Identification de l’exposant

Ela Aba Jeff Hermann 12G02019

Nom de l’enseignant

J. Ndoumbe

Etude des moyens de protection contre les

perturbations électromagnétiques : CAS DE

LA FOUDRE

1

RESUME

L’objectif de ce travail est de faire dans un premier temps une étude de l’art de la compatibilité

électromagnétique et dans un second temps présenter les moyens de protection contre les

perturbations électromagnétiques dans le cas particulier de la FOUDRE. Il en ressort que la

compatibilité électromagnétique fait une classification en distinguant : les perturbations

conduites : celles qui se propagent par les câbles de liaison ; les perturbations rayonnées : celles

qui n’empruntent pas de voie matérielle, mais agissent par l’intermédiaire de champs

magnétique, électrique, électromagnétique ; les perturbations électrostatiques : décharge

électrostatique. La transmission d’une perturbation entre la source et une « victime » fait

intervenir un ou plusieurs phénomènes physiques que l’on appelle des « couplages ». A cet

effet, la foudre qui fait l’objet de notre étude représente un phénomène naturel, imprévisible et

néfaste sur tous les systèmes électro-énergétiques et si on peut affirmer que de nos jours, les

transporteurs d'énergie maîtrisent convenablement la protection du réseau contre les défauts

accidentels(internes), ce n'est pas le cas pour sa protection contre la foudre (défaut naturel et

externe) surtout lors d'un impact indirect où elle rayonne des champs électromagnétiques

important et qui vont induire par couplage électromagnétique des surtensions cruelles dans leurs

cibles, notamment les réseaux de transport d’énergie électrique. La deuxième partie de notre

travail met un accent sur l’aspect physique et électrique de la foudre, la formation, les

caractéristiques, la forme du courant, les effets et enfin les moyens de protection contre la

foudre.

2

ABSTRACT

The objective of this work is to make at first a study of the art of the electromagnetic

compatibility and secondly to present the ways (means) of protection against the

electromagnetic disturbances in the particular case of the LIGHTNING. It emerges from it that

the electromagnetic compatibility makes a classification by distinguishing: the led (driven)

disturbances: those who propagate by the cables of connection; the shone disturbances: those

who do not follow of material path, but act through magnetic, electric, electromagnetic fields;

the electrostatic disturbances: electrostatic discharge. The transmission of a disturbance

between the source (spring) and the "victim" brings in one or several physical phenomena which

we call "couplings". For that purpose, the lightning which is the object of our study represents

a natural, unpredictable and fatal phenomenon on all the electro-energy systems and if we can

assert that nowadays, the carriers of energy master suitably the protection of the network against

the (internal) accidental defects, it is not the case for its protection against the lightning ( natural

and external defect) especially during an indirect impact where it shines with importing

electromagnetic fields and which the transport networks of electrical energy are going to

lead(infer) by electromagnetic coupling of the cruel surges in their targets, in particular. The

second part of our work emphasizes the physical and electric aspect of the lightning, the training

(formation), the characteristics, the shape of the current, the effects and finally the ways (means)

of protection against the lightning.

3

Table des matières INTRODUCTION..........................................................................................................................4

Chapitre 1 PRESENTATION GENERALE DE LA COMPATIBILITE ELECTROMAGNETIQUE.........................5

I. Concept de compatibilité électromagnétique .......................................................................5

1. Les parasites ...................................................................................................................5

2. Définition de la CEM........................................................................................................5

3. Les sources de perturbations ...........................................................................................6

4. Propagation des perturbations.........................................................................................6

5. Risques...........................................................................................................................7

II. Normes de la CEM ..............................................................................................................7

III. Moyens d’amélioration de la compatibilité des installations ..............................................8

1. Le choix des câbles ..........................................................................................................8

2. Le cheminement des câbles .............................................................................................8

Chapitre 2 MOYENS DE PROTECTION CONTRE LES PERTURBATIONS CAUSEES PAR LA FOUDRE......... 10

I. Définition ......................................................................................................................... 10

II. Formation et caractéristiques de la foudre ......................................................................... 10

