L’un des aspects les plus importants lors de la conception d’un système de protection contre la foudre consiste à vérifier que l’ensemble de l’installation est effectivement protégé. Pour cela, il est nécessaire de déterminer le volume de protection offert par le paratonnerre et de s’assurer que tous les éléments de la structure se trouvent à l’intérieur de cette zone.
LA PROTECTION COMMENCE DÈS LA CONCEPTION
Avant de sélectionner un dispositif de capture ou de définir son emplacement, il est essentiel de répondre à une question fondamentale: l’installation nécessite-t-elle un système de protection contre la foudre?
En Espagne, cette évaluation est réalisée conformément au Code Technique de la Construction (CTE), et plus précisément selon le Document de Base DB SUA 8, qui établit une procédure d’analyse des risques permettant de déterminer dans quels cas une structure doit être protégée et quel niveau de protection doit être appliqué. Toutefois, le CTE ne précise pas la manière de concevoir le système ni de calculer la zone de protection. Une fois la nécessité de protéger la structure établie, il convient de se référer aux normes spécifiques qui régissent la conception de ces systèmes.
QUELLE NORME DÉFINIT LA ZONE DE PROTECTION?
La méthode de calcul dépend du système de protection choisi. Pour les systèmes conventionnels, la conception est réalisée conformément à la série IEC 62305-3, qui prévoit des méthodes telles que la sphère roulante, l’angle de protection ou le maillage capteur.
Dans le cas des paratonnerres à dispositif d’amorçage (PDA), la norme de référence en Espagne est la norme UNE 21186, basée sur la NF C 17-102. Celle-ci définit la méthode permettant de déterminer la zone de protection en fonction de la hauteur du paratonnerre, du niveau de protection et du temps d’avance à l’amorçage du paratonnerre (ΔT).
Chaque technologie dispose de sa propre méthode de conception, mais toutes poursuivent le même objectif: garantir que la structure soit protégée contre l’impact direct de la foudre.
| Norme | Que définit-elle? |
|---|---|
| CTE DB SUA 8 | Elle étermine dans quels cas une structure nécessite une protection contre la foudre au moyen d’une évaluation des risques. |
| IEC 62305 | Elle établit les critères de conception des systèmes conventionnels de protection contre la foudre. |
| UNE 21186 | Elle définit la méthode de conception et de calcul de la zone de protection des paratonnerres PDA. |
qu'est que la zone de protection?
La zone de protection est le volume à l’intérieur duquel une structure est protégée contre l’impact direct de la foudre, conformément aux critères définis par la réglementation. Dans le cas des paratonnerres à dispositif d’amorçage (PDA), la norme UNE 21186 établit la méthode permettant de déterminer cette zone de protection à partir de différents paramètres du projet.
Les principaux facteurs pris en compte dans le calcul sont les suivants:
- La hauteur du paratonnerre par rapport au plan de référence.
- Le niveau de protection requis pour l’installation (I, II, III ou IV).
- Le temps d’avance à l’amorçage (ΔT) du paratonnerre PDA.
- La géométrie de la structure à protéger.
À partir de ces paramètres, il est possible de déterminer le rayon de protection correspondant et de vérifier que tous les éléments exposés se trouvent à l’intérieur de la zone protégée. Bien que cette méthode repose sur des formules mathématiques définies par la norme, son objectif est de s’assurer que le système conçu offre une couverture suffisante pour protéger l’ensemble de l’installation.
DEUX FAÇONS DE REPRÉSENTER UNE MÊME ZONE DE PROTECTION
L’une des questions les plus fréquentes parmi les concepteurs et les installateurs concerne le fait que la réglementation permet de représenter la zone protégée de deux manières différentes. Dans le cas des paratonnerres à dispositif d’amorçage (PDA), ce calcul peut être réalisé selon deux méthodes prévues par les normes en vigueur.
- Méthode par formules (UNE 21186):
Le rayon de protection d’un paratonnerre PDC dépend de sa hauteur (h) par rapport à la surface à protéger, de son temps d’avance à l’amorçage (ΔT) et du niveau de protection choisi (r). Pour 2 ≤ h ≤ 5:
pour h ≥ 5 :
- Méthode graphique (CTE DB-SUA-8):
Lorsqu’un paratonnerre à dispositif d’amorçage (PDA) est utilisé, le volume de protection de chaque pointe est défini de la manière suivante:
Sous le plan horizontal situé à 5 mètres en dessous de la pointe, le volume protégé correspond à celui d’une sphère dont le centre est situé sur la verticale de la pointe, à une distance (D), et dont le rayon est: R = D + ΔL
Étant donné :
- R: le rayon (en m) qui définit la zone protégée.
- D: la distance (en m) indiquée dans le tableau B.4 en fonction du niveau de protection.
- ΔL: la distance (en m), fonction du temps d’avance à l’amorçage Δt du paratonnerre, exprimé en μs.
On adoptera ΔL = Δt pour des valeurs de Δt inférieures ou égales à 60 μs, et ΔL = 60 m pour des valeurs de Δt supérieures à 60 μs. Les deux méthodes conduisent au même résultat lorsqu’elles sont appliquées correctement.
DU CALCUL À LA SOLUTION DE PROTECTION
C’est pourquoi il est de plus en plus courant d’utiliser des outils permettant de modéliser l’installation et de vérifier visuellement la couverture du système avant sa mise en œuvre.
Chez INGESCO, nous avons développé CALCULUS, un logiciel gratuit conçu pour faciliter le calcul et la conception des systèmes de protection contre la foudre conformément aux normes en vigueur. Avec CALCULUS, il est possible de calculer automatiquement la zone de protection d’un paratonnerre à dispositif d’amorçage (PDA), de visualiser graphiquement le volume protégé, de comparer différentes solutions de conception, d’optimiser l’emplacement des capteurs de foudre et de générer les rapports techniques du projet. Ainsi, le calcul ne se limite plus à une opération purement manuelle, mais devient un véritable outil d’aide à la conception dans le cadre d’un projet d’ingénierie global. Chez INGESCO, nous abordons chaque projet avec une vision intégrée. Avant de sélectionner un système de captation, nous analysons les caractéristiques de l’installation, son environnement et la réglementation applicable afin de définir la solution la plus adaptée à chaque situation.
Vous avez besoin de calculer la zone de protection de votre projet? Vous pouvez le faire facilement avec CALCULUS ou contacter notre équipe technique si vous souhaitez bénéficier d’un accompagnement pour définir la solution la mieux adaptée à votre installation.
