NFC17100.Unlocked

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NF C 17-100Dcembre 1997

Indice de classement : C 17-100

protection contre la foudre

protection des structures contre la foudreinstallation de paratonnerres

E : Protection of structures against lightningInstallation of ligthning Protective system

D : Blitzschutz des Gebade durch Blitzableiter ________________________________________________________________________________

No rm e f ran ais e h om olo gue

par dcision du Directeur Gnral d'afnor le 20 novembre 1997 pour prendre effet compter du 20 dcembre 1997.

Remplace la norme homologue NF C 17-100 de fvrier 1987. ________________________________________________________________________________

Correspondance Cette norme correspond la pr-norme Europenne ENV 61024-1. ________________________________________________________________________________

Analyse Ce document dcrit les principales dispositions destines assurer la protectiondes btiments contre les coups de foudre directs par paratonnerre. Le principe dela protection des btiments contre la foudre est bas sur le modlelectrogomtrique.

Descripteurs Foudre, dispositifs de cpature, conducteurs de descente, conducteurs de terre,prises de terre.

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Modifications

Corrections


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AVANT-PROPOS

La prsente norme indique les dispositions prendre pour concevoir, dans l'tat actuel desconnaissances et de la technique, une protection contre la foudre satisfaisante des

structures (btiments, installations fixes, ...) et des zones ouvertes (zones de stockage,aires de dtente ou sportives, ...) par paratonnerre et donne des directives sur les moyensde raliser cette protection.

La dcision de munir une structure d'un systme de protection dpend des facteurssuivants : la probabilit de foudroiement de la structure, sa gravit et ses consquencesacceptables. le choix se fait l'aide des paramtres contenus dans le guide d'valuation durisque (Annexe B de la prsente norme).

Parmi les structures qui peuvent ainsi ncessiter l'installation d'un systme de protectioncontre la foudre, on peut citer :

- les btiments recevant du public,- les immeubles de grande hauteur et, d'une manire gnrale, les constructions leves

(pylnes, chteaux d'eau, phares, ...),

- les btiments et dpts renfermant des matires dangereuses (explosives, inflammables,toxiques, ...),

- les btiments contenant des quipements ou des documents particulirement vulnrablesou prcieux (par exemple, installations de tlcommunications, ordinateurs, dptsd'archives, muses, monuments historiques, ...),

On s'attachera, ds le stade de la conception de la structure, puis de l'installation :

- prendre en compte tous les lments qui doivent tre utiles la ralisation d'uneinstallation rpondant cette norme en consultant les professionnels concerns :concepteurs, ralisateurs, installateurs, utilisateurs, etc.

- prvoir d'utiliser, en complment, lorsque cela est possible, les lments conducteursdes structures protger.

Les dispositions indiques dans la prsente norme constituent des conditions minimales permettant d'assurer une protection statistiquement efficace.

Cette norme se fonde sur le prnorme europeenne ENV 61024-1 : Protection des

structures contre la foudre.

L'arrt du 28 janvier 1993 relatif la protection de certaines installations classes contreles effets de la foudre fait rfrence cette norme.

Cette norme annule et remplace la norme NF C 17-100 de Fvrier 1987.

La prsente norme a t adopte par le Comit de Direction de l'UTE le 3 septembre 1997.

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SOMMAIRE

Introduction ................................................................................................................... 2

1 Gnralits ........................................................................................................... 21.1 Domaine d'application et objet ......... ......... .......... ......... ......... ......... .......... ... 21.2 Termes et dfinitions ................................................................................... 31.3 Structures en bton arm ............................................................................ 61.4 Niveaux de protection ................................................................................. 71.5 Paramtres du courant de foudre ............................................................... 71.6 Conception du systme de protection ......... ......... ......... .......... ......... ......... .. 7

2 Installation extrieure de protection contre la foudre ......... ......... ......... .......... ...... 82.0 Gnralits .................................................................................................. 82.1 Dispositifs de capture .................................................................................. 82.2 Conducteurs de descente ........................................................................... 122.3 Prises de terre ............................................................................................. 162.4 Fixations et raccordements .......... ......... ......... ......... .......... ......... ......... ........ 192.5 Matriaux et dimensions ......... ......... ......... .......... ......... ......... ......... .......... ... 20

3 Equipotentialit des masses et des lments conducteurs -Installation intrieure de protection contre la foudre (IIPF) ......... ......... ......... ........ 213.1 Gnralits .................................................................................................. 213.2 Equipotentialit des lments conducteurs extrieurs ......... ......... ......... ..... 223.3 Equipotentialit des lments conducteurs noys dans les parois .......... ... 223.4 Equipotentialit des masses et des lments conducteurs intrieurs

Installation intrieure de protection contre la foudre .... ......... ......... .......... ... 23

4 Vrification, maintenance ..................................................................................... 234.1 Vrification initiale ....................................................................................... 234.2 Vrification priodique ................................................................................ 244.3 Maintenance ............................................................................................... 24

Annexes

A Volume protg par un dispositif de capture .......... ......... ......... ......... .......... ......... 25B Guide dvaluation du risque de foudroiement et choix du niveau

de protection pour une IEPF ................................................................................ 27C Paramtres du courant de foudre ........................................................................ 29

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INTRODUCTION

Il ne faut pas oublier qu'une installation de protection contre la foudre ne peut empcher laformation des clairs.

A ce jour, aucun dispositif ou mthode n'a t scientifiquement justifi comme apte empcher la foudre de se produire et de frapper des structures.

Une installation de protection contre la foudre, conue et installe conformment laprsente norme, ne peut assurer la protection absolue des structures, des personnes oudes objets ; nanmoins, l'application de la prsente norme doit rduire de faon significativeles risques de dgts dus la foudre sur les structures protges conformment cettenorme.

Le type et l'emplacement de l'installation de protection contre la foudre doivent tre tudisavec soin ds le stade de la conception d'une nouvelle structure, afin de pouvoir tirer unparti maximal des lments conducteurs de la structure. Cela facilitera l'tude et laralisation d'une installation intgre, permettra d'en amliorer l'aspect esthtique,d'accrotre l'efficacit de l'installation de protection et d'en minimiser le cot et le travail deralisation.

L'accs au sol naturel et une utilisation approprie des armatures de la fondation pour laralisation d'une prise de terre approprie risquent de ne plus tre possibles aprs le dbutdes travaux de construction. Il convient que la rsistivit et la nature du sol soient prises encompte au plus tt, ds le stade initial du projet. Ces informations sont essentielles pour l'tude des prises de terre, qui peuvent influencer les travaux de conception des fondationseffectus par les architectes.

Pour viter tous travaux inutiles, il est primordial que les concepteurs de l'installation deprotection contre la foudre, les architectes et les entrepreneurs se consultent rgulirement.

La prsente norme fournit des informations relatives la ralisation de systmes deprotection contre la foudre (SPF), destines aux structures habituelles.

Il y a lieu que la conception, l'installation et les matriaux des installations satisfassententirement aux dispositions de la prsente norme.

1 Gnralits

1.1 Domaine d'application et objet

1.1.1 Domaine d'application

La prsente norme fournit des informations relatives la conception, la ralisation, lavrification et l'entretien des systmes de protection contre la foudre (SPF) qui utilisent destiges simples, des fils tendus et des conducteurs maills comme dispositifs de capture pour la protection des structures contre la foudre comme dfini au paragraphe 1.1.2, ainsi quepour la protection des personnes, des installations et des objets qu'elles contiennent.

NOTE - Des dispositifs de capture autres que ceux mentionns dans la prsente norme tels que lesparatonnerres dispositif d'amorage existent, mais ne font pas l'objet de la prsente norme. Ils sontpris en compte dans les normes labores par les comits nationaux de certains pays, en particulier, lanorme NF C 17-102.


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1.1.2 Objet

La prsente norme est applicable la conception et la ralisation de systmes deprotection contre la foudre, comme dfini au paragraphe 1.1.1, destins aux structureshabituelles dont la hauteur n'est pas suprieure 60 m.

Les cas suivants sont hors du domaine d'application de cette norme :

a) les chemins de fer;b) les rseaux de production, de transport d'nergie et de distribution d'lectricit extrieurs

une structure;c) les installations de tlcommunication extrieures une structure;d) les vhicules, navires, aronefs et les installations en mer.

NOTE - Les installations cites aux points a) d) sont habituellement soumises des rglementationsspciales dictes par diffrentes autorits comptentes.

Des prescriptions complmentaires celles spcifies dans la prsente norme, sont

ncessaires dans le cas de :- structures leves (hauteur suprieure 60 m) ;- structures dangereuses pour leur environnement en raison du risque d'explosion et de

propagation d'incendie ;- structures dangereuses pour leur environnement en raison de possibles missions de

substances toxiques, radioactives, contamines ou pollues ;- structures temporaires et en cours de construction ;- tentes, campings et terrains de sports ;- d'installations et de matriels lectroniques sensibles aux surtensions.

NOTE - Les composants utiliss pour la mise en oeuvre d'un systme de protection contre la foudre sonttraits dans l'EN 50164 : Composants de protection contre la foudre ( l'tude au niveau europen).

Dans lattente, on se rfrera au tableau 8 de la prsente norme.

