d’une analyse de risque facultative, plus pointue et plus homogène avec les normes internationales.
Selon une publication prévue en parallèle de cette mise à jour, le nouveau fascicule de documentation FD 15443 devient une annexe de la NF C 15-100 pour les applications domestiques. Pour les applications tertiaires et industrielles, le contenu du fascicule est totalement revu afin de tenir compte des règles internationales. Le FD 15443 devient alors un résumé à valeur ajoutée du guide d’application international des parafoudres 61643-12.
Je tiens à souligner par ailleurs l’intérêt du fascicule FD 17109, « Protection foudre pour l’habitat individuel », publié en 2019 et dédié aux paratonnerres. Rédigé à l’initiative et avec l’aide de l’Association protection foudre, ce document constitue une simplification de la norme, sachant que les textes originaux sont souvent complexes et peu lisibles. Il est question de paratonnerres à tige simple, à dispositif d’amorçage (PDA) et à cage maillée. Rédigé pour les installateurs, le FD 17109 a pour objectif de faciliter les étapes de dimensionnement et de choix des équipements, sans perdre de vue l’optimisation financière d’une telle installation.
Ce fascicule de documentation est applicable par les installateurs détenteurs d’une qualification Qualifoudre ou Qualifelec incluant la spécialité « Protection foudre dans l’habitat individuel ».
Enfin, rappelons que depuis 2006 la notion de paratonnerre s’exprime plus globalement par l’expression « système de protection foudre », car lorsqu’un paratonnerre est mis en œuvre, cela induit l’intégration de plusieurs composants. Il est question du paratonnerre lui-même ou de conducteurs maillés, voire de fils tendus pour le captage, mais aussi de conducteurs de descente, de prise de terre foudre et, bien entendu, de parafoudres. N’oublions pas non plus que, au-delà du bâtiment lui-même sur lequel est mis en œuvre le système de protection foudre, dans un rayon de plusieurs centaines de mètres autour, il est utile de protéger les installations électriques des autres bâtiments avec un parafoudre de type 1, afin de ne pas être victime d’une remontée du potentiel de terre, liée au bâtiment disposant d’un paratonnerre. Cela nous rappelle combien il est nécessaire de se protéger des conséquences directes de la foudre, mais aussi de celles indirectes, qui se manifestent par des surtensions indésirables et destructrices.

Alain Rousseau, président du comité scientifique de l’Association protection foudre, président du comité de normalisation Protection foudre français

 


Protection foudre : fort élargissement du marché


L’année 2023 sera-t-elle orageuse ? Quoi qu’il en soit, l’évolution de notre environnement électrique induit de belles éclaircies pour la protection foudre ! TGTB et autres tableaux électriques ne sont plus les seuls lieux où se déploie la protection foudre. Tour d’horizon avec les principaux acteurs sur le marché français.

Objet d’investissements généralement élevés, les sites de production décentralisée d’électricité, qu’il s’agisse du photovoltaïque, des éoliennes, des stations de production de biométhane ou d’hydrogène, de même que les conteneurs de stockage sur batterie nécessitent de solides protections contre les surtensions. À l’autre bout du réseau, les nouvelles applications telles que les infrastructures de recharge des véhicules électriques et plus largement les nouveaux équipements sensibles tels que les LED méritent aussi leur protection contre les effets directs et indirects de la foudre et contre les surtensions issues d’autres sources.

EM139 Dossier ADEEAdee Electronic : les atouts de la technologie à diode Zener
« Entre 2021 et 2022, Adee Electronic a connu une croissance à deux chiffres, lance avec satisfaction Yannick Rouet, directeur commercial. Cela est essentiellement le fruit de notre offre de protection foudre, qu’il s’agisse des parafoudres pour tous secteurs ou des solutions de paratonnerre pour le marché industriel. Ce sont en particulier les applications liées aux énergies renouvelables, à l’éclairage public ou encore aux infrastructures de recharge des véhicules électriques qui ont pesé sur les ventes. »
Présenté en 2021, le parafoudre Fusadee NXT (types 2 et 3) à diode Zener est toujours en cours de lancement et de présentation. Son principal atout ? Une tension résiduelle aux bornes (Up) de seulement 0,75 kV pour un courant In de 5 kA. Ce faible Up permet une distribution sereine jusqu’à 100 mètres à l’intérieur du bâtiment. « Si les varistances sont soumises à vieillissement au fil du temps, les diodes Zener ne présentent pas cet inconvénient pour la majorité des profils de surtension présents sur le réseau. » Le premier dépôt de brevet Fusadee par Adee Electronic remonte à 1978. Depuis, la technologie n’a cessé d’évoluer au fil des ans.
Chez Adee Electronic, la tendance est aussi aux parafoudres intégrant un déconnecteur. À la fin de 2022, Adee Electronic avait lancé des parafoudres de types 1 et 2 avec déconnecteur intégré, pour un usage en tête de tableau, notamment en lien avec un système de paratonnerre. Ces parafoudres présentent un pouvoir de coupure de 70 kA.
Fabricant français Adee Electronic siège en Côte-d’Or, non loin de Dijon, dans la magnifique vallée de l’Ouche.

