Brevet FR2431787A1 — publié le 19800215

La présente invention concerne la protection des installations électrolliques contre la foudre. Avec les équipements électroniques de plus en plus sophistiqués tels que des centres de calcul et beaucoup d'autres installations utilisées actuellement, on s'est aperçu que des détériorations importantes pouvaient se produire lorsque la foudre frappe les bâtiments qui les contiennent. Dien entendu, ces bâtiments sont toujours pourvus de paratonnerres mais la grande fragilité des équipements ou leur sensibilité aux perturbations électriques fait que les surtensions transmises par le sol, lorsqu'un paratonnerre reçoit un coup de foudre, sont encore beauc-oup trop importantes. Ceci est dA à ce que les paratonnerres s'enfoncent dans le sol par le moyen d'une prise de terre et que cette prise de terre, si on la rend aussi conductrice que possible, n'a cependant pas une impédance nulle, surtout vis à vis de courants de régimes transitoires très abrupts. les appareils électriques ayant eux-mêmes leur masse électrique reliée au sol par une autre prise de terre reçoivent des surtensions ainsi induites dans le sol, par l'intermédiaire des deux prises de terre ; de là résultent les perturbations dans le fonctionnement, ou la desXruction partielle ou totale du matériel. Pour éviter ces surtensions, il faudrait pouvoir réaliser des prises de terre d'impédance extrtmement faible. Or les impédances de prises de terre de paratonnerre n'arrivent en général pas à descendre au-dessous de un ohm (dépendant de la nature de la prise de terre et du terrain dans lequel elle s'enfonce). Mais, mEme si on parvenait à faire une prise de terre de un dixième a'ohm; compte tenu de ce que le courant de pic d'un coup de foudre est en moyenne de 25 000 ampères, cette prise de terre de un dixième d'ohm correspondrait à une surtension de 2500 volts transmise aux appareils électriques. Les courants de pic de forts coups de foudre peuvent d'ailleurs atteindre le million d'ampères. Les surtensions ainsi engendres sont extrtmement néfastes ; elles augmentent si l'impédance de la prise de terre du paratonnerre augmente. La présente invention propose par conséquent un moyen pour mieux protéger les installations électriques contre la foudre en sachant qu'il ntest~pas possible de réduire indéfiniment l'impédance des prises de terre de paratonnerres. A cet effet, l'invention prévoit que l'on relie la masse des appareils électriques à protéger à une première prise de terre, que l'on relie un paratonnerre aérien à une seconde prise de terre, et que l'on réalise dans le sol entre les deux prises de terre un barrage enterré en matériau moins conducteur que le sol environnant. Ce barrage peut entre un mur vertical enterré en matériau peu conducteur. Cette disposition permet, comme on l'expliquera dans la suite de la description, de modifier le champ des tensions se répartissant dans le sol lors d'un coup de foudre, dans un sens tendant à réduire les surtensions induites dans la première prise de terre. On comprendra mieux l'invention à la lecture de la description détaillée qui suit et qui est faite en référence au dessin annexé dans lequel - la figure 1 représente une installation classique de protection contre la foudre, - la figure 2 représente une installation selon l'invention. A la figure ?, une installation très schématiquement représentée montre un paratonnerre 1 s'élevant au-dessus d'un bâtiment 2 pour le protéger contre la foudre. Ce paratonnerre est enfoncé dans la terre pour évacuer les décharges de foudre par l'intermédiaire d'une prise de terre 3. Le bâtiment contient des appareils électroniques à protéger, par exemple des ordinateurs d'un centre de calcul, ou des appareils de mesure délicats. Ces appareils sont schématiquement indiqués en 5, 5', 5" et leurs masses électriques sont reliées au sol par l'intermédiaire d'une prise de terre 4. En cas de coup de foudre, la-surtension transmise par la prise de terre 3 d'impédance non nulle se transmet dans le sol en se répartissant selon des lignes de champ (indiquées par des flèches) qui partent dans toutes les directions et notamment vers la prise de terre 4. La proximité de la prise de terre 3 et de la prise de terre 4 le long d'une telle ligne de champ fait que la surtension existe encore, peu atténuée, au niveau de la prise 4 et est transmise aux appareils électriques 5, 5', 5". La figure 2 représente l'installation de protection perfectionnée selon l'invention. Un mur enterré 6, de préférence vertical, est construit entre les deux prises de terre 3 et 4. Ce mur est réalisé en un matériau moins eonducteur que le sol environnant. Plus généralement qutun mur vertical, on peut prévoir toutes sortes de barrages en une matière plus isolante que le sol, entre les deux prises de terre, ce barrage étant conçu pour détourner les lignes du champ des potentiels induits par un coup de foudre à partir de la prise de terre 3. L'allongement des lignes de champ est représenté à la figure 2 lorsqu'un mur vertical isolant 6 est interposé dans le sol entre les prises de terre. Plus le mur est profond plus l'allongement est grand et plus on réduit l'amplitude~des surtensions parvenant à la prise de terre 4. A titre d'exemple, on peut prévoir un mur de ciment non armé (une armature métallique tendant à augmenter la conductivité du mur), ou mtme de matière plastique. On pourrait à la limite prévoir aussi une tranchée dont les propriétés d'isolation électrique seraient excellentes mais dont la mise en oeuvre serait plus difficile. Il apparaît que par ce procédé selon l'invention, on peut réduire d'un facteur de 10 à peu près la transmission des surtensions électriques, ce qui est extrtmement avantageux pour la protection des installations. Un point à noter pour la réalisation pratique des installations selon l'invention est que les barrages isolants entre les prises de terre doivent entre construits de telle manière qu'il soit impossible à un être vivant d'être en contact avec le sol des deux côtés du barrage à la fois. En effet, lors d'un coup de foudre, l'allongement des lignes de champ entre les deux cOtés du barrage fait qu'il peut apparattre une forte surtension entre ces deux cOtés. S'il s'agit d'un mur enterré, il est bon de prévoir que ce mur s'élève au-dessus du sol d'une quantité suffisante pour qu'un homme ne puisse avoir un pied de chaque c8té du mur. REVENDICATIONS 1. Procédé de protection dtinstallations électriques contre la foudre, caractérisé par le fait que l'on relie la masse des appareils électriques à une première prise de terre, que l'on relie un paratonnerre aérien à une seconde prise de terre, et que l'on construit dans le sol entre les deux prises de terre un barrage en une matière moins conductrice que le sol environnant. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le barrage est un mur vertical. 3. Installation de protection d'appareils électriques contre la foudre, caractérisée par le fait qu'elle comprend une première prise de/reRiée à la masse des appareils électriques, un paratonnerre, une seconde prise de terre reliée au paratonnerre et un barrage enterré, entre les deux prises de terre, en une matière moins conductrice que le sol environnant. 4. Installation selon la revendication 3, caractérisée par le fait que le barrage est un mur vertical. 5. Installation de protection selon la revendication 4, caractérisée par le fait que le mur fait saillie en hauteur hors du sol d'une hauteur suffisante pour qu'il soit impossible à une personne d'avoir un pied de chaque cOté du mur.