1.2 Termes et dfinitions

Les dfinitions suivantes sont applicables dans le cadre de la prsente norme. La figure 1explicite les dfinitions du coup de foudre ou de l'clair la terre.

courant permanent

arc en retour X

arc subsquent

t

I

coup de foudre ou clair la terre

figure 1 : Coup de foudre ou clair la terre

X


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1.2.1 coup de foudre ou clair la terre : Dcharge lectrique d'origine atmosphriqueentre un nuage et la terre, consistant en un ou plusieurs coups de foudre.

1.2.2 arc en retour : L'une des dcharges lectriques lors d'un coup de foudre ou clair la terre.

1.2.3 point d'impact : Point o un coup de foudre frappe la terre, une structure ou uneinstallation de protection contre la foudre.

1.2.4 courant de foudre (i) : Courant qui s'coule au point d'impact.

1.2.5 valeur crte du courant (I) : Valeur maximale du courant de foudre.

1.2.6 raideur moyenne du courant de foudre (di/dt) : Taux moyen de changement decourant d'arc en retour entre 30% et 90% de l'amplitude de crte sur le front de monte.

di/dt = (I 90 - I30 )/(t90 - t 30 )

1.2.7 dure du coup de foudre (T) : Temps pendant lequel le courant de foudres'coule au point d'impact.

1.2.8 charge totale (Qtotal) : L'intgrale par rapport au temps du courant de foudrependant la dure totale du coup de foudre.

1.2.9 charge impulsionnelle (Qimp) : L'intgrale par rapport au temps du courant defoudre pendant la dure de l'arc en retour.

1.2.10 nergie spcifique (ES) : Energie dissipe par le courant de foudre dans une

rsistance de valeur unit. C'est l'intgrale par rapport au temps du carr du courant defoudre pour la dure du coup de foudre.

1.2.11 coup de foudre direct : Coup de foudre qui frappe directement la structure ou sonsystme de protection contre la foudre.

1.2.12 coup de foudre indirect : Coup de foudre qui frappe le sol proximit de lastructure, ou les rseaux (lectricit, eau, gaz, communication, etc.) qui pntrent dans lastructure.

1.2.13 frquence des coups de foudre directs (Nd) : Nombre moyen annuel prvisible

de coups de foudre directs sur une structure.

1.2.14 structures habituelles : Structures utilises dans des buts ordinaires,commerciaux, industriels, agricoles, publics ou rsidentiels (voir tableau B.1).

1.2.15 structure ou espace protger : Structure ou espace pour lesquels uneprotection contre les effets de la foudre, conforme la prsente norme, est ncessaire.

1.2.16 volume protg : Volume thoriquement protg par le systme de protectioncontre la foudre.

1.2.17 frquence accepte des coups de foudre (Nc) : Nombre maximal moyen annuelacceptable de coups de foudre pouvant entraner des dommages la structure.


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1.2.18 risque de dommage (Rd) : Moyenne annuelle probable de pertes (humaines etbiens) dues la foudre dans une structure.

1.2.19 systme de protection contre la foudre (SPF) : Installation complte, permettantde protger une structure contre les effets de la foudre. Elle comprend la fois une

installation extrieure et une installation intrieure de protection contre la foudre.NOTE - Dans des cas particuliers, l'installation de protection contre la foudre peut consister seulementen une installation extrieure ou une installation intrieure.

1.2.20 efficacit du systme de protection contre la foudre (E) : Rapport entre lenombre annuel moyen de coups de foudre directs n'entranant pas de dommages sur lastructure et le nombre de coups de foudre directs sur la structure.

1.2.21 niveau de protection : Terme donnant la classification d'un systme de protectioncontre la foudre vis--vis de son efficacit.

NOTE - Il exprime la probabilit selon laquelle un systme de protection contre la foudre protge unvolume contre les effets de la foudre.

1.2.22 installation extrieure de protection contre la foudre (IEPF) : Elle comprend unou des dispositif(s) de capture, des conducteurs de descente et une prise de terre.

1.2.23 installation intrieure de protection contre la foudre (IIPF) : Elle comprend tousles dispositifs complmentaires de ceux numrs au paragraphe 1.2.22, rduisant leseffets lectromagntiques du courant de foudre l'intrieur de l'espace protger.

1.2.24 liaison quipotentielle : Liaison lectrique mettant au mme potentiel, ou despotentiels voisins, des masses et des lments conducteurs.

1.2.25 dispositif de capture : Partie de l'installation extrieure destine intercepter lafoudre.

1.2.26 conducteur de descente : Partie de l'installation extrieure destine conduire lecourant de dcharge atmosphrique du dispositif de capture la prise de terre.

1.2.27 conducteur de ceinturage : Conducteur constituant une boucle autour de lastructure et ralisant les interconnexions des conducteurs de descente pour une bonnerpartition du courant de foudre.

1.2.28 prise de terre : Partie de l'installation extrieure en contact lectrique avec la terredestine conduire et dissiper le courant de foudre la terre.

NOTE - Dans les sols de rsistivit leve, la prise de terre peut intercepter les courants de foudres'coulant dans le sol et provenant d'clairs la terre tombs proximit.

1.2.29 lectrode de terre : Elment de la prise de terre assurant un contact lectriquedirect avec la terre.

1.2.30 lectrode de terre en boucle : Electrode formant une boucle ferme autour de lastructure.

1.2.31 lectrode de terre en fond de fouille : Electrode de terre noye dans lesfondations en bton de la structure.


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1.2.32 (disponible).


1.2.34 composant "naturel" de l'installation de protection contre la foudre :

Composant assurant une fonction de protection contre la foudre, mais non installspcifiquement cet effet.

NOTE - Des exemples d'utilisation de ce terme sont :- des capteurs "naturels";- des descentes "naturelles";- des lectrodes de terre "naturelles".

1.2.35 lments conducteurs : Elments mtalliques rpartis dans l'espace protger,ou services mtalliques entrant ou quittant la structure protger pouvant couler unepartie du courant foudre tels que guides d'ascenseur, conduits de ventilation, de chauffageet d'air conditionn, armatures d'acier interconnectes, faades mtalliques, canalisationsd'eau, de gaz, crans de cbles, etc.


1.2.37 barre (borne) principale de terre : Barre ou borne permettant de relier l'installation de protection contre la foudre les lments conducteurs, les masses, les ligneslectriques et de tlcommunication et d'autres cbles.

1.2.38 conducteur d'quipotentialit : Conducteur permettant d'assurer l'quipotentialit.

1.2.39 armatures d'acier interconnectes : Armatures d'acier l'intrieur d'unestructure, considres comme assurant une continuit lectrique.

1.2.40 tincelle dangereuse : Arc lectrique provoqu par le courant de foudre l'intrieur de la structure ou de l'espace protger.

1.2.41 distance de scurit : Distance minimale entre deux lments conducteurs l'intrieur de la structure ou de l'espace protger, telle qu'aucune tincelle dangereuse nepuisse se produire entre eux.

1.2.42 parafoudre : Dispositif destin limiter les surtensions transitoires et driver lesondes de courant. Il contient au moins un composant non linaire.

1.2.43 joint de contrle - borne de coupure (ou borne de mesure) : Dispositif conu etplac de manire faciliter les essais et mesures lectriques des lments de l'installationde protection contre la foudre.

1.2.44 installation extrieure isole de la structure protger : Installation extrieuredont le dispositif de capture et les descentes sont mis en oeuvre de manire que le trajet ducourant de foudre n'ait aucun contact avec la structure protger.

1.2.45 installation extrieure non isole de la structure protger : Installationextrieure dont le dispositif de capture et les descentes sont mis en oeuvre de manire quele trajet du courant de foudre soit en contact avec la structure protger.


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1.3 Structures en bton arm

Lorsque les armatures mtalliques des structures en bton arm sont prsumes commeassurant une continuit lectrique, elles doivent satisfaire aux trois conditions suivantes :

a) environ 50% des interconnexions de barres verticales et horizontales sont soudes ou

solidement lies ;b) les barres verticales sont soudes ou se chevauchent sur 20 fois leur diamtre au moins

et sont solidement runies ;

c) la continuit lectrique est assure entre les armatures d'acier des diffrents lmentsprfabriqus en bton et celles des lments en bton prfabriqus voisins.

NOTE : En France, cette continuit lectrique n'est pas systmatiquement ralise, ni contrle.

1.4 Niveaux de protection

Les caractristiques du systme de protection contre la foudre prescrit sont fonction descaractristiques de la structure protger et des niveaux de protection raliser.

Quatre niveaux de protection diffrents sont considrs dans cette norme.

L'efficacit d'un systme de protection contre la foudre dcrot du niveau de protection I auniveau de protection IV. La relation entre les niveaux de protection et l'efficacit est donnedans le tableau 1 pour le choix du niveau de protection.

Tableau 1 - Relation entre niveaux de protection et efficacit

Niveaux de protection E = Efficacit calculeI + mesures complmentaires E > 0,98

I 0,95 < E 0,98II 0,90 < E 0,95III 080 < E 0,90IV 0 < E 0,80

Le niveau de protection appropri doit tre dfini par une valuation du risque dedommage.

Un exemple de mthode d'valuation est donn en annexe B.


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1.5 Paramtres du courant de foudre

Les valeurs des paramtres de foudre correspondant aux niveaux de protection sontdonnes dans le tableau 2.

