2.2 OCM : Politique de maintenance des
équipements de protection foudre
La maintenance d'un système de protection contre La
foudre est indispensabLe. En effet, certains composants peuvent perdre de Leur
efficacité au cours du temps en raison de La corrosion, des
intempéries, des chocs mécaniques, des surtensions et des impacts
foudre. Les caractéristiques mécaniques et éLectriques
d'un système de protection contre La foudre doivent être
maintenues pendant toute sa durée de vie afin de satisfaire aux
prescriptions du CCTP d'OCM et aussi d'assurer pLeinement ses
fonctions.
2.2.1 Vérification initiale
Dès qu'un site est réaLisé, iL fait
L'objet d'une vérification par Le service expLoitation
destinée a s'assurer qu'iL a été
réaLisé seLon Les règLes de L'art du
CCTP. Concernant La protection foudre, Les opérations
suivantes sont effectuées :
? Mesurer La vaLeur de La résistance de terre ;
? S'assurer que La Pointe paratonnerre domine d'au moins 2 m
L'ensembLe de La zone a protégé ;
? Vérifier que tous Les éLéments du
système anti-foudre existent et qu'iLs sont compLets : parafoudre type 1
+ éventueLLement type 2 et aussi Le câbLage, descente de feuiLLard
cuivre, ceinture basse et haute du pyLône, bornier de raccordement des
feuiLLards, joint de contrôLe ;
? Vérifier Les raccords des kits de mise a La terre des
câbLes coaxiaux ;
? Mesurer La vaLeur de La résistance des prises de terre
;
II Assure La continuité de service et réduit Le
nombre d'interventions. IL est muni d'un compteur d'impuLsion régLabLe.
Mais aussi une varistance 2.5 kA + fusibLe 6.3 A (ModeL 31418)
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OPTIMISATION DE LA PROTECTION
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? Vérifier L'équipotentiaLité des masses
(interconnexion des masses des équipements) ;
? Observation du regard de terre pour vérification des
différentes connections de terre ;
? Vérification du câbLage du TGBT ;
? ...
NB : Les points suivants sont suivis avec
rigueur :
? La vaLeur de La résistance de terre doit être
inférieure a 5 ? ;
? La résistance de chaque connexion ne doit pas
dépasser 1 m? ;
? La résistance entre deux points doit être
inférieure a 10 m?.
Dans des cas oü iL est difficiLe de respecter Les
conditions du CCTP, des soLutions adéquates sont prises
en coLLaboration avec Le sous-traitant ayant réaLisé Le site pour
essayer de rester non Loin des prescriptions dans Le CCTP.
2.2i Vérification
périodique
La périodicité est déterminée par une
cLassification en zone de protection moduLabLe en fonction de critères
teLs que :
? Niveau d'exposition jugé éLevé ;
? Facteurs d'environnement aggravants ;
? Environnement éLectrique.
Pour ce qui est des équipements anti-foudre, Les
périodicités sont Les suivantes :
Tableau 2: Tableau vérification
périodique
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ZONE DE PROTECTION
|
PERIODICITE
|
|
Zone urbain : sites nodaux
|
1 fois par mois
|
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Zone urbain : sites niveau d'exposition foudre jugé
éLevé
|
2 fois par mois
|
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Zone ruraL
|
1 fois tous Les 3 mois
|
Les travaux effectués Lors des visites périodiques
sont :
? Etat des supports (coffrets) des parafoudres ;
? Etat des parafoudres ;
? Etat et fixation de La descente de feuiLLard cuivre ;
? Raccord des ceinturages en cuivre sur La descente de feuiLLard
cuivre ;
? Raccord des kits de mise a La terre feeders sur La descente de
feuiLLard cuivre ;
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? Raccord entre kits de mise a La terre feeders bas et La
cornière coLLectrice des terres sur massif béton ;
? Mesure aLternative de chaque brin de terre ;
? Observation du compteur de foudre ;
? Serrage de La bouLonnerie Laiton sur brins de terre ;
? Vérification du réseau de masse
(équipotentiaLité des masses) ;
? Vérification de La résistance de terre (=
20 ?) ;
? Etat de La pointe paratonnerre et contrôLe de sa prise de
terre ;
? Observation et nettoyage du regard de terre ;
? S'assurer de La continuité éLectrique des
conducteurs non visibLe.
En pLus, sur tous Les sites, iL est effectué tous Les
6 mois, une révision généraLe (EcLairage,
Groupe éLectrogène, équipements GSM, équipements de
protection incLus,...). La vaLeur admissibLe en phase
d'expLoitation est = 20 ? compte tenu des changements
cLimatiques et structuraux des soLs des différentes régions et
LocaLités.
Chaque vérification périodique fait L'objet d'un
rapport détaiLLé reprenant L'ensembLe des constatations et
précisant Les mesures correctives a prendre, dans LequeL iL est joint un
Check List (cf. annexe 1).
Lorsqu'une vérification périodique fait
apparaItre des défauts dans Le système de protection contre La
foudre, des actions correctives sont effectuées dans Les meiLLeurs
déLais pour sa réhabiLitation. Une équipe ad hoc est
immédiatement formée pour une intervention dans Les brefs
déLais.