1. Formation et types de coup de foudre ........................................................................... 10

2. Caractéristiques des coups de foudre ............................................................................. 14

3. Effets de la foudre ......................................................................................................... 15

III. Moyens de protections contre la foudre ......................................................................... 17

1. Le paratonnerre ............................................................................................................ 17

2. L’éclateur ..................................................................................................................... 18

3. Le Parafoudre (Varistance) ............................................................................................ 19

4. Câbles de garde ............................................................................................................ 20

5. Cage maillée ................................................................................................................. 20

CONCLUSION ........................................................................................................................... 21

Bibliographie ........................................................................................................................ 22

4

INTRODUCTION La foudre représente le phénomène naturel, imprévisible et le plus néfaste sur tous les systèmes

électro-énergétiques et si on peut affirmer que de nos jours, les transporteurs d'énergie

maîtrisent convenablement la protection du réseau contre les défauts accidentels(internes), ce

n'est pas le cas pour sa protection contre la foudre (défaut naturel et externe) surtout lors d'un

impact indirect où elle rayonne des champs électromagnétiques important et qui vont induire

par couplage électromagnétique des surtensions cruelles dans leurs cibles, notamment les

réseaux de transport d’énergie électrique. La Foudre est un éclair qui tombe au sol C'est un

phénomène fréquent qui se comporte comme un générateur parfait de courant électrique. Pour

se protéger dans 95% des cas, le courant à prendre en compte est de 100kA avec un temps de

montée très bref. En plus du phénomène de conduction, le canal ionisé de la foudre se comporte

comme un fil long qui rayonne un champ électromagnétique.

5

Chapitre 1 PRESENTATION GENERALE DE LA COMPATIBILITE

ELECTROMAGNETIQUE

I. Concept de compatibilité électromagnétique

Dans la vie courante, l’électronique est devenue presqu’omniprésente. Il suffit pour cela de

penser aux appareils tels que les téléphones portable, les véhicules de transport, les écrans, les

ordinateurs, pour nous rendre compte de cela. Avec l’évolution du temps, ces appareils sont de

plus en plus sophistiqués par conséquent ils sont plus sensible aux perturbations

électromagnétiques rencontrées dans leur environnement.

1. Les parasites

Dès la présence des informations sous forme électrique, on peut noter des perturbations

électromagnétiques temporaires. Ces derniers se propagent soit par conduction le long des

conducteurs, soit par rayonnement. Dans la plupart des cas, ces deux modes de

propagation sont couplés.

Ce sont les variations rapides de courant ou de tension à travers les conducteurs qui créent

les courants parasites. Ceux-ci peuvent se superposer à d’autres signaux et les brouiller.

2. Définition de la CEM

La Compatibilité Electromagnétique (CEM) d’un équipement caractérise son aptitude à

fonctionner de manière attendue dans son environnement et sans y occasionner lui-même

des perturbations gênantes.

La CEM regroupe deux notions, celle d’émissivité (pouvoir perturbateur) et celle de

susceptibilité (immunité aux perturbations). L'immunité correspond aux mesures de

protections envisagées pour rendre les équipements insensibles aux perturbations. La CEM

s'intéresse donc à tout ce qui est phénomène électromagnétique (sources d'émission,

6

couplage), protection (immunité des équipements, blindage, filtrage), effets biologiques et

normalisation.

3. Les sources de perturbations

Les perturbations proviennent de phénomènes radioélectriques et de phénomènes

impulsionnels ou transitoires.

a. Les phénomènes radioélectriques

Ce sont les brouillages entre systèmes radioélectriques ainsi que les perturbatio ns

au niveau des réceptions.

b. Les phénomènes impulsionnels ou transitoires

C'est le cas de la foudre, les surtensions dans les réseaux de télécommunication ou

encore les décharges d'électricité statique.

4. Propagation des perturbations

Un conducteur parcouru par un courant variable dans le temps induit un champ

électromagnétique variable dans le temps et dans l'espace. De même, un conducteur présent

dans un champ magnétique variable développera un courant en son sein.

Ces phénomènes expliquent une grande partie des mécanismes de création, de réception et

de propagation des signaux, parasites ou non. Le couplage dépend de la longueur d'onde

des phénomènes, ainsi que de la longueur relative des conducteurs par rapport à celle-ci.