Tableau 2 - Valeurs des paramtres de foudre correspondantaux niveaux de protection

Paramtre Symbole Unit Niveaux de protectionI II III - IV

Valeur crte du courant I kA 200 150 100Charge totale Qtot C 300 225 150Charge impulsionnelle Qimp C 100 75 50Energie spcifique ES kJ/ 10.000 5.600 2.500Raideur moyenne di/dt kA/s 200 150 100

La distribution statistique des paramtres du courant de foudre et de ses effets sur le SPFest donne en annexe A.

NOTE : Les paramtres du tableau 2 sont des paramtres d'tude et ne correspondent pas auxparamtres d'essais des matriels car il faut tenir compte des attnuations et de la rpartition du courant. Il s'agit de paramtres de choc de foudre au point d'impact avec une probabilit de 99 % pour le niveau1. Pour les autres niveaux, les valeurs s'en dduisent par un rapport de 0,75 et de 0,5 des valeurs de lapremire colonne (Niveau I).

1.6 Conception du systme de protection contre la foudre

Une conception optimale sur les plans technique et conomique d'un systme de protectioncontre la foudre n'est possible que si les stades de sa conception sont lis ceux de laconstruction de la structure protger. En particulier, l'utilisation possible de partiesmtalliques de la structure comme parties du systme de protection contre la foudre devratre prvue lors de la conception de la structure.

2 Installation extrieure de protection contre la foudre

2.0 Gnralits

L'installation extrieure de protection contre la foudre est destine intercepter les coupsde foudre directs, conduire le courant de foudre entre le point d'impact et la terre et le

disperser sans dommages thermiques ou mcaniques pour la structure protger et sanssurtensions dangereuses pour les personnes.

2.0.1 Choix du type de l'installation extrieure de protection contre la foudre

Dans la plupart des cas, l'installation extrieure de protection contre la foudre peut trefixe sur la structure protger.L'utilisation d'une installation extrieure isole de la structure (voir 1.2.44) peut convenir s'ilest prvisible que des changements de structures, de contenu ou d'utilisation du volume protger peuvent entraner des modifications de cette installation.


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NOTES1 Une installation extrieure isole de la structure (voir 1.2.44) devrait tre ralise si les effetsthermiques au point d'impact ou sur des conducteurs coulant le courant de foudre peuvent entraner des dommages sur la structure ou sur le contenu du volume protger. Dans ce cas, un cart minimalde 30 mm obtenu par des supports isolants (PVC, etc.) sera respect entre le conducteur et les paroiscombustibles.

2 Des exemples pouvant ncessiter une installation extrieure isole de la structure sont :- des structures avec un revtement combustible;- des structures avec des parois combustibles;- des zones risque d'explosion et d'incendie.

Des tincelles dangereuses doivent tre vites :

- dans une installation extrieure isole, par l'isolation et la sparation conformment 3.2.- dans une installation extrieure non isole (voir 1.2.45), par quipotentialit conformment

3.1 ou par isolation et sparation conformment 3.1.2.

2.0.2 Composants de l'installation extrieure de protection contre la foudre

Tous les composants de l'installation extrieure de protection contre la foudre doivent trechoisis conformment aux indications du tableau 8.

2.0.3 Utilisation des composants naturels

Les composants naturels qui resteront toujours dans la structure et qui ne seront pasmodifis et dont la rsistance est valuable (par exemple armatures d'acier interconnectes, structures mtalliques, etc.) peuvent tre utiliss comme un desconstituants de l'installation extrieure de protection (voir 2.1.3, 2.2.5 et 2.3.6).

NOTE - Les composants naturels ne devraient tre utiliss comme partie du systme de protectionqu'avec l'accord du responsable de la structure ou du propritaire. Dans ce cas, les points de connexiondevront tre prvus lors de la construction.

Les autres composants naturels peuvent tre utiliss comme complments l'installationextrieure de protection.

2.1 Dispositifs de capture

2.1.1 Gnralits

La probabilit d'un impact de foudre l'intrieur de la structure protger estconsidrablement rduite par la prsence d'un dispositif de capture convenablement conu.

Les dispositifs de capture peuvent tre constitus par une combinaison quelconque descomposants suivants :

1) tiges simples ;2) fils tendus ;3) conducteurs maills.

NOTE - Dans le cas d'une combinaison avec un paratonnerre dispositif d'amorage (PDA), lesprescriptions de la norme NF C 17-102 sont applicables au PDA.


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2.1.2 Positionnement

La position du dispositif de capture est dtermine suivant le principe du modlelectrogomtrique. Trois mthodes d'application peuvent tre utilises. Ce sont lesmthodes de "la sphre fictive", de "l'angle de protection " et "des mailles".

Pour la plupart des formes simples de btiments, la mthode de l'angle de protection estapproprie, mais la mthode de la sphre fictive est conseille pour des formes pluscomplexes.

Si des surfaces planes doivent tre protges, la mthode des mailles est une formeapproprie de protection.

Les valeurs de l'angle de protection, du rayon de la sphre fictive et des dimensions desmailles sont donnes dans le tableau 3 conformment au niveau de protection dfini. Lepositionnement du dispositif de capture est donn en annexe B.

Tableau 3 : Angle de protection, rayon de la sphre fictive et taille des maillesselon le niveau de protection

Niveau deprotection

Rayon sphre fictive R(m)

Taille mailles M(m)

Angle de protection ()

I 20 5 X 5II 30 10 X 10 Voir figureIII 45 15 X 15IV 60 20 X 20

70

80

60

50

40

30

20

10

00 10 20 30 40 50 60

I II III IV

Niveau deprotection

()

xxxx

h (m)

NOTES1 - Non applicable au del des valeurs marques x. Seules les mthodes de la sphre fictive et desmailles sont applicables dans ce cas.2 - h est la hauteur du dispositif de capture au-dessus du volume protger.


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2.1.3 Composants "naturels"

Les parties suivantes de structures peuvent tre considres comme dispositifs de capture"naturels" la condition que la continuit soit assure et que les conditions suivantes soientsatisfaites :

a) les tles mtalliques recouvrant la structure protger, sous rserve que :

- la continuit lectrique entre les diffrentes parties soit ralise de faon durable (par exemple par brasage, soudage, sertissage, vissage ou boulonnage) ;

- l'paisseur des tles mtalliques ne soit pas infrieure la valeur t figurant dans letableau 4, de faon les protger contre les perforations ou viter les problmes depoints chauds ;

- elles ne soient pas revtues de matriau isolant ;

- les matriaux non mtalliques sur ou au-dessus des tles mtalliques soient exclus dela structure protger ;

b) les lments mtalliques de construction du toit (fermes, armatures d'acier interconnectes, etc.) recouverts de matriaux non mtalliques, condition que cesderniers puissent tre exclus de la structure protger ;

c) les pices mtalliques du type gouttires, dcorations, rambardes, etc., dont la sectionn'est pas infrieure celle qui est spcifie pour les composants normaux du dispositif de capture ;

d) les tuyaux et rservoirs mtalliques en gnral, s'ils sont raliss en un matriaud'paisseur non infrieure la valeur approprie de t figurant dans le tableau 4, et sil'lvation de temprature de la surface intrieure au point d'impact ne constitue pas undanger.

Tableau 4 - Epaisseur minimale des tles ou canalisations mtalliques du dispositif decapture

Niveau de protection Matriau base de Epaisseur t(mm)

Fe 4I IV Cu 5

Al 7

NOTES

1 Une lgre couche de peinture protectrice (infrieure 500 microns) ou de 1 mm d'asphalte ou de0,5 mm de PVC n'est pas considre comme une isolation.

2 Dans le cas o un risque de perforation ou de point chaud des tles ou canalisations mtalliques esttolr, des matriaux d'paisseur plus faible peuvent capter et vacuer les courants de foudre. Lesvaleurs des paisseurs minimales donnes dans le tableau 5 devront tre respectes.

Tableau 5 : Epaisseur minimale des tles ou canalisations mtalliquespour lesquelles un risque de perforation ou de point chaud est tolr

Structure Acier galvanis(mm)

Acier inoxydable(mm)

Cuivre(mm)

Aluminium/Zinc(mm)

Plomb(mm)

Tle 0,5 0,4 0,5 0,7 2Tuyaux et rservoirs

mtalliques

2,5 2,5 2,5 2,5 2,5


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2.1.4 Mise en oeuvre

2.1.4.1 Paratonnerre tige simple

Les paratonnerres tige simple ont une hauteur de 2 8 m. Ils prsentent une pointe trs

effile (diamtre du corps : 18 mm minimum).Ils peuvent tre constitus d'un ou de plusieurs lments de mme nature ou compatibles, condition que leur continuit lectrique soit assure.

Ils sont fixs de telle sorte qu'ils rsistent aux intempries et rpondent aux rgles Neige etVent N.V.65.

En cas de haubanage par des cbles conducteurs, ceux-ci sont relis, aux points d'ancragebas, aux conducteurs de descente par des conducteurs rpondant aux exigences dutableau 8.

Si l'installation extrieure comprend plusieurs tiges pour une mme structure, celles-ci sontrelies entre elles par un conducteur rpondant aux exigences du tableau 8 fix sur la basede trois fixations au mtre (tous les 30 cm environ).

Cette liaison n'est pas ralise si elle doit franchir un obstacle de structure (corniche,acrotre) de dnivel positif ou ngatif suprieur 1,50 m (voir figure 2).