3 PROBLEMATIQUE
La protection contre Les effets de La foudre effectuée au
sein des stations GSM d'OCM présente queLques points a
améLiorés :
? La hauteur de La pointe paratonnerre n'est pas cLairement
définie. Tout ce qui est
connu et qui importe est qu'eLLe doit avoir une vaLeur minimaLe
de 2 m ;
? ELoignement des équipements GSM de La descente
paratonnerre qui n'est point
respecté dans La majeure partie des sites ;
? Les critères de choix des caractéristiques des
parafoudres type 1 et type 2 ;
? Le schéma d'aLimentation et de distribution des sites
devrait être revu, compte tenu des circonstances différentes des
sites ;
? Aucune anaLyse risque foudre n'est réaLisé avant
La réaLisation d'une station dans une zone.
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Bref, maLgré La quaLité remarquabLe du
système de protection actueL, Lorsque Les données sont
disponibLes, Les pertes dues à une agression foudre sont
évaLuées à des millions de Francs CFA (cf.
chapitre 3).
La maintenance actueLLe faite à Orange
Cameroun présentait queLques points obscurs notamment :
? Le suivi des équipements de protection. La gestion de
L'historique des défaiLLances pour recadrer La protection n'est pas
prise en compte ;
? Le coOt de maintenance préventive jugé
éLevé.
En gros, iL est question dans ce cas de revoir Le pLanning de
maintenance préventive afin de réduire L'investissement qui
découLe, tout en maintenant un niveau de suivi optimaL.
Sur Le pLan nationaLe, L'étude permettra
d'éveiLLer Les consciences qu'en t'au danger que représente Le
phénomène non seuLement sur Les instaLLations (édifice,
équipements éLectriques, éLectroniques,...), mais aussi
sur Les êtres vivants. Sujet qui jusqu'à L'heure n'est
évoqué dans aucun débat et ne fais L'ombre d'aucune
étude sérieuse.
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CHAPITRE 2 : TES SUR LA
GENERALI FOUDRE ET
SES EFFETS
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L'objet du présent chapitre est de donner dans un
premier temps, une brève description du phénomène de
foudre et ensuite de préciser Les effets possibLes de cette
manifestation atmosphérique. Mais avant ceLa, iL convient d'avoir une
idée sur L'histoire de L'étude du phénomène.
1 HISTORIQUE
Depuis Les temps Les pLus recuLés de L'humanité,
L'Homme a été terrorisé et fasciné par les
orages et notamment Leurs phénomènes Les pLus visibLes :
foudre et tonnerre. Pour expLiquer ces phénomènes et
pour conjurer Le danger, iL faisait appeL a des divinités. La foudre
était associée a La coLère des dieux et a La notion de
châtiment pour Les fautes ou Les péchés. Ce n'est qu'au
)(VIIe siècLe que L'homme commence a se dégager de ces
superstitions (avec Les premières théories des physiciens
francais et hoLLandais, René Descartes et Frank Boerhaave), et c'est du
)(VIIIe siècLe que L'on peut dater Les débuts de La
connaissance proprement scientifique de La foudre (expérience de
Benjamin FrankLin en 1752). C'est au cours du )()(e siècLe
grâce a L'éLectronique que L'origine de La foudre Livre La pLupart
de ces secrets.
2 LE PHENOMENE DE FOUDRE
2.1 Rappels
La foudre est une manifestation de L'éLectricité
d'origine atmosphérique, comportant une décharge
accompagnée d'une vive Lumière (écLair) et d'une vioLente
détonation (tonnerre).
On distingue deux grandes famiLLes d'écLairs :
? Les coups de foudre pour LesqueLs La décharge
éLectrique s'effectue entre Le nuage et Le soL ;
? Les éclairs intra nuageux (a L'intérieur
du nuage) et inter nuageux (entre différents nuages).
Des deux famiLLes, Les coups de foudre sont beaucoup pLus
observés (de 60 à 70 % des décharges totales).
Mais aussi, iLs ont fait L'objet d'études Les pLus poussées. Ceci
pour des raisons d'ordre pratique (cause de bLessures, mort, incendies de
forêts, et perturbations des systèmes
éLectriques-éLectroniques de téLécommunication et
de transport) et aussi du fait qu'iL est pLus faciLe de mesurer Les
caractéristiques optiques et éLectriques des décharges
nuage-soL.
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Photo 1: Types d'éclair [17]
2.2 Formation d'un nuage orageux :
Cumulo-nimbus
La formation du cumuLo-nimbus (nuage précurseur) est
généraLement Liée a une grande instabiLité
atmosphérique, caractérisée par des différences de
températures importantes entre Les masses d'air au niveau du soL et Les
masses d'air en aLtitude.
Figure 6: Cumulo-nimbus [17]
On peut diviser Le nuage en trois parties :
-la partie supérieure (ou
encLume) constituée entièrement de gLace et regroupant Les
charges positives supérieures.