7

La CEM est alors compromis entre les sources, la sensibilité et le couplage, pour un niveau

de prix et de fonctionnement acceptables. Il est à noter que la sécurité des personnes sera

considérée avant tout.

5. Risques

Les risques liés à ces perturbations peuvent se faire ressentir dans des domaines tels que les

télécommunications, dans le domaine médical et aussi dans le domaine militaire.

Pour ce qui est des télécommunications, les données qui transitent sur un réseau peuvent

être altérées; en ce qui concerne le domaine médical, il s’agit de s'assurer que les appareils

fonctionnant dans les hôpitaux comme sur des patients ne subiront aucune interférence avec

des sources extérieures enfin dans le domaine militaire, on a affaire aux problèmes de

confidentialité des données. L'analyse des rayonnements électromagnétiques est un mode

de piratage informatique aujourd'hui bien connu.

II. Normes de la CEM Il existe des normes permettant de permettre la cohabitation des systèmes produisant des

perturbations électromagnétiques. Ces normes doivent être respectées par les constructeurs

des appareils c'est dans cette optique que, la commission électrotechnique internationa le

(CEI) a mise sur pieds la norme CEI 61000 intitulée Compatibilité Electromagnétique.

L'application de ces directives est obligatoire pour bénéficier du marquage CE et ainsi avoir

le droit de commercialiser les produits concernés dans l'Union Européenne. Ces normes

sont très nombreuses, il existe des normes pour :

les limites, c'est-à-dire les valeurs maximales d'émissivité et les valeurs minimales

de susceptibilité

les méthodes de mesure

les appareils de mesure

On peut regrouper ces normes en 3 grandes familles :

1. Les normes fondamentales : Elles définissent et décrivent le problème posé par la

compatibilité électromagnétique, les méthodes de mesure et de test, les moyens de

mesure de base et les montages de mesure. Elles n'indiquent aucune limite et

n'établissent aucun critère de dégradation du fonctionnement

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2. Les normes génériques : Elles se rapportent à un environnement déterminé. Elles

fixent une série de spécifications et de tests applicables à tous les produits et

systèmes mis en œuvre dans cet environnement, ceci à condition que ces produits et

systèmes ne fassent pas l'objet de normes CEM spécifiques.

3. Les normes familles produits : Elles comprennent des normes applicables à des

familles de produits et des normes applicables à certains produits spécifiques.

III. Moyens d’amélioration de la compatibilité des installations

Différents moyens qui permettent de limiter l'incidence des perturbations électromagnétique et

de limiter l'émission d'ondes électromagnétiques parasites. On distinguer plusieurs méthodes

d'approche mais nous n’allons citer que deux. Il s’agit :

1. Le choix des câbles

La majorité des problèmes liés à la CEM proviennent de câbles de conduction. Il est ainsi

primordial de faire le bon choix de câbles dans le but de limiter les risques de perturbation.

Parmi ces câbles on peut citer entre autres, la fibre optique ; les câbles avec blindage métallique ;

la paire torsadée et la paire torsadée blindée. Le choix des câbles n’étant pas aisé il est préférable

de toujours se référer aux recommandations des fabricants d’appareils.

2. Le cheminement des câbles

Lorsque les câbles de différentes sensibilités sont proches, la transmission des perturbations est

presque inévitable. Eloigner les câbles n’est pas la solution optimale car plus on le fait plus on

a tendance à former des boucles, siège de perturbations sous l’effet d’un champ important

provoqué par la foudre par exemple. Pour éviter cela, l'utilisation de chemins de câbles

métalliques communs ou contigus parait être la meilleure solution. Elle permet de rapprocher

les câbles considérablement sans risque de couplage. Les parois métalliques du chemin de

câbles agissent comme un écran vis-à-vis des perturbations. Il faut, par conséquent, que la

hauteur des parois soit supérieure à la hauteur des câbles ou torons.