Figure 2 - installation extrieure avec plusieurs tiges

d < 1,50 m : liaison imprative

d > 1,50 m : ne pas relier

Au moins deux conducteurs de descente sont ncessaires par tige pour une longueur deparcours suprieure 35 m. Ces conducteurs de descente doivent tre disposs sur deuxfaades diffrentes.


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2.1.4.2 Fils tendus

Ce systme est compos d'un ou de plusieurs fils conducteurs tendus (voir tableau 8) au-dessus des installations protger.

Lorsque les supports des fils ne sont pas conducteurs, le dispositif de capture doit trecomplt par la mise en place de pointes captrices solidement fixes en tte des supportset relies la terre.

Lorsque les supports sont mtalliques, ils participent au dispositif de capture et la mise enplace de pointes captrices est inutile.

En cas de haubanage des supports, qu'il s'agisse de supports conducteurs ou non, leshaubans sont relis la terre.

L'installation de fils tendus ncessite une tude particulire tenant compte notamment de latenue mcanique, de la nature de l'installation, des distances d'isolement, etc.

2.1.4.3 Conducteurs maills

Pour les paratonnerres cage maille, les conducteurs de toiture (voir tableau 8) formentun polygone ferm dont le primtre est voisin du pourtour de la toiture. Ce polygone estcomplt par des transversales dont l'une suit le fatage (conducteur de fate) et dont lesautres relient les pointes au polygone.

Les pointes captrices, destines servir de point de capture ou d'amorage, sont placesverticalement aux points les plus vulnrables des btiments. Leur nombre est suffisant si ladistance entre deux pointes sur une toiture ne comportant pas de parties saillantes n'est

pas suprieure 10 m pour des pointes de 30 cm et 15 m pour des pointes de 50 cm.Leur diamtre n'est pas infrieur 18 mm.

Les pointes distantes de moins de 5 m du polygone sont relies ce polygone par un seulconducteur.

Les pointes loignes de plus de 5 m du polygone sont relies celui-ci par deuxconducteurs de direction oppose formant une transversale.

Les dimensions des mailles ainsi formes doivent tre conformes aux valeurs du tableau 3.

Le contournement des acrotres ou corniches importants est vit. Des rservations sontprvues pour laisser aux conducteurs le passage le plus direct possible.

2.2 Conducteurs de descente

2.2.1 Gnralits

Pour rduire les risques d'apparition d'tincelles dangereuses, des conducteurs dedescente doivent tre disposs de manire que, entre le point d'impact et la terre :

a) le courant suive plusieurs trajets en parallle ;

b) la longueur de ces trajets soit rduite au minimum ;

c) une quipotentialit soit ralise partout o ncessaire (voir distance de scurit, 3.1.2).


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Le nombre et la gomtrie des conducteurs de descente et de ceinturage affectent ladistance de scurit (paragraphe 3.1.2).

2.2.2 Dispositions pour les installations extrieures isoles

Pour la dfinition, se reporter 1.2.44.a) si le dispositif de capture est constitu de tiges sur des mts spars (ou un seul mt),

au moins un conducteur de descente est ncessaire par mt. Si les mts sont en mtalou s'il existe une armature d'acier interconnecte, aucun conducteur de descentesupplmentaire n'est ncessaire.

b) si le dispositif de capture comporte des fils tendus (ou un seul fil), au moins unconducteur de descente est ncessaire l'extrmit de chacun des fils.

c) si le dispositif de capture constitue un rseau de conducteurs, au moins une descenteest ncessaire pour chaque structure porteuse.

2.2.3 Dispositions pour les installations extrieures non isoles

Pour la dfinition, se reporter 1.2.45.

a) dispositif de capture par tige

Si le dispositif de capture comporte une seule tige, un conducteur de descente, au moins,est ncessaire.

Si le dispositif de capture comporte plusieurs tiges, un conducteur de descente, au moins,est ncessaire pour chaque tige (voir 2.1.4.3).

Les clochers, tours, minarets et beffrois sont des points d'impacts prfrentiels de la foudreen raison de leur prominence.

De ce fait, leur dispositif de capture est systmatiquement reli une descente directeralise le long du clocher et une deuxime descente qui prend sont origine au sommetdu clocher et emprunte le fatage de la nef. (Si une croix ou une statue non mtallique estsitue l'extrmit de la nef, celle-ci est munie d'une pointe captrice).

b) dispositif de capture sur fils tendus

Si le dispositif de capture comporte des fils tendus, au moins un conducteur de descenteest ncessaire chaque extrmit de fil.

c) dispositif de capture par cage maille

Si le dispositif de capture comporte des mailles, deux conducteurs de descente, au moins,sont ncessaires rpartis autour du primtre de la structure protger.


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Les distances moyennes entre conducteurs de descente sont donnes dans le tableau 6.

Tableau 6 - Distances entre conducteurs de descented'une cage maille en fonction du niveau de protection

Niveau de protection Distance moyenne(m)

I 10II 15III 20IV 25

NOTE - Des distances gales entre conducteurs de descente autour du primtre du btiment sontprfres. Un conducteur de descente devra, autant que possible, se situer chaque angle de lastructure.

En cas d'absence d'interconnexion enterre des prises de terre, les conducteurs de

descente doivent tre interconnects au niveau du sol.

2.2.4 Mise en oeuvre

Les conducteurs de descente doivent tre disposs de manire tre, autant que possible,en continuit directe avec les dispositifs de capture.

Les conducteurs de descente doivent tre installs de faon rectiligne et verticale, ensuivant le trajet le plus court et le plus direct possible la terre. La formation de boucles doittre vite. Si cela s'avre impossible, la distance (d), mesure directement entre deuxpoints du conducteur et la longueur (l) de la boucle entre ces deux points doivent treconformes aux prescriptions de la figure 3.

NOTE - Il convient de ne pas installer de conducteurs de descente dans les gouttires ou tuyaux dedescente, mme s'ils sont recouverts de matriau isolant. Les effets de l'humidit dans les gouttiresprovoquent une forte corrosion de la descente. Il est conseill de placer les conducteurs de descente demanire mnager un espace entre ceux-ci et les portes ou fentres.

Les conducteurs de descente des installations non isoles de la structure protger peuvent tre installs de la manire suivante :

- si le mur est ralis en matriau non combustible, les conducteurs de descente peuventtre fixs directement sur la surface du mur ou dans le mur;

- si le mur est ralis en matriau inflammable, les conducteurs de descente peuvent trefixs directement sur la surface des murs, pour autant que l'lvation de temprature due l'coulement du courant de dcharge atmosphrique ne soit pas dangereuse pour lematriau du mur;

- si le mur est ralis en matriau inflammable et si l'lvation de temprature desconducteurs de descente est dangereuse, ces conducteurs doivent tre placs demanire que la distance entre ces derniers et la structure protger soit toujourssuprieure 0,03 m.


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Figure 3 - Formes de coudes dun conducteur de descente de paratonnerre

2.2.5 Composants "naturels"

Les lments suivants de la structure peuvent tre considrs comme des descentes"naturelles" condition que la continuit soit :assure et que la vrification de la rsistanceentre le point de raccordement au circuit de capture et le point de raccordement la prisede terre du composant naturel soit effectue (rsistance infrieure 0,5 ) :

a) les quipements mtalliques, condition que :

- la continuit lectrique entre les diffrents lments soit ralise de faon durable,conformment aux prescriptions du paragraphe 2.4.2 ;

- leurs dimensions soient au moins gales celles qui sont spcifies pour les conducteursde descente dans le tableau 8 ;

NOTES1 Les quipements mtalliques peuvent tre revtus de matriau isolant. Dans ce cas, la continuitlectrique est contrle.2 L'utilisation de canalisations comme conducteurs de descente est limite certains cas ( l'tude).


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b) l'ossature mtallique de la structure ;

c) les armatures en acier interconnectes de la structure en bton, l'exception de btonprcontraint ;

d) les lments de faade, profils et supports des faades mtalliques, condition que :

- leurs dimensions soient conformes aux prescriptions relatives aux conducteurs dedescente et que leur paisseur ne soit pas infrieure 0,5 mm ;

- leur continuit lectrique dans le sens vertical soit conforme aux prescriptions duparagraphe 2.4.2.

NOTE - Les composants naturels pouvant tre modifis ou supprims sans que leur appartenance ausystme de protection contre la foudre soit prise en compte, il est prfrable de prvoir des conducteursspcifiques.

Il n'est pas ncessaire d'installer des ceinturages horizontaux si l'armature mtallique desstructures en acier ou les armatures mtalliques du bton arm sont utilises commeconducteurs de descente.

2.2.6 Joint de contrle, borne de coupure (borne de mesure)

Chaque conducteur de descente, l'exception de conducteur de descente "naturel", estmuni dun joint de contrle permettant de mesurer la prise de terre ; il est en mme matireque, ou compatible avec les conducteurs de descente. Il porte la mention paratonnerre et lerepre prise de terre .

Les joints de contrle sont intercals sur les conducteurs de descente 2 m au-dessus dusol.

Pour les installations comportant des parois mtalliques non munies de conducteurs dedescente, les joints de contrle sont intercals entre chaque prise de terre et llmentmtallique du btiment auquel il est reli ; ils sont placs lintrieur dun regard de visitesur lequel est repr le symbole .

Le joint de contrle devra tre dmontable l'aide d'un outil, pour les besoins de mesures,mais doit rester ferm en utilisation normale.

