Quelles sont les tensions de contact et de pas causées par la foudre ? Comment protéger les personnes

Les tensions de pas et de contact proviennent de la dispersion du courant de foudre, conduit à la terre par le système de protection contre la foudre.

La norme UNE 21186:2011 établit une série de mesures de protection pour éviter de nuire aux personnes. Chez Aplicaciones Tecnológicas, nous sommes experts en protection contre les orages électriques, offrant des services et des produits Smart Lightning avancés qui assurent la protection des personnes, des équipements et des biens.

Lorsqu'un paratonnerre intercepte un coup de foudre, son courant est conduit vers le sol, où il tend à se dissiper radialement à partir du point d'impact, à la fois en surface et en pénétrant dans le sol. Le passage du courant génère un gradient de potentiel dans le sol en fonction de la résistivité et des caractéristiques du sol.

Cette dispersion de courant peut causer des dommages, voire la mort, en raison de la tension de pas et de contact aux personnes et aux animaux se trouvant à proximité du système de protection contre la foudre.

Tensions de pas et de contact : de quoi s'agit-il ?

Des tensions de pas sont générées lorsqu'il y a deux points de contact avec le sol et que chacun d'eux est à un potentiel différent. La différence de potentiel fait passer une partie du courant à travers l'élément en question, qui peut être une personne ou un animal. La différence de potentiel à quelques centimètres près peut être très élevée lorsque le courant de foudre est diffusé dans le sol.

Les tensions de contact, en revanche, se produisent lorsqu'une partie d'une personne ou d'un animal est en contact avec un point traversé par le courant de foudre et également avec le sol. De cette manière, une partie du courant de foudre traverse le corps.

Par conséquent, dans les deux cas, la personne ou l'animal peut être endommagé par un choc électrique. Les effets peuvent donc être dévastateurs, notamment dans les zones à faible résistivité où les gradients de potentiel sont beaucoup plus élevés.

La mise à la terre des systèmes de protection contre la foudre est conçue pour favoriser la dispersion rapide et efficace du courant, en minimisant les surtensions et les courants de retour. Cependant, même lorsque le système de protection contre la foudre est parfaitement installé, un certain risque de tensions de contact et de pas pour les personnes à proximité ne peut être évité.

Mesures de protection contre les tensions de pas et de contact

La norme espagnole UNE 21186:2011 fait référence à la protection contre la foudre au moyen de paratonnerre Early Streamer Emmision (également connu sous l'acronyme ESE). Le document indique les dispositions des conditions minimales pour assurer une protection statistiquement efficace1.

L'annexe normative D de la norme UNE 21186:2011 traite de la protection des personnes contre les chocs électriques causés par les tensions de pas et de contact.

La norme considère que le risque est faible (jamais nul, mais tolérable) si la probabilité que des personnes se trouvent à l'endroit du downburst lors d'un orage est faible, ce qui est le plus courant. De même, elle considère le risque comme tolérable si les conducteurs naturels de l'ouvrage assurent la continuité électrique (par plusieurs colonnes d'une structure métallique ou par plusieurs piliers en acier interconnectés). Une autre condition pour un risque tolérable est que la résistance de la couche superficielle du sol, jusqu'à 3 mètres du conducteur de descente, ne soit pas inférieure à 100 kΩ, ce qui est atteint s'il y a au moins 5 cm d'asphalte ou 15 cm de gravier au sol au-dessus de la prise de terre.

Si le sol n'est pas asphalté et que la probabilité que des personnes se trouvent à proximité du tuyau de descente est considérée comme élevée, un panneau doit être utilisé pour avertir du danger. De plus, une gaine de protection en polyéthylène réticulé peut être posée pour éviter les tensions de contact et des treillis d'équipotentialisation de terre peuvent être installés autour de la descente (3 mètres) pour éviter les tensions de pas.

De plus, dans la norme, le risque lié aux dommages aux êtres vivants dus aux tensions de contact et de pas est considéré comme une composante dans le calcul du risque de la structure.

L'annexe A, UNE 21186:2011 établit des valeurs de probabilité qu'une décharge dans la structure causera des dommages aux êtres vivants en raison des deux types de contraintes. Les valeurs de probabilité tiennent compte de différents aspects fournis dans l'annexe D expliqués ci-dessus, tels que l'isolation électrique des conducteurs, l'équipotentialisation de la terre et les signaux d'avertissement.

La probabilité de dommages aux êtres vivants à cause des tensions de pas et de contact est considérée comme négligeable lorsque le courant est réparti sur plusieurs chemins (par exemple dans une structure métallique), ou si des restrictions physiques ont été prises.

Chez Aplicaciones Tecnológicas S.A., nous proposons des services Smart Lightning pour les projets de protection contre la foudre, ainsi que l'installation, la révision et la maintenance. Nous proposons également les produits les plus avancés technologiquement dans les paratonnerres intelligents avec dispositif de déclenchement DAT CONTROLER® REMOTE, ainsi que les conducteurs et matériels de mise à la terre. Toutes nos solutions suivent les dernières normes pour éviter les risques de tensions de pas et de contact.

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Les références

Association espagnole de normalisation. UNE 21186:2011 Protection contre la foudre : Paratonnerre avec dispositif d'allumage. (2019).