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On peut conclure que la CEM est une discipline très importante car la non maitrise de celle -ci

pourrait provoquer d’importants dommages. Cependant jusqu’ici nous n’avons qu’étudié les

moyens de protection contre les perturbations conduites, quand est-il des perturbations

naturelles ? Dans la suite de ce document nous allons présenter les moyens de protections

contre les perturbations provoquées par la foudre.

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Chapitre 2 MOYENS DE PROTECTION CONTRE LES PERTURBATIONS

CAUSEES PAR LA FOUDRE

I. Définition

Le phénomène de foudre

Le coup de foudre est une décharge électrique se produisant dans un grand intervalle dont les

« électrodes » sont d’une part un nuage orageux chargé et d’autre part la terre.

La foudre reste scientifiquement assez mal connue car étant brève et imprévisible, son étude

en laboratoire est donc difficile. Dans les grands laboratoires on provoque le coup de foudre

par le lancement d’une fusée reliée par un fil à la terre.

L’impact de la foudre sur une installation est équivalent à un générateur de courant très fort

(10 à 100 kA et plus). Il produit une surtension considérable.

L’étude de la foudre a deux aspects :

Aspect physique: mécanisme de la foudre ;

Aspect électrique: protection contre la foudre.

II. Formation et caractéristiques de la foudre

1. Formation et types de coup de foudre

La formation de la foudre se fait en trois grandes étapes:

La formation d’un nuage d’orage, le cumulo-nimbus

Le cumulo-nimbus est un nuage dense présent en cas de temps orageux. Il se forme lors de forts contrastes de températures. L’épaisseur de ce nuage peut atteindre une dizaine de kilomètres carrés, leur masse est de l’ordre de centaines de milliers de tonnes d’eau. Il se forme à l’occasion

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de forts contrastes de températures, grâce à de puissants courants d’air chaud ascendants. Ces courants entraînent en altitude d’importantes quantités d’eau et de glace.

C’est un nuage dense à extension verticale considérable en forme de montage ou de tour

immense. Une partie au moins de sa région supérieure est généralement lisse, fibreuse ou striée et presque toujours aplatie. Cette partie s’étale souvent en forme d’enclume ou de vaste

panache.

On peut donc rencontrer les Cumulonimbus de manière isolée, I’été, notamment en montagne. Un nuage d’orage est composé de cellules à divers stades de sa formation. Au plan horizonta l,

la masse nuageuse peut couvrir de 30 à 500 km.

Généralement, ces cellules sont reliées entre elles par d’importantes couches de nuages.

Certains orages peuvent n’être formés que d’une seule cellule, mais celle-ci ne prendra pas l’importance qu’acquiert une cellule faisant partie d’un système multicellulaire. À mesure que l’orage évolue, chaque cellule grossit et gagne une altitude supérieure à celle de la cellule

précédente.

En fin de journée, le sol a chauffé toute la journée, et une masse d’air humide arrive. Une bulle d’air chaud se forme, et s’élève dans le ciel. Les courants ascendants atteignent rapidement 30 m/s.0

Au fur et à mesure qu’il monte, l’air chaud se condense et se transforme en gouttelettes d’eau.

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En s’élevant, l’air se refroidit. Au-dessous de 0°C, les gouttes d’eau gèlent et se transforment

en grêlons. Le mouvement d’ascension se heurte à la stratosphère, à 15 000 m d’altitude. Le nuage « s’écrase » alors à son sommet, ce qui lui donne sa forme d’enclume.

Electrisation du nuage

A l’intérieur du nuage, de violents courants d’air ascendants et descendants entraînent des collisions

entre les molécules d’eau ce qui crée des charges positives, qui s’accumulent au sommet du nuage, et

des charges négatives, qui s’accumulent à la base. La dissociation des charges dans le nuage orageux

génère un champ électrique intense dans l’espace nuage-sol.

Lorsque le nuage atteint, au niveau d’un sol plan, une intensité de 4 à 10 kilovolts par mètre, une

décharge au sol est imminente. Une gigantesque étincelle se produit alors.

Production d’éclairs

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Dans un nuage ainsi électrisé, des décharges électriques se produisent entre les différents pôles

électriques, soit à l’intérieur du nuage (éclairs intra-nuages), soit d’un nuage à un autre (éclairs

inter-nuages), soit vers la Terre (éclairs nuage-sol) plus principalement appelé “foudre”. La

foudre qui atteint le sol ne représente en fait que 10% du nombre d’éclairs.