2.3 Fixations et raccordements

2.3.1 Fixations

Les dispositifs de capture et les conducteurs de descente doivent tre solidement fixs, demanire empcher toute rupture ou tout desserrage des conducteurs, du fait des forceslectrodynamiques ou efforts mcaniques accidentels (par exemple secousses, glissementde plaques de neige, etc.).


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Les fixations des conducteurs de toiture et de descente se font sur la base de trois fixationsau mtre (tous les 30 cm environ). Les fixations sont appropries aux supports et excutesde faon ne pas nuire l'tanchit de la toiture. Elles doivent permettre une ventuelledilatation des conducteurs.

2.3.2 Raccordements

Le raccordement des diffrents conducteurs entre eux s'opre par serrage l'aide depices de raccordement de mme nature, par rivetage plein, par soudure ou par brasure.Le percement des rubans est viter dans la mesure du possible.

Il est recommand de protger les conducteurs de descente contre les chocs mcaniquesventuels l'aide de fourreaux et sur une hauteur de 2 m partir du sol.

2.4 Prises de terre

2.4.1 Gnralits

Afin d'assurer l'coulement du courant de foudre dans la terre sans provoquer desurtensions dangereuses, la forme et les dimensions des prises de terre importentdavantage qu'une valeur de rsistance particulire d'une lectrode de terre. Nanmoins,une faible rsistance est gnralement recommande.

Toutes les prises de terre doivent tre interconnectes conformment larticle 3.1. Cetteinterconnexion assure une protection complte de l'installation, c'est--dire la protectioncontre la foudre, des installations lectriques basse tension et des installations detlcommunication.

NOTES1 Les conditions de sparation et de liaison d'autres prises de terre sont habituellement dfinies par lesservices nationaux comptents.2 De srieux problmes de corrosion peuvent apparatre si des prises de terre faisant usage dematriaux diffrents sont connectes entre elles.

2.4.2 Conception des prises de terre

Deux dispositions de prises de terre sont utilises.

2.4.2.1 Disposition A

Cette disposition concerne les installations extrieures de protection contre la foudre dont lenombre de conducteurs de descente est infrieur ou gal deux.

Dans ce cas, les prises de terre sont constitues au minimum, pour chaque conducteur dedescente :- soit par des conducteurs de mme nature et de mme section que les conducteurs de

descente sauf pour l'aluminium, disposs en patte d'oie de grandes dimensions etenfouis au moins 50 cm de profondeur.Exemple : trois conducteurs de 7 8 m de longueur, enfouis horizontalement au moins50 cm de profondeur,

- soit par un ensemble de plusieurs piquets verticaux d'une longueur totale minimale de 6m :

- disposs en ligne ou en triangle et espacs entre eux d'une distance au moins gale leur longueur enterre ;

- relis entre eux par un conducteur, identique ou compatible dans ses caractristiques celui utilis en descente, enterr en tranche au moins 50 cm de profondeur.

NOTE : La forme recommande est le triangle


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Dans ce cas, la prise de terre doit prsenter une rsistance, mesure par des moyensconventionnels, infrieure ou au plus gale 10 . Cette valeur doit tre mesure sur laprise de terre isole de tout autre lment conducteur.

Lorsque l'application de l'ensemble des dispositions nonces ci-dessus ne permet pasd'atteindre une rsistance infrieure 10 , on considre que la prise de terre assure uncoulement acceptable du courant de foudre lorsqu'elle est constitue par un minimum de100 m d'lectrode enfouie, sachant que la longueur de chaque lment vertical ouhorizontal ne dpasse pas 20 m.

2.4.2.2 Disposition B

Cette disposition concerne les installations extrieures de protection contre la foudre dont lenombre de conducteurs de descente est suprieur deux.

Dans ce cas, les prises de terre sont constitues au minimum, pour chaque conducteur dedescente :

- soit par des conducteurs de mme nature et de mme section que les conducteurs dedescente sauf pour l'aluminium, disposs en patte d'oie de faibles dimensions, enfouis au moins 50 cm de profondeur.

Exemple : Trois conducteurs de 2 3 m de longueur, enfouis horizontalement au moins50 cm de profondeur.

- soit par un ensemble de deux piquets verticaux d'une longueur totale minimale de 2 m :- espacs entre eux d'une distance d'au moins 2 m ;- relis entre eux par un conducteur, identique ou compatible dans ses caractristiques

celui utilis en descente, enterr en tranche au moins 50 cm de profondeur.

Cet ensemble interconnect doit prsenter une rsistance mesure par des moyens

conventionnels infrieure ou au plus gale 10 . Cette valeur doit tre mesure sur laprise de terre isole de tout autre lment conducteur.

Lorsque le btiment comporte une prise de terre fond de fouille, il n'est pas ncessaire decrer une nouvelle boucle et les prises de terre des installations de paratonnerres lui sontrelies par un conducteur de mme nature et de mme section que les conducteurs dedescente (voir figure 4)

BP

D

Joint de contrle

Liaisondconnectable

D

Joint de contrle

P B

Liaisondconnectable

D : Conducteurs de descente de paratonnerreB : Boucle fond de fouille du btimentP : Prise de terre paratonnerre

Figure 4 - Schmas types de prises de terre

l l


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2.4.2.3 Structures mtalliques de grandes dimensions

Les structures mtalliques de grandes dimensions reposant compltement sur le sol doiventtre mises la terre de faon viter des montes en potentiel gnratrices damoragesvers dautres structures ou vers les sols eux-mmes. Ces mises la terre sont ralises dela manire suivante :

- pour une structure ou un rservoir connect, sans joint isolant, le rseau des canalisationsest lui-mme mis la terre ;

- pour un rservoir cylindrique pos directement sur le sol ou sur de la grave, si sondiamtre est au moins gal 6 m, ou pos sur un revtement bitum si son diamtre estau moins gal 15 m, la mise la terre de fait est considre comme suffisante;

- dans les autres cas, le rservoir est connect en au moins deux points de la circonfrenceet au moins tous les 30 m, des prises de terre dcrites en 2.4. Ceci est galementapplicable aux rservoirs isols du sol par une membrane.

2.4.3 Interconnexion des prises de terre

Lorsque le btiment ou le volume protg comporte une prise de terre fond de fouille pour les masses des installations lectriques conformment l'article 542.2 de la normeNF C 15-100, les prises de terre des installations de paratonnerres lui sont relies par unconducteur normalis (voir tableau 8 et figure 3).

Pour les installations nouvelles, cette disposition doit tre prise en compte ds l'tude, etl'interconnexion ralise sur le circuit de terre en fond de fouille directement au droit dechaque descente par un dispositif permettant la dconnexion, plac dans un regard devisite portant le symbole .

Pour les installations et btiments existants, les interconnexions doivent tre ralises deprfrence sur les parties enterres et une dconnexion doit tre possible pour descontrles ultrieurs.

Dans le cas d'une interconnexion l'intrieur d'un btiment, le cheminement du conducteur d'interconnexion doit tre ralis de faon viter une ventuelle induction sur des cblesou matriels situs proximit.

2.4.4 Mise en oeuvre des prises de terre

Une prise de terre extrieure en boucle est enterre au moins 0,5 m de profondeur et au moins 1 m des murs.

La profondeur d'enfouissement et le type des composants des prises de terre doivent

minimiser les effets de la corrosion, de l'asschement et du gel du sol pour stabiliser lavaleur de la rsistance de terre quivalente. Il est conseill de ne pas tenir pour efficace lepremier mtre d'un piquet de terre en cas de gel.

Des prises de terre profondes peuvent tre efficaces dans des cas particuliers, si larsistivit du sol dcrot avec la profondeur, et si des sous-couches de faible rsistivitexistent des profondeurs suprieures la normale.


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2.4.5 Conditions de proximit dans le sol

Les lments constitutifs des prises de terre des paratonnerres doivent tre situs unedistance minimale des rseaux enterrs (lectricit, eau, gaz, communication, etc.). Cesdistances minimales sont indiques dans le tableau 7 ci-dessous :

Tableau 7 - Conditions de proximit dans le sol

Distances minimales (m)Services enterrs Rsistivit du sol

< 500 .mRsistivit du sol

> 500 .mCanalisation lectrique HTA 0,5 0,5Canalisation lectrique BT 2 5

Prise de terre durseau lectrique

10 20

Conduites mtalliques de gaz 2 5

Ces distances ne sont applicables que dans le cas de canalisations qui ne sont paslectriquement connectes la liaison quipotentielle principale du btiment.

NOTE - Dans le cas de canalisations non mtalliques, il n'y a pas lieu de respecter une distanceminimale.

2.4.6 Prises de terre naturelles

Peuvent tre utilises comme lments de prises de terre les armatures d'acier interconnectes du bton ou d'autres structures mtalliques enterres, prsentant descaractristiques conformes aux prescriptions du paragraphe 2.5. Si l'armature mtallique dubton est utilise comme prise de terre, un soin particulier doit tre apport auxinterconnexions, pour viter un clatement mcanique du bton.

NOTES1 - S'il s'agit de bton prcontraint, il convient de ne pas utiliser l'armature mtallique comme prise deterre.2 - Lorsque la structure protger contre la foudre est sous protection cathodique, une tude particulirede la mise la terre du systme de protection contre la foudre devra tre ralise, notamment le cuivrene devra pas tre utilis.