EM139 Dossier CITELCitel : également au service des nouveaux marchés
« Le mouvement de transition énergétique est générateur de nouvelles applications qu’il est nécessaire de protéger contre les surtensions, explique Eddy Godefroy, responsable produits France et export. Ce contexte a pour conséquence la mise sur le marché de solutions de protection dédiées, via de nouvelles gammes ou par le biais de produits adaptés. »
Chez Citel, l’élargissement de l’offre se traduit notamment par le développement de parafoudres d’intégration pour les fabricants d’onduleurs photovoltaïques, de bornes de recharge pour véhicules électriques… « Par exemple, il s’agit de parafoudres type 2 ou type 1 et 2, à souder sur de petites cartes électroniques. »
Sur la prochaine édition du salon Intersolar Europe (juin 2023, Munich), Citel lancera en complément de l’offre actuelle, une nouvelle gamme de parafoudres courant continu, pour installations photovoltaïques, embarquant une technologie à éclateur à gaz.
Le stockage d’énergie courant continu en conteneurs est aussi un axe fort de développement pour Citel : « Notre parafoudre pour courant continu s’utilise sous une tension jusqu’à 1 000 V et inclut un fusible à courbe gBat, dédié au stockage sur batteries. Nous l’avons développé en lien avec un fabricant de fusibles. L’ensemble a été testé avec un courant de 100 000 A. La protection des stockages en courant continu représente un gros potentiel de marché. Nous sommes pour cela très attentifs à la future norme IEC 61643-41. »
Côté commerce, le fabricant vient d’ouvrir une e-shop via son site Internet : « C’est un virage important pour Citel, vers les clients intégrateurs et ceux réalisant des chantiers. Cette vente en ligne nous permet de garder le lien pour une approche très technique qui tient de l’expertise dans de nombreuses situations. »
Le fabricant, dont un des sites se trouve à Reims (Marne), vient de remettre ses générateurs de courant en service. Ces équipements de test permettent à présent de réaliser des essais jusqu’à 20 000 A. Le site de Reims a fait l’objet de plus de 2 millions d’euros d’investissement. Citel dispose également de deux autres laboratoires de tests et de recherche à Miami (États-Unis) et à Shanghai (Chine).
En 2023, Citel organise des séminaires foudre dans différentes villes françaises (plus d’information dans nos pages d’actualité).

 


Protéger les réseaux courant continu des surtensions
Olivier Pellissier, responsable produits gamme parafoudres et alimentations 24 V chez Phoenix Contact : « Le développement de la production d’électricité d’origine photovoltaïque, éolienne ou encore à partir d’hydrogène, de même que l’usage de conteneurs de batteries, ouvre la voie localement à un usage direct du courant sous une forme continue et non plus alternative. Au niveau des charges, les moteurs électriques comme les éclairages LED sont tout à fait aptes à recevoir ce courant continu. Cela évite aussi l’usage de nombreuses phases de conversion (CC/CA, CA/CC), synonyme de perte d’énergie. C’est pourquoi se développent des sites pilotes dotés d’un réseau électrique interne en courant continu. À ce titre, Phoenix Contact dispose depuis peu d’une usine qui utilise le courant continu en production.
Dans ce contexte, la norme produits EN 61 643-41, en cours de rédaction, va traiter des parafoudres courant continu hors applications photovoltaïques. Car les parafoudres conçus pour la partie courant continu des champs de capteurs PV répondent à un courant de court-circuit bien spécifique. »


 