C’est ce qui explique que l’on peut entendre gronder le tonnerre sans qu’un impact au sol se

produise.

La première phase d’un coup de foudre est la formation d’une prédécharge peu lumineuse, le

“traceur”.

On distingue deux types de coups de foudre suivant l’origine du traceur:

Les coups de foudre descendants: le traceur part du nuage et se dirige vers le sol. Ce

sont les coups de foudre les plus courants.

Les coups de foudre ascendants: le traceur part du sol, d’un point assez élevé (tour,

pic…), et se dirige vers le nuage.

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2. Caractéristiques des coups de foudre

Le courant produit par la foudre est très puissant, il est semblable à celui produit par un

générateur de courant. Ce courant produit est constitué de charges superficielles du sol qui

remontent le canal ionisé du traceur comme vu plus haut.

Ce sont les décharges partielles s’écoulant par le même canal ionisé qui constituent le coup de

foudre. Apres l’apparition de la décharge principale, on a l’apparition d’une ou de plusieurs

décharges secondaires.

Forme du courant de la foudre

Pour effectuer des tests de contrôle, tous les constructeurs d’appareils électriques HT utilisent

une onde appelée Onde de choc conventionnelle.

Onde de choc conventionnelle

*Caractéristiques des coups de foudre

15

3. Effets de la foudre

La foudre dispose par ces actions de plusieurs effets parmi lesquels on peut citer :

a. Effets thermiques

Fusion d’éléments au point d’impact (≈30000°C).

Risque d’incendie du à la circulation d’un courant important.

b. Effets électrodynamiques

Lorsque les courants de la foudre circulent dans des conducteurs parallèles, la force magnétique

qui en résulte (attraction et répulsion) peut entraîner des déformations mécaniques et même des

ruptures.

c. Surtensions directes

L’impact direct sur une ligne électrique ou téléphonique, génère une onde de tension qui se

propage. Cette onde, qui est amortie par l’effet couronne et la longueur de la ligne, est coupée

soit par l’isolateur à cornes soit par les moyens de protection au poste.

Comme le courant de la foudre est rarement inférieur à 10kA, et que l’impédance caractéristique

d’une ligne aérienne est environ 300Ω, l’onde de tension atteindra 1500 kV.

d. Surtensions induites (indirectes)

Si la foudre tombe à proximité de la ligne, le courant provoque une variation extrêmement

rapide du champ électromagnétique. A cause des ondes électromagnétiques générées par la

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foudre, des surtensions sont induites dans des conducteurs situés loin du point d’impact. Ses

effets se font sentir à plusieurs centaines de mètres, voire plusieurs kilomètres.

Les ondes induites sur la ligne sont similaires en forme et en amplitude à celles obtenues par

choc de foudre direct. Leur caractéristique principale est leur front très raide (de l’ordre de la

microseconde), et leur amortissement très rapide. Ce rayonnement est d’autant plus important

que le front de montée est raide (20 à 100 kA/µs). Un coup de foudre tombant à proximité d’une

ligne développe un champ d’induction magnétique suffisamment important pour y créer une

surtension induite, dont l’ordre de grandeur peut être estimé par la formule suivante:

Uind= Z0I h / d Avec Z0= (0,25/π) (√µ0/ε0) ≈ 30 Ω

h : hauteur du conducteur

d : distance entre la ligne et le point d’impact de la foudre.

I : courant de la foudre.

e. Montée en potentiel de la prise de terre

Une élévation du potentiel de terre a lieu lorsque le courant de foudre est écoulé par le sol.

Cette variation du potentiel de terre touche les installations lorsque l'impact de la foudre au

sol est à proximité de leurs prises de terre. Le courant circulant dans la terre peut provoquer la

montée en potentiel des équipements par les prises de terre.