2.5 Matriaux et dimensions

Les matriaux utiliss doivent supporter les effets lectrodynamiques des courants dedcharge atmosphrique et les contraintes accidentelles prvisibles, sans dtrioration.

Les matriaux et dimensions doivent tre choisis en fonction des risques de corrosion de lastructure protger ou de l'installation de protection contre la foudre.

Les lments de l'installation de protection contre la foudre doivent tre constitus desmatriaux figurant dans le tableau 8. D'autres mtaux peuvent tre utiliss, si leur comportement mcanique, lectrique et chimique (corrosion) est quivalent.


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Tableau 8 - Matriaux et dimensions minimales des composantsdune installation de protection contre la foudre

Matire Observations Dispositifs decapture

Conducteurs detoiture

et de descente (4) (5)

Composants dePrises de terre

Cuivrelectrolytiquenu ou tam.

Recommand pour sa bonneconductibilitlectrique et satenue lacorrosion (2) .

Pointes :L = 0,30 m 0,50m. 18 mm mini. Tiges :L = 2 m.mini. Fil tendu - cble desection minimale de50 mm

Ruban 30 x 2 mm.Rond 8 mm (1) .Tresse 30 x 3,5 mm.

Ruban 30 x 2 mm Rond 8 mm (1) . Grilles : fil de sectionmin. 10 mm 2. Piquets tubulaires : 25 mm ext. Piquets acier cuivr 15 mm min.

Acier galvanis chaud (50minimum).

(3)

Tenue dans letemps moinsbonne que lecuivre.

Supports de tiges. Rond 8 mm (1) .Ruban 30 x 3,5 mm.

Rond 10 mm (1) . Ruban 30 x 3,5 mm Piquets tubulaires : 27 mm ext. Piquets pleins : 19 mm. mini.

Acier inoxydable18/10, 304.

Recommanddans lesatmosphrescorrosives ou solsagressifs.

Pointes :L = 0,3 m 0,50 m. 18 mm. mini. Tiges L=2 m mini. Supports de tige Fil tendu - cble desection minimale de50 mm

Rond 8 mm (1) .

Ruban 30 x 2 mm.

Rond 10 mm (1). Ruban 30 x 2 mm Piquets pleins : 15 mm. mini.

Aluminium A5/L.

Doit tre utilis sur surfaces enaluminium(bardages, murs,rideaux).

Ruban 30 x 3 mm.Rond 10 mm (1) .

Remarques :(1) Etant donn le caractre impulsionnel du courant de foudre, le conducteur plat, offrant

section identique une plus grande surface extrieure, est prfr au conducteur rond.(2) Compte tenu de ses proprits physiques, mcaniques et lectriques (conductibilit,

mallabilit, tenus la corrosion, etc.) le cuivre tam est recommand.(3) Lacier galvanis peut ventuellement tre utilis pour des installations de courte dure

de vie ou provisoires telles que les expositions, etc.(4) L'utilisation de cbles coaxiaux isols comme conducteurs de descente n'est pas

admise. L'emploi de gaines ou de revtements isolants autours des conducteurs dedescente n'est pas admis.

(5) Les tolrances dimensionnelles (paisseur, largeur, diamtre) sont de 10 % enrespectant la section minimale de 50 mm.

3 Equipotentialit des masses et des lments conducteurs - Installationinterieure de protection contre la foudre (iipf)

3.1 Gnralits

Lors de l'coulement du courant de foudre dans un conducteur, des diffrences de potentielapparaissent entre celui-ci, les masses et autres lments conducteurs qui se trouvent proximit. Des tincelles dangereuses peuvent alors se former entre les deux extrmits dela boucle ouverte ainsi cre.


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En fonction de la distance qui spare les deux extrmits de la boucle ouverte (le(les)conducteur(s) de descente d'une part et la masse mtallique mise la terre d'autre part), onralise ou non l'quipotentialit. La distance minimale pour laquelle il n'y a pas de risqued'tincelles dangereuses est appele distance de scurit s, et est fonction du niveau deprotection choisi, du nombre de descentes, du matriau qui se trouve entre les deuxextrmits de la boucle, et de la distance de la masse mtallique considre par rapport aupoint de connexion la terre.

Il est souvent difficile d'assurer l'isolement lors de l'installation du systme de protectioncontre la foudre (manque d'informations ncessaires la prise de dcision), ou de l'assurer dans le temps (modifications sur la structure, travaux...). On prfre donc souvent raliser l'quipotentialit.

Cependant, si des textes rglementaires interdisent, dans certains cas, l'quipotentialit(installation de protection cathodique), on fait alors cheminer le(les) conducteur(s) dedescente au del de la distance de scurit s (voir 3.2.1 c)).

3.1.1 Liaison quipotentielle

Elle est ralise, dans la mesure du possible au point de plus grande proximit, par conducteur d'quipotentialit, par parafoudre ou par clateur, entre le conducteur dedescente coulant le courant de foudre et l'lment mettre au mme potentiel situ sur lastructure, dans ses parois ou l'intrieur de celle-ci.

3.1.2 Distance de scurit

La distance de scurit est la distance minimale pour laquelle il n'y a pas formationd'tincelle dangereuse entre un conducteur de descente coulant le courant de foudre etune masse conductrice voisine lie la terre.

Pour qu'il y ait isolement au sens des tincelles dangereuses, il faut que la distance d,sparant le systme de protection contre la foudre de l'lment conducteur considr, soitsuprieure s.

d s

Distance de scurit : s(m) n kikm

l= (formule 3)

avec :

- n : le nombre de descentes interconnectes en partie haute de l'IEPF avant le point decontact considr :

n = 1 quand il y a une descenten = 0,6 quand il y a deux descentesn = 0,4 quand il y a trois descentes et plus.

- ki : dpend du niveau de protection choisi :ki = 0,1 pour le niveau Iki = 0,075 pour le niveau IIki = 0,05 pour le niveau III et pour le niveau IV.

- km : dpend du matriau entre les deux extrmits de la boucle :km = 1 pour l'air km = 0,5 pour un matriau plein en dehors du mtal.

- l : distance verticale entre le point o la proximit est prise en compte et la prise de terre

de la masse mtallique ou la liaison quipotentielle la plus proche.


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NOTES1 Lorsque la masse conductrice voisine n'est pas lectriquement relie la terre, il n'y a pas lieu deraliser de liaison quipotentielle.2 Dans le cas o le systme de protection contre la foudre est connect des structures en bton arm armature d'acier interconnecte et de structures charpente mtallique ou avec une protectionquivalente, les prescriptions de proximit sont habituellement respectes.

3.2 Equipotentialit des lments conducteurs extrieurs

Dans la plupart des cas, une liaison par conducteur d'quipotentialit est possible. Lorsquecela est impossible ou non autoris par les services comptents, une liaison par parafoudreou clateur doit tre faite.

3.2.1 Liaison quipotentielle par conducteur d'quipotentialit

Une liaison quipotentielle doit tre ralise aux endroits suivants :

a) Au niveau du sol ou en sous-sol.Les diffrentes prises de terre de la structure doivent tre relies entre elles selon lesdispositions des paragraphes 4.4 et 4.5.

b) L o les exigences de proximit ne sont pas respectes : lorsque d < s.Dans ce cas les conducteurs d'quipotentialit admis sont du mme type que ceuxutiliss pour raliser les conducteurs de descente (tableau 8). Leur longueur est la pluscourte possible.Dans le cas d'installation de protection foudre spare de la structure protger, laliaison quipotentielle est ralise uniquement au niveau du sol.

c) Dans le cas de colonnes montantes de gaz situes en aval du manchon isolant, s = 3 m.

NOTE - Le dimensionnement d'une canalisation de gaz satisfait aux conditions de 2.2.5 d).

3.2.2 Equipotentialit par parafoudre

Une antenne ou un potelet supportant des lignes lectriques, est reli, au plus prs ladescente, par un parafoudre de type clateur de mt d'antenne.

Dans le cas de canalisations (eau, gaz,...) comportant des parties isolantes dans le volumeconsidr, celles-ci doivent tre relies par parafoudre de type clateur.

3.3 Equipotentialit des lments conducteurs noys dans les parois

Les rgles des paragraphes 3.2.1a) et b) s'appliquent dans la mesure o des bornes deconnexion ont t prvues cet effet par les lots concerns. Une attention particulire seraporte aux problmes d'tanchit.

NOTE - Dans le cas de structures existantes, les services comptents devront tre contacts.

3.4 Equipotentialit des masses et des lments conducteurs intrieursInstallation intrieure de protection contre la foudre

Les conducteurs d'quipotentialit relient les masses et les lments conducteurs intrieurs une barre d'quipotentialit fabrique et dispose de faon permettre une dconnexionfacile pour la vrification. Ils ont une section minimale de 16 mm 2 lorsqu'ils sont en cuivreou en aluminium, et de 50 mm 2 lorsqu'ils sont en acier. La barre d'quipotentialit doit treraccorde au plus prs au circuit de terre de la structure. Dans le cas de grandesstructures, plusieurs barres d'quipotentialit peuvent tre installes pourvu qu'elles soientinterconnectes. Chaque barre d'quipotentialit est en cuivre ou en matriau identique auconducteur d'quipotentialit et a une section minimale de 75 mm 2.


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Dans le cas d'installations lectriques ou de tlcommunication, si les conducteurs sontblinds, ou disposs l'intrieur d'un conduit mtallique, il suffit habituellement de relier uniquement les blindages ou les conduits mtalliques la terre.

