LES INSTALLATIONS À CAGE

La protection par cage maillée consiste en la réalisation, en surface d’un bâtiment, d’une cage de Faraday à larges mailles, reliées au sol à des prises de terre. Des tiges de faibles dimensions (0,5 mètre), appelées pointes de choc, sont disposées en pourtour des mailles des toitures et sur toutes les émergences (cheminées, édicules …)

La taille des mailles ainsi que la distance entre deux descentes sont fonction du niveau de protection à réaliser comme décrit dans la NF C 17-100 :

La cage maillée ne peut cependant protéger que ce qu’elle enserre.

LE FIL TENDU

Ce système consiste à réaliser la protection d’une structure en évitant de rentrer en contact avec celle – ci. Cette protection est la plus souvent utilisée dans le cas où des produits dangereux seraient stockés dans la structure.

Ce système nécessite la mise en place de pylônes avec haubanage pour porter les câbles et autant de prises de terre.

LA TIGE SIMPLE

Aussi appelées paratonnerres à tige de type Franklin, ces installations consistent en l’édification, en partie haute des structures à protéger, de pointes effilées reliées à la terre par le chemin le plus direct.

On peut alors déterminer un cône de protection qui est fonction de la hauteur où celle-ci se situe et du niveau de protection.

Contrairement à la cage maillée, celle-ci protège les éléments qui sont dans son rayon de protection.

LE PDA

Le principe d’un Paratonnerre à Dispositif d’Amorçage consiste à équiper une tige simple d’un dispositif permettant de réduire la valeur des temps d’amorçage.

Le rayon de protection proposé par ce type de paratonnerre est donc largement supérieur à une tige simple, pouvant même atteindre 120 m en niveau III.

LES PDA (PARATONNERRE À DISPOSITIF D’AMORÇAGE)

Le principe de base d’un paratonnerre à dispositif d’amorçage (PDA) découle d’une observation expérimentale. En simulant, dans un laboratoire haute tension, une série de décharges électriques du type « foudre » sur une tige simple (PTS ou tige de Franklin), on constate que les temps d’amorçage de ces dernières se distribuent de façon aléatoire, avec un certain écart type, autour d’une valeur moyenne Tpts.

Le principe de base d’un PDA consiste alors à équiper une tige simple d’un dispositif permettant d’une part de réduire la valeur moyenne des temps d’amorçage Tpda < Tpts et d’autre part d’atténuer leur écart type.

Cela signifie que, placés dans les mêmes conditions, en particulier, lorsqu’ils ont la même hauteur et la même forme géométrique, le PDA amorce la décharge (traceur ascendant) plus tôt qu’une tige simple avec un gain en longueur L, il a donc une meilleure probabilité de capturer le traceur descendant et de canaliser le courant de foudre.

Le PDA permet donc d’améliorer le rayon de protection de la tige simple de (1,5 à 3 fois). Cela peut se vérifier par la relation de la NFC 17-102 donnant le rayon de protection d’un PDA en fonction du niveau de protection :

Sachant que le rayon de protection pour une tige simple s’exprime :

Avec D le diamètre de la sphère fictive dépendant du courant crête I du premier arc en retour assigné par le niveau de protection d’après la relation :

L : Gain en longueur du traceur ascendant.

h : Hauteur de la pointe du PDA au-dessus de la surface à protéger.