Prise de terre

Tension de pas: la distribution des courants de foudre dans un sol dépend de la nature du

chemin parcouru. Dans le cas d’un sol hétérogène, des différences de potentiel dangereuses

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peuvent s’établir entre deux points voisins. Cette différence est appelée Tension de pas. Les

charpentes métalliques des bâtiments et les prises de terre doivent être toutes reliées entre

elles afin d’éviter des tensions dangereuses pour l’homme, ainsi que pour les risques

d’incendie et d’explosions dus aux amorçages d’arc.

Remarque : C'est ce phénomène qui

explique souvent le foudroiement

indirect des animaux : même à 100 m

du point d'impact, un cheval dans un

pré peut subir entre ses pattes arrières

et ses pattes avants, une différence de

Potentiel de 500 V.

6)- Effet électrochimique

L’action de la foudre contribue à la création d’ozone (O3) d’après la réaction chimique

suivante :

O2 + hν → 2O ; 2O + 2O2→ 2O3

III. Moyens de protections contre la foudre Le but des protections contre la foudre est de dévier le courant vers la Terre. Parmi ces

projections on peut citer : le paratonnerre, l’éclateur, le parafoudre, les câbles de garde et

la cage maillée.

1. Le paratonnerre

Le paratonnerre est un conducteur qui présente au sommet une forme pointu, on le place sur

ou près de l’installation à protéger.

a)- Principe de fonctionnement :

La décharge créée au sommet du paratonnerre progresse à la rencontre et capture le traceur de

la foudre pour dévier le courant vers la terre ceci garce au pouvoir de pointe.

Principe du paratonnerre à tige

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b) Zones de protection contre la foudre :

La zone de capture est définie comme un volume bien déterminé pour lequel l’entrée en

contact d’un canal ionisé, provoquera à coup sûr l’amorçage du coup de foudre sur le sommet

de la tige. L’expérience montre que pour un paratonnerre en forme de mat (tige), l’intérieur

d’un cône (α =45°), centré sur la tige, présente une bonne probabilité de protection.

c) Distance critique d’amorçage dc :

Elle représente la distance de capture (saut final) entre le traceur et le

sommet de la tige. Elle est donnée par la formule empirique :

dc = 6,7 I0,8.

I : courant de crête de la foudre.

On constate que la zone de capture est d’autant plus grande que la

foudre est intense. Par contre, si la foudre est faible la protection est

moins sure.

Il est donc clair que pour des courants de foudre :

- élevés et moyens, la protection est très bonne ;

- faibles, la protection est moins bonne car le dernier trajet du traceur principal est très court.

Exemple : Si I = 10 kA, dc= 42 m ; I = 100 kA, dc= 270 m

2. L’éclateur

L’éclateur est généralement placé en parallèle avec

l’isolateur, il est formé de deux électrodes-pointes, dont l’une

est reliée à la terre et l’autre à l’installation à protéger

a) Principe de fonctionnement :

Quand l’onde de tension frappe l’installation, la grande

surtension qui apparaît aux bornes de l’éclateur produit un arc

électrique qui dévie le courant vers la terre, car le courant

choisit le chemin le moins résistant. Exemple de protection d’un Transformateur

Remarques :

- Bon marché et facilement réalisable, l’éclateur présente un grave inconvénient : l’arc amorcé

par la surtension crée un milieu ionisé qui fait que le courant de suite est pratiquement égal au

courant de court-circuit. Il s’en suivra une interruption de service provoquée par les

protections contre les surintensités, ce qu’il faut naturellement éviter.

- Les éclateurs n’ont pratiquement aucun pouvoir de coupure. Ils sont destinés en dernier

ressort à écrêter les surtensions dans le cas où les autres systèmes n’auraient pas fonctionné.

On préfère donc l’usage des varistances pour assurer une bonne coordination de l’isolement,

avec plus de sécurité.

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3. Le Parafoudre (Varistance)

a) Principe de fonctionnement :

La varistance est une résistance non linéaire qui chute considérablement lorsque la tension

augmente. En fonctionnement normal en l’absence de surtension, la résistance de la varistance

est très élevée et empêche le passage du courant de la ligne vers la terre. Par contre, en régime

de surtension la résistance chute subitement pour dévier le courant, et donc la surtension, vers

la terre.