-la partie centrale
composée de gLace et d'eau en surfusion et regroupant Les charges
négatives principaLes.
-la partie inférieure
constituée de gouttes d'eau et/ou de neige et comportant des charges
négatives et des petites poches de charges positives.
Note : En annexe 3, iL
est donné une vue schématique du processus de formation du
nuage.
Figure 7: Phénomène Orageux [9]
Par beau temps, Le champ éLectrique au soL est de
L'ordre de 100 V/m. A L'approche d'un nuage orageux, ce champ
commence par slnverser, puis croIt dans de fortes proportions. LorsqulL atteint
10 à 20 kV/m, une décharge au soL est
imminente.
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2.3 Classification des coups de foudre
Les décharges de foudre nuage-soL ont été
subdivisées en quatre catégories. Ces catégories sont
définies en fonction des charges écouLées et de La nature
du système de traceurs conduisant a La connexion de La foudre au soL. La
figure ci-dessous iLLustre Les quatre catégories des décharges
nuage-soL.
Figure 8: Catégories de coups de foudre
[5]
Dans Le monde 70 à 90%III
des coups de foudre nuage-soL sont de catégorie 1.
Cette forme de décharge est décLenchée par un traceur
descendant chargé négativement. Les coups de foudre appartenant a
La 3ième catégorie sont aussi décLenchés
par un traceur descendant, mais chargé positivement (décharge
dite positive). Cette catégorie regroupe moins de 10%
des décharges nuage-soL, mais est accompagné d'un
transfert des charges nuage - soL important.
Enfin, Les décharges des catégories 2 et 4 qui
sont décLenchées par des traceurs ascendants, sont reLativement
rares et apparaissent généraLement aux sommets des montagnes ou
des Longues structures.
III Farhad Rachidi, (2004) EPFL, Note de cours
« La foudre et ses effets éLectromagnétiques », (EcoLe
PoLytechnique fédéraLe de Lausanne)-France.
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2.3.1 Décharge négative
nuage-sol
Les mécanismes particuLiers de décharge
négative nuage-soL sont présentés ci-dessous :
Figure 9: Naissance du 1er arc
retour
2.4 Caractéristiques électriques des coups
de foudre 2.4.1 Intensité des différents coups de
foudre
La distribution des intensités des courants de foudre
est reportée sur un abaque regroupant toutes Les données
mondiaLes. Sont portées en abscisse Le Logarithme de Lintensité
du coup de foudre (en kA), et en ordonnée La probabiLité qu'a un
coup de foudre de dépasser une intensité donnée. Les
courbes ainsi obtenues représentent un faisceau de droites.
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Figure 10: Distribution statistique des coups de foudre
[5]
La lecture de La courbe (3) (moyenne) indique que
Lintensité d'un coup de foudre négatif atteindra des vaLeurs
supérieures a 2 kA dans 99,7 % des cas. La vaLeur moyenne de
Lintensité se situe vers 25 kA.
2.4i Caractéristiques des différents
coups de foudre
Un coup de foudre est composé en généraL de
pLusieurs décharges partieLLes (ramification d'un éclair)
s'écouLant par Le même canal ionisé.
Tableau 3: Caractéristique des differents
coups de foudre [5]
|
PARAMETRES
|
UNITE
|
PROBABILITE
|
|
Raideur max.
|
kA/ps
|
95%
|
50%
|
5%
|
|
Premier coup
Coup subséquent
Coup positif
|
|
9.1 10 0.2
|
24
40
2.4
|
65
162
32
|
|
Energie spécifique
|
J/c)
ou
A2s
|
95%
|
50%
|
5%
|
|
Premier coup
Coup subséquent
Coup positif
|
|
6.0 103
5.5 102
2.5
104
|
5.5 104
6.0 103
6.5
105
|
5.5 105
5.2 104
1.5
107
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|
Charge totale
|
C
|
95%
|
50%
|
5%
|
|
décharge négative
décharge positive
|
|
1.3
20
|
7.5
80
|
40
350
|
|
Durée totale
|
ms
|
95%
|
50%
|
5%
|
|
décharge négative
décharge positive
|
|
0.15
14
|
13
85
|
1100
500
|
NB : La définition des
paramètres des coups de foudre est donnée en annexe
4. Commentaires sur le tableau
Le TabLeau 1 précédent montre notamment que :
? De L'observation des raideurs maximaLes, on peut dire que
Les coups subséquents ont Leurs temps de montée beaucoup pLus
rapides que Les premiers coups de foudre négatifs. Les temps de
montée des coups positifs sont quant à eux significativement pLus
Longs ;
? L'énergie spécifique d'un coup de foudre va en
décroissant seLon qu'iL s'agit d'un
coup positif, d'un premier arc de foudre négatif, d'un
coup subséquent ;
? La charge totaLe associée à une décharge
négative est généraLement pLus faibLe que
ceLLe associée à une décharge positive ;
? La durée totaLe d'un coup de foudre positif est souvent
pLus importante que ceLLe d'un coup de foudre négatif.
| 