EM139 Dossier DEHNDehn : mesurer et qualifier les surtensions
Concernant la protection surtension des liaisons de communication, depuis maintenant deux ans, Dehn propose un voyant mécanique visible en façade de l’appareil (comme pour les parafoudres basse tension) afin d’indiquer s’il est nécessaire de remplacer le parafoudre. La continuité de service est assurée même lorsque le parafoudre est hors service.
« Depuis deux mois, nous proposons le même concept pour la protection des infrastructures ethernet jusqu’à 10 Go/s, contre les surtensions. Il s’agit du parafoudre Dehn Patch, ajoute Régis Reeb, directeur marketing et technologie. Le suivi de ce parafoudre peut être effectué avec le module complémentaire Blitzductor Connect. Il existe aussi une variante IP66 pour les applications extérieures. Ce parafoudre est par ailleurs conforme à la norme Power over Ethernet IEEE 802.3. »
Pour les applications basse tension type 2, les ingénieurs Dehn travaillent à l’intégration de connexions automatiques des liaisons. Depuis le début de l’année, sont disponibles les premiers parafoudres Dehn dotés de doubles bornes à connexion rapide à technologie Push-In.
Autre nouveauté : Dehn introduit actuellement en France une solution de mesure de la qualité de l’électricité, à disposer à côté du parafoudre. Lancé dès 2018 en Allemagne, DehnRecord est un appareil modulaire d’aspect classique, sans écran, pouvant communiquer via Modbus vers un superviseur ou sur le cloud Dehn via une interface de communication. Un écran de visualisation local peut toutefois être ajouté en option avec un câblage Modbus. « DehnRecord permet de caractériser et d’enregistrer les impulsions de courant liées à la foudre jusqu’à 100 kA, mais pas uniquement. Il enregistre toutes les amplitudes de surtension, les coupures, les harmoniques, les variations rapides de tension. Le tout selon la norme de qualité de l’énergie EN 61000-4-30, classe A pour l’alimentation 230 V. » Les méthodes de mesure classe A sont utilisées lorsqu’il est fait appel à des données précises, par exemple pour prouver la conformité et mesurer les valeurs standard selon le contrat de fourniture d’énergie ou encore résoudre un problème lié au contrat de fourniture devant un tribunal.
Concrètement, le module DehnRecord dispose de capteurs externes (bobines de Rogowski jusqu’à 2 000 A ou transformateurs de courant à noyau divisé jusqu’à 120 A). Pour la mesure des impulsions liées à la foudre, un capteur spécifique doit être branché à la liaison de terre.

EM139 Dossier EATONEaton : onduleurs et protection foudre
François Debray, chef produits onduleurs et solutions associées : « Eaton propose des solutions de multiprises parafoudre Protection Box d’une à huit prises, et d’onduleurs multiprises parafoudre 3S Gen2 de type 3 de 450 à 850 VA, de six à huit prises. »
Les onduleurs off-line 3S Gen2 protègent contre la foudre la totalité des six ou huit prises, même si la moitié d’entre elles seulement sont secourues par la batterie. Les onduleurs protègent aussi une ligne téléphonique et un port USB pour la charge d’un appareil.
« La gamme comprend également les onduleurs Ellipse Eco, pouvant alimenter une charge jusqu’à 1 000 W. Ils sont conçus pour la protection de stations de travail ou celle de terminaux points de vente. Ces onduleurs comprennent une protection foudre de type 3. » Une version Ellipse Pro Line-Interactive, de 650 à 1 600 VA, permet quant à elle de réguler la tension pour les postes de travail haut de gamme, également avec parafoudre type 3 intégré.
À noter également la présence au catalogue du mini-onduleur DC baptisé 3SM36 très compact, de la taille d’un disque dur externe. Il assure l’autonomie d’équipements décentralisés tels qu’un répéteur Wi-Fi, une caméra IP ou même une box Internet, avec environ une heure d’autonomie pour ce type d’équipement. Toutefois, ce mini-onduleur n’assure pas la fonction de protection foudre.