Dans le cas contraire, les conducteurs actifs sont relis au systme de protection contre lafoudre par l'intermdiaire de parafoudres.

4 Vrification, maintenance

4.1 Vrification initiale

Ds qu'une installation de protection contre la foudre est ralise, elle doit faire l'objet devrifications destines s'assurer qu'elle a t correctement ralise en conformit avecles prsentes rgles.

Cette vrification porte sur les points suivants :

- nature, section et dimensions du dispositif de capture;

- nature et section des matriaux utiliss pour les conducteurs de descente ;- cheminement, emplacement et continuit lectrique des conducteurs de descente ;

- fixation mcanique des diffrents lments de l'installation ;

- compatibilit vis--vis de la corrosion des matriaux utiliss;

- respect des distances de scurit et/ou prsence des liaisons quipotentielles ;

- rsistance des prises de terre ;

- interconnexion des prises de terre.

Ces vrifications sont effectues par un examen visuel dans les conditions indiques dansla partie 6 de la norme NF C 15-100.

Toutefois, dans le cas ou tout ou partie d'un conducteur n'est pas visible, il est conseill deraliser une mesure de sa continuit lectrique. Cette vrification doit tre en conformitavec la partie 6 de la norme NF C 15-100.

4.2 Vrification priodique

4.2.1 Priodicit

La priodicit est dtermine par le niveau de protection. Les priodicits suivantes sontrecommandes :

Niveau de protection Priodicit normale Priodicit renforceI 2 ans 1 anII 3 ans 2 ansIII 3 ans 2 ansIV 4 ans 3 ans

NOTE - Dans le cas d'atmosphre corrosive, il est conseill d'utiliser la priodicit renforce.

De plus, un systme de protection contre la foudre doit tre vrifi lors de toute modificationou rparation de la structure protge ou aprs tout impact de coup de foudre enregistrsur la structure.

NOTE - Un tel enregistrement peut se faire par un compteur de coups de foudre install sur une desdescentes.


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4.2.2 Procdure de vrification

Une inspection visuelle doit tre ralise pour s'assurer que :

- aucune extension ou modification de la structure protge n'impose la mise en place dedispositions complmentaires de protection ;

- la continuit lectrique des conducteurs visibles est bonne ;- la fixation des diffrents composants et les protections mcaniques sont en bon tat ;

- aucune partie n'est affaiblie par la corrosion ;

- les distances de scurit sont respectes et les liaisons quipotentielles sont suffisanteset en bon tat.

Des mesures doivent tre ralises pour vrifier :

- la continuit lectrique des conducteurs non visibles ;

- la rsistance des prises de terre (toute volution doit tre analyse).

4.2.3 Rapport de vrification

Chaque vrification priodique doit faire l'objet d'un rapport dtaill reprenant l'ensembledes constatations et prcisant les mesures correctives prendre.

4.3 Maintenance

La maintenance d'un systme de protection contre la foudre est indispensable. En effet,certains composants peuvent perdre de leur efficacit au cours du temps en raison de lacorrosion, des intempries, des chocs mcaniques et des impacts de foudre. Lescaractristiques mcaniques et lectriques d'un systme de protection contre la foudredoivent tre maintenues pendant toute sa dure de vie afin de satisfaire aux prescriptions

de la norme.

Lorsqu'une vrification priodique fait apparatre des dfauts dans le systme de protectioncontre la foudre, il convient d'y remdier dans les meilleurs dlais afin de maintenir l'efficacit optimale du systme de protection contre la foudre.

___________


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ANNEXE A (Normative)

VOLUME PROTEGE PAR UN DISPOSITIF DE CAPTURE

La position du dispositif de capture est approprie si la structure protger estcompltement incluse dans le volume protg par ce dispositif de capture.

A1 Application de la mthode de la sphre fictive

Lors de l'utilisation de cette mthode, la position du dispositif de capture est approprie siaucun point du volume protger ne vient en contact avec la sphre de rayon R, fonctiondu niveau de protection (voir tableau 3), roulant sur le sol, autour et sur la structure danstoutes les directions possibles.

C'est pourquoi la sphre ne pourra toucher que le sol et/ou le dispositif de capture (voir figure A1).

Figure A1 - Conception d'un dispositif de capture selon la mthode de la sphre fictive.Les conducteurs de capture sont disposs en tout point ou segment en contact avec lasphre fictive. Le rayon de la sphre fictive devra correspondre au niveau de protection

choisi.

A2 Volume protg par une tige de capture verticale

Le volume protg par une tige de capture verticale est considr comme ayant la formed'un cne droit, daxe la tige de capture et de demi-angle conforme aux valeurs du tableau3 (fonction du niveau de protection et de hauteur la hauteur du dispositif de capture tellequ'indique au tableau 1).

Un exemple de volume protg est donn en figure A2.

Figure A2 - Volume protg par une tige de capture verticale


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A3 Volume protg par un fil tendu

Le volume protg par un fil tendu est dfini par la composition des volumes protgs par des tiges verticales virtuelles dont les pointes sont sur le fil.

Un exemple de volume protg est donn en figure A3.

Figure A3 - Volume protg par un fil tendu

A4 Volume protg par des conducteurs maills

Le volume protg par des conducteurs maills est dfini par :- le volume inclus dans les mailles;- le volume environnant gnr par le dplacement de la sphre fictive de la tige fictive le

long du conducteur priphrique.

Un exemple de volume protg par conducteurs maills est donn en figure A4.

h

R = htg

Figure A4 - Volume protg par conducteurs maills


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ANNEXE B (normative)

GUIDE D'EVALUATION DU RISQUE DE FOUDROIEMENTET CHOIX DU NIVEAU DE PROTECTION POUR UNE IEPF

B 1 GENERALITES

Le guide d'valuation du risque foudre est destin aider le responsable de l'tude dansl'analyse des diffrents critres qui permettront d'valuer le risque de dommages dus lafoudre, de dterminer le besoin de protection et le niveau de protection requis. On ne traiteici que des dommages causs par le coup de foudre direct sur la structure protger etl'coulement du courant de foudre dans le systme de protection contre la foudre.

Dans de nombreux cas, la ncessit de protection est vidente. Nous citerons, par exemple :

- lors de regroupement important de personnes ;- dans le cas de ncessit de continuit de service ;- dans le cas d'une zone trs forte densit de foudroiement ;- dans le cas de structures de grande hauteur ou isoles ;- dans le cas de btiments contenant des matires explosives ou inflammables, ou un

patrimoine culturel irremplaable.

Certains exemples d'effets conscutifs un coup de foudre pour diffrents types destructures communes sont rpertoris dans le tableau B1 pour information.

Tableau B 1

Classificationdes structures

Type de structure Effets de la foudre

Maison particulire Perforation des installations lectriques, incendie etdommages matriels normalement limits aux objetsproches du point d'impact ou du passage de la foudre.

Ferme Risque d'incendie et d'tincelles dangereuses.Risque d une coupure de courant :mort du btail due la perte du contrlede l'aration et de la distribution des aliments.Risque de tension de pas.

Structures habituelles(voir note)

Thtre, cole,grandes surfaces,

aires sportives

Risque de panique et de dfaut des alarmes incendieentranant un retard de la lutte contre l'incendie.

Banques,socits d'assurances,socits commerciales

Comme ci-dessus plus problmes qui rsultentdes pertes de communication, la panne desordinateurs et la perte des donnes.

Hopital, crche,prison

Comme ci-dessus plus problmes de patientsen soins intensifs et de difficult de secoursaux personnes handicapes ou aux enfants en bas ge.

Industrie Effets supplmentaires dpendant du contenudes usines, allant du dommage mineur au dommageinacceptable et la perte de production.

Muses et sitesarchologiques

Pertes irremplaables de patrimoine culturel.

NOTE - Des quipements lectroniques sensibles peuvent tre installs dans tous les types destructures et peuvent tre facilement endommags par des surtensions dues la foudre.


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Une valuation du risque est propose dans ce guide, elle prend en compte le risque defoudroiement et les facteurs suivants :

1. Environnement de la structure2. Type de construction3. Contenu de la structure

4. Occupation de la structure5. Consquences d'un foudroiement.

La situation du btiment dans son environnement, et sa hauteur seront prises en comptedans le calcul du risque d'exposition.

Toutefois, dans certains cas, certains critres spcifiques une structure ne peuvent pastre valus et peuvent prvaloir toute autre considration. On peut alors appliquer desmesures de protection plus svres que celles qui rsultent de l'application du guide.

La slection du niveau de protection appropri pour l'IEPF mettre en place est base sur la frquence prvue N d des coups de foudre directs sur la structure ou la zone protger et sur la frquence annuelle accepte N c des coups de foudre.

B 2 DETERMINATION DE N d ET N c

B 2.1 Densit de foudroiement au sol N g

La densit de foudroiement au sol exprime en nombre de coups de foudre au km 2 par anpeut tre dtermine par :

- la carte de densit de foudroiement en figure B4. avec Ng max 2 N g

- la consultation d'un rseau de localisation = N g

- l'utilisation du niveau kraunique local N k : N gmax = 0,04 N k1,25

La valeur N g max prend en compte le foudroiement maximal et la prcision de dtection.