Quand l’onde de tension arrive par la ligne électrique, le courant de la foudre choisit le chemin

le moins résistant, celui de la varistance, et dévie ainsi vers la terre. C’est pratiquement le même

principe de fonctionnement que l’éclateur, car dans les deux cas c’est la résistance de

l’équipement de protection qui chute : pour l’éclateur grâce au claquage, pour la varistance

grâce à la résistance non linéaire.

Exemple de protection d’un Protection du réseau par des varistances

Transformateur par varistance

b) Courbe caractéristique « courant-tension » d’une varistance :

Généralement c’est une varistance en céramique,

composée pour la plus grande partie, d’oxyde de

zinc (ZnO). La figure 20 illustre schématiquement

la courbe caractéristique courant-tension du

parafoudre. On a choisi pour les abscisses une

échelle logarithmique : par exemple, quand le

courant est multiplié par 107, la tension aux bornes

de la varistance n’est multipliée que par 2 environ.

La résistance est non linéaire et la chute de Courbe caractéristique courant-tension d’une varistance à

tension très faible, ce sont là les deux propriétés oxydes métallique

principales de la varistance.

A l’apparition d’une surtension, le parafoudre

doit s’amorcer rapidement (< 0,1 µs).

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4. Câbles de garde

Le câble de garde protège contre la foudre car il est placé juste au-dessus des conducteurs, en

cas de coup de foudre c’est lui qui est touché en premier. Après l’impact de la foudre il

transfère le courant vers la terre à travers le pylône. La présence des câbles de garde

n’empêche pas à coup sûr d’éviter les coups de foudre, ils sont néanmoins utiles dans la

mesure où leur présence fait diminuer leur probabilité dans un rapport de 1,5 à 5 environ,

selon l’activité orageuse de la région

Remarques :

- Il y a une dizaine d’années, pour des raisons économiques, les câbles de garde sont placés

généralement à l’entrée et la sortie des postes. Mais actuellement, comme il est utilisé pour les

communications HF par SONELGAZ, le câble de garde tend à relier tout le réseau national.

Le câble de garde à un diamètre inférieur ou égal au conducteur de phase. En plus du rôle de

protection, il contribue à l’amortissement des ondes de surtension de foudre par abaissement

de l’impédance caractéristique des conducteurs de phase ainsi que le blindage possible des

lignes des télécommunications.

Signalons que la majorité des coups de foudre sur conducteur provoque un amorçage pour

les réseaux de tensions inférieures à 400 kV. L’amorçage de la ligne lors d’un coup direct

étant certain, on cherche à s’en protéger en plaçant les câbles de garde.

5. Cage maillée

Protection utilisée dans les bâtiments (nouveaux) sensibles et importants (Electronique,

informatique, militaire…). Le blindage externe protège contre les ondes de la foudre.

Principe d’une cage maillée (cage de faraday)

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Ce principe est utilisé pour les bâtiments très sensibles et importants (militaire, tours de

contrôle…), abritant du matériel informatique ou des circuits intégrés. Il consiste à multip lier

les feuillards de descente à l’extérieur du bâtiment de façon symétrique. On ajoute des liaisons

horizontales si le bâtiment est haut ; par exemple tous les deux étages (figure). Les conducteurs

de descente sont reliés à la terre par des pattes d’oies. L’effet résulte en une meilleure

équipotentialité du bâtiment et la division des courants de foudre, réduisant ainsi fortement les

champs et inductions électromagnétiques.

Conclusion La compatibilité électromagnétique est donc une discipline à maitriser afin d’éviter d’éventuels dégâts.

C’est ainsi qu’il est important que les constructeurs d’appareils et les entreprises respectent les

normes, que les utilisateurs d’appareils sachent les précautions à prendre et que le gouvernement

sensibilise les populations par rapport à cette discipline.

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Bibliographie

1. Gildas MANIC et Yann GAVET, La Compatibilité Electromagnétique, 2000, p. 4-10

2. A Timaltine, Chapitre 5 La foudre, p. 1-5

3. Formation de la Foudre et ses caractéristiques, Disponible sur

https://wordpress.com/stats/insights/lafoudretpe2007.wordpress.com