EM139 Dossier FINDERFinder : une protection pour chaque application
« Nous avons une offre de parafoudres types 1, 2 et 3 pour applications générales. Cette gamme est complétée par des parafoudres type 2 courant continu pour installations photovoltaïques jusqu’à 1 500 V, détaille Julien Bard, responsable technique. Finder propose aussi des parafoudres plus spécifiques, par exemple de type 3 pour intégration en pied de mat d’éclairage. L’éclairage public est un marché pour lequel la protection foudre est devenue un vrai sujet depuis le passage aux sources LED, elles-mêmes plus sensibles aux surtensions en tant que composants électroniques. »
Focus particulier sur ce parafoudre type 3 compact (49 x 29 x 12 mm) à encastrer derrière une prise de courant murale lorsque l’appareil est particulièrement éloigné du tableau électrique.
Finder s’intéresse aussi à la protection des réseaux de données avec trois modèles distincts pour les applications RS485, bus incendie ou ethernet Cat.6.
« Cette offre vient compléter nos familles de composants électroniques et électromécaniques à disposer en tableaux tels que les relais et télérupteurs modulaires… »
Finder dispose de quatre sites de fabrication et d’assemblage : deux en Italie, un en Espagne et un en France, à Saint-Jean-de-Maurienne (Savoie).

EM139 Dossier MERSEN FO SURGE STPT2 40K1500V YPVM 83020159Mersen : quand le parafoudre informe de l’état de la terre
Expert dans la conception et la fabrication des fusibles, Mersen développe également de sérieuses compétences dans le domaine de la protection foudre. Cette expertise de la foudre se concrétise par une offre de systèmes de paratonnerres et de parafoudres.
Depuis 2021, pour les applications dans l’industrie (3P+N), la gamme Terra prend forme avec un parafoudre capable de donner une indication sur l’état de la prise de terre. « En complément des voyants d’état des cartouches du parafoudre, un voyant lumineux sur le neutre donne à l’exploitant une information visuelle », précise Florent Ivankovics, responsable développement de l’offre protection pour la France, la Belgique et le Luxembourg. Vert, la prise de terre est correcte ; jaune, elle n’est pas assez bonne ; rouge, elle est déconnectée ou malencontreusement sectionnée. « Ce développement est directement issu d’un retour d’expérience de notre filiale espagnole Cirprotect. Nous généraliserons à terme cette fonctionnalité à l’ensemble de nos parafoudres et en application aux différents régimes du neutre. »
En matière de protection foudre, Mersen dispose d’un catalogue au service de multiples applications : photovoltaïque (pour courant continu et pour courant alternatif), éclairage public, stockage d’énergie… « Pour les applications d’éclairage public, Mersen offre trois possibilités éventuellement complémentaires : au niveau de la lanterne avec un type 2+3, en pied de mât avec un type 2+3 ou en armoire de rue avec un type 2. » Baptisé POP, ce dernier parafoudre disposé en armoire offre une fonction de protection et aussi d’analyse du réseau : il est capable de déconnecter l’éclairage en cas de mauvaise qualité du courant. Ce point est important, car un parafoudre seul ne peut pas détecter les légères élévations de tension à l’échelle de la seconde, de la minute ou de l’heure. C’est alors que le POP qui entre en action et coupe l’alimentation pour protéger les charges sensibles. « Pour les mâts de grande hauteur, il est parfois judicieux de placer une protection foudre à la fois en pied et au niveau du driver. Dans tous les cas, il faut se poser la question : la protection intrinsèque à l’équipement d’éclairage LED est-elle présente et suffisante ? »
Pour les applications de bornes de charge (Irve), Mersen dispose de parafoudres spécifiques à disposer en armoire de distribution et/ou directement dans les bornes. « Rappelons que les parafoudres courant continu conçus pour les installations photovoltaïques ne sont pas utilisables pour protéger les bornes courant continu, car le courant de court-circuit n’est pas le même ! Par ailleurs, une protection complète des bornes doit aussi prendre en compte la protection des liens de communication. »
Et Florent Ivankovics de rappeler également que les parafoudres sont également efficaces pour protéger les installations contre les surtensions issues d’autres origines que les phénomènes atmosphériques, par exemple consécutives à des manœuvres de commutation des réseaux.