Nk 5 10 15 20 25 30 35 40 45

Ngmax 0,3 0,7 1,2 1,7 2,2 2,8 3,4 4,0 4,7

NOTE : La carte indique la densit d'arcs. La constante 2,2 est le rapport moyen entre nombre d'arcs etnombre d'impacts.

B 2.2 Frquence attendue N d des coups de foudre directs sur une structure

La frquence annuelle moyenne N d de coups directs sur une structure est value partir de l'expression :

Nd = N g max . A e . C 1 10 -6 / an o : (formule 6)

Ng : densit annuelle moyenne de foudroiement concernant la rgion o se situe lastructure (nombre d'impacts / an / km 2),

Ae : est la surface de capture quivalente de la structure seule (m 2),

C1 : est le coefficient environnemental.


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La surface de capture quivalente est dfinie comme la surface au sol qui a la mmeprobabilit annuelle de coups de foudre directs que la structure.

Pour des structures isoles selon le tableau B2, la surface de capture quivalente A e est lasurface comprise entre les lignes obtenues par l'intersection entre la surface au sol et laligne de pente 1:3 qui passe par le sommet de la structure et faisant le tour de celle-ci (voir figure B3).

Pour une structure rectangulaire de longueur L, de largeur l et de hauteur H, la surface decapture est alors gale : A e = Ll + 6H (L . l) + 9 H2 (formule 7)

La topographie du site et les objets situs l'intrieur de la distance 3H de la structureinfluencent de manire significative sa surface de capture. Cette influence est prise encompte par le coefficient environnemental C 1 (tableau B2).

Tableau B 2 - Dtermination du coefficient d'environnement B 1

Situation relative de la structure B 1

Structure situe dans un espace o il y a des structures ou des arbresde mme hauteur ou plus levs 0,25Structure entoure de plus petites structures 0,5Structure isole : pas d'autres structures moins d'une distance 3H 1Structure isole au sommet d'une colline ou sur un promontoire 2

- Quand la surface de capture quivalente d'une structure couvre compltement celle d'uneautre structure, on ne prend pas en compte cette dernire.

- Quand la surface de capture de plusieurs structures se recouvrent, la surface de capturecommune correspondante est considre comme une seule surface de capture.

NOTE - D'autres mthodes plus sophistiques peuvent tre utilises pour une valuation plus prcise dela surface de capture quivalente.

Figures B 3 - Exemples de calcul

1) Pour un btiment rectangulaire, la surface de capture est :

Ae = L x l + 6H (L + l) + 9 H2 .


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2) Cas d'un btiment ayant une partie prominente.La surface quivalente de la partie prominente englobe tout ou partie de celle de la partieplus basse :

B 2.3 Frquence accepte de coups de foudre (N c ) sur une structure

B 2.3.1 Gnralits

Les valeurs de N c sont estimes travers l'analyse du risque de dommage en prenant encompte des facteurs appropris tels que :

- le type de construction,

- le contenu de la structure,- l'occupation de la structure,- les consquences du foudroiement.


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B 2.3.2 Dtermination de N c

Selon ce qui a t dit plus haut, quatre facteurs dterminants, donns par les coefficientsC2, C 3, C 4 et C 5 doivent tre valus l'aide des tableaux B 5 B 8.

Posons C = C 2 . C 3 . C 4 . C 5, par suite N c s'exprime par Nc5,5.10

3

C=

Tableau B 5

C2, coefficient structurelToiture Mtal Commune Inflammable

StructureMtal 0,5 1 2Courante 1 1 2,5Inflammable 2 2,5 3

Tableau B 6

C3, contenu de la structureSans valeur et ininflammable 0,5Valeur courante ou normalement inflammable 1Forte valeur ou particulirement inflammable 2Valeur exceptionnelle, irremplaable ou trs inflammable, explosible 3

Tableau B 7

C4, occupation de la structureInoccupe 0,5Normalement occupe 1Evacuation difficile ou risque de panique 3

Tableau B 8

C5, consquences d'un foudroiementPas de ncessit de continuit de service, et aucune consquencesur l'environnement 1Ncessit de continuit de service et aucune consquencesur l'environnement 5Consquences pour l'environnement 10

NOTE - Des rgles spcifiques peuvent imposer d'autres valeurs de N c dans certains cas.


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B 3 METHODE DE SELECTION DU NIVEAU DE PROTECTION

La valeur de la frquence accepte de coups de foudre N c sera compare avec la valeur de la frquence attendue de coups de foudre sur la structure N d.

Cette comparaison permet de dcider si un systme de protection contre la foudre estncessaire, et si oui, quel niveau de protection :

- Si N d Nc, le systme de protection contre la foudre n'est pas systmatiquementncessaire.

- Si N d > N c , un systme de protection contre la foudre d'efficacit E 1 - N c/Nd doit treinstall et le niveau de protection correspondant slectionn selon le tableau C 10.

La conception d'un systme de protection contre la foudre devra respecter lesspcifications donnes dans la norme pour les niveaux de protection slectionns.

Si un systme de protection contre la foudre d'efficacit E' plus faible que E calcule estinstall, des mesures complmentaires de protection seront mises en oeuvre. Des mesures

additionnelles de protection sont par exemple :- des mesures limitant la tension de pas ou de contact,- des mesures limitant la propagation du feu,- des mesures pour rduire les effets de surtensions induites par la foudre sur les

quipements sensibles.

Une mthode pratique du choix du niveau de protection est donne dans le diagrammelogique de la figure B9.

Le tableau B10 donne les valeurs critiques de l'efficacit critique E c correspondant auxlimites entre les diffrents niveaux de protection et les niveaux de protection correspondantaux efficacits calcules E.

Tableau B 9 - Dtermination du besoin en protection et du niveau de protection

Entre des donnesFormules

Calculs Rsultats

Surface de capture quivalente : Ae = LI + 6H (L+I) + 9 H2(dans le cas d'un volume paralllpipdique)

L =I =H =H2

Ae =

Frquence attendue des coups de foudre directssur une structure :Nd = N g max.A e .C 1.10

-6

Ng = Ae =C1 =

Nd =

Frquence accepte des coups sur une structure :

N 5.5 . 10

Cc

3

=

avec C = C 2.C 3. C 4.C 5

C2 =C3 =C4 =C5 =C =

Nc =

- SI N d Nc : PROTECTION OPTIONNELLE.- SI N d > N c : PROTECTION NECESSAIRE.

- Dterminer le niveau de protection requis en calculant l'efficacit E = 1 - N c/Nd.- Installer une IEPF de niveau de protection correspondant E calcule l'aide du tableau B10

ci-dessous.


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Tableau B 10

EEfficacit calcule

Niveau de protectioncorrespondant

I (kA)Courant

crte

D (m)Distance

d'amorageE > 0,98 Niveau I + mesures complmentaires - -

0,95 < E 0,98 Niveau I 2,8 200,90 < E < 0,95 Niveau II 5,2 300,80 < E 0,90 Niveau III 9,5 45

0 < E 0,80 Niveau IV 14,7 60


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Figure B4 - gnrale de densit de foudroiement (Ng) en France

Cette carte se fonde sur des donnes statistiques issues de mesures enregistres depuis1987 par le rseau national de surveillance des orages.


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ANNEXE C (Informative)

PARAMETRES DU COURANT DE FOUDRE

C1 Distribution statistique

Les paramtres de la foudre sont gnralement obtenus partir de mesures effectues sur des objets levs. Dans la prsente norme, les paramtres sont considrs commevalables pour des structures de hauteur infrieure 60 m.

La distribution statistique des paramtres de foudre enregistrs peut tre considrecomme une distribution logarithmique normale.

Le rapport de polarit des coups de foudre est fonction du territoire. En cas d'absence dedonnes locales, il est considr que 10% des coups de foudre sont positifs et 90%ngatifs.

Les valeurs indiques dans cette norme sont fondes sur un rapport de polarit de 10% decoups positifs et de 90% ngatifs.

C2 Paramtres du courant de foudre utiliss pour le dimensionnement dusystme de protection contre la foudre

Les effets mcaniques de la foudre sont lis et son nergie spcifique (ES). Les effetsthermiques sont lis l'nergie spcifique (ES), la charge totale (Qtotal) ou la chargeimpulsionnelle (Qchoc) et se dveloppent lorsque des arcs se propagent dans l'installation.

Les dommages dus un couplage rsistif sont lis la valeur crte du courant (I).

Les valeurs les plus leves de ces paramtres sont obtenues pour des coups de foudrepositifs.

Les tincelles dangereuses dues un couplage inductif sont lies la raideur du front decourant. Dans la prsente norme, la raideur moyenne est comprise entre 30% et 90% ducourant de crte. La valeur la plus leve de ce paramtre apparat dans des coupsngatifs conscutifs. De tels impacts ngatifs apparaissent dans presque tous les coups defoudre ngatifs sur une structure.

En partant de l'hypothse de 10% de coups de foudre positifs et de 90% ngatifs, Lesvaleurs prsumes des paramtres pour un niveau de protection I ont une probabilit de99% de ne pas tre dpasses.

Pour des raisons d'essais, les paramtres appropris doivent tre choisis dans le tableau 2.

Chacun des paramtres pris individuellement (Qtotal, Qchoc, SE) peut entraner unmcanisme de dfaillance. Cela doit tre pris en compte lors de l'laboration de mthodesd'essai.
http://foudre.pdf/

Documents

NFC17100.Unlocked