EM139 Dossier PHOENIX CONTACT SRGBPhoenix Contact : des solutions pour les nouveaux marchés
Nouveauté au catalogue Phoenix Contact : le parafoudre Flashtrab type 1 + 2 + 3. « Nous avons conçu ce parafoudre pour la protection des sites isolés tels que les alimentations électriques d’antennes GSM. Il convient aussi aux autres applications, dans l’industrie, le tertiaire ou le résidentiel. Débrochable, il est en capacité de tenir des chocs multiples avec une probabilité de fin de vie plutôt faible. Cela en fait un composant qui nécessite peu ou pas de maintenance. L’avantage est grand, surtout lorsqu’il s’agit de protéger des sites éloignés des équipes d’intervention », souligne Olivier Pellissier, responsable produits gamme parafoudres et alimentations 24 V. Cette protection existe en deux versions : 12,5 ou 25 kA. Elle convient pour les installations avec régime du neutre TT, TN ou TNS. « Il s’agit d’un produit ne générant pas de courant de fuite. Il ne génère pas non plus de courant de suite, ce qui est un atout en matière de continuité de service. Cela minimise les contraintes appliquées au disjoncteur en amont. » Ce nouveau parafoudre embarque un éclateur à amorçage contrôlé à technologie multi-carbone.
Phoenix Contact introduit également sur le marché une nouvelle gamme de filtres CEM (curatifs) avec parafoudre intégré. Ces filtres se placent au plus près de l’équipement sensible, dans le cadre d’installations pour lesquelles se révèle une sensibilité particulière aux perturbations CEM. Cette gamme modulaire, à disposer sur rail DIN, se décline en deux offres : filtre seul ou filtre avec parafoudre.
Dans le cadre du catalogue de composants Charx destinés aux infrastructures de recharge de véhicules électriques, Phoenix contact met à disposition des parafoudres type 1 et type 2 à intégrer sur rail dans les bornes de recharge.
Le fabricant allemand travaille par ailleurs au développement d’une gamme de parafoudres sur réseau de distribution électrique courant continu (voir l’encadré page 26) : « Nous avons déjà des parafoudres courant continu pour de petites puissances. Nous travaillons à développer cette offre. »
Enfin, n’oublions pas que, cette année, Phoenix Contact fête son centenaire !

EM139 Dossier SCHNEIDER ELECTRIC A9LC8710Schneider Electric : parafoudres et disjoncteurs bien accordés
« Notre expérience de la protection électrique au service des personnes, des installations et des biens, nous a amenés à porter une vision globale et cohérente de la protection, explique Florent Martin, gérant d’offre disjoncteurs modulaires et expert technique protection foudre. Le parafoudre écrête le niveau de tension et cela induit une coordination en tension avec les disjoncteurs. De fait, nous qualifions les ensembles disjoncteur différentiel + parafoudre, afin que le parafoudre n’influence pas un déclenchement inapproprié du disjoncteur. Par ailleurs, pour les applications dans l’industrie ou le tertiaire, nos parafoudres sont capables de tenir une surtension liée à une rupture de neutre en triphasé. De plus, afin de garantir la continuité de service dans les TGBT, l’usage d’un sectionneur ou disjoncteur permet de travailler en sécurité pour remplacer le cas échéant la cartouche du parafoudre. »
Pour le secteur résidentiel, Schneider Electric propose un bloc parafoudre composé du disjoncteur et du parafoudre type 2 pour un écoulement de courant de 5 kA. Le tout avec une largeur de seulement deux ou cinq modules, selon qu’il soit en mono ou triphasé. « Arrivé en fin de vie, le parafoudre déclenche son disjoncteur, tout en assurant correctement la sélectivité avec le disjoncteur de branchement. »
Pour les applications dans le tertiaire, le même concept est proposé avec une capacité de 20 kA.
Au second semestre de 2023, Schneider Electric lancera parafoudre type 2 triphasé dédié aux bornes de recharge des véhicules électriques. Ce parafoudre compact s’intégrera directement dans la borne.

EM139 Dossier SIEMENS G I202 XX 68964ESiemens : la protection foudre en complément de l’offre
Chez Siemens, les solutions de protection foudre viennent compléter l’offre d’équipements de protection et de distribution basse tension, de coffrets et d’armoires. « Nous avons à notre catalogue des parafoudres fixes et débrochables types 1, 2 et 3, de même que des parafoudres type 1 et type 2 combinés », précise Jean-Claude Kalb, chef de produits distribution d’énergie. Siemens dispose aussi de parafoudres avec protection fusible intégrée.

Michel Laurent


En savoir plus (liens Internet) :

ADEE ELECTRONIC
CITEL
DEHN
EATON
FINDER
MERSEN
PHOENIX CONTACT
SCHNEIDER ELECTRIC
SIEMENS

Copyright 2013 - Magazine des professionnels de la Filière Électrique - Électro magazine