Normes, principes et calcul
Les parafoudres sont des éléments destinés à protéger les installations en cas de surtensions (atmosphérique, manœuvres réseau…). Parmi les surtensions atmosphériques, les normes IEC/NF 61643 distinguent le risque d’impact direct (paratonnerre proche : type I, onde 10/350) et les surtensions induites (type II, onde 8/20) ainsi qu’une protection terminale (type III, onde 1,2/50).
Les nombres décrivant l’onde sont, en micro-secondes, le temps de montée de 10% à 90%, et le temps de redescente à 50% du pic.
Le principe est de réduire les écarts de potentiel en reliant les conducteurs (phases, neutre, PE) par une impédance qui soit quasi-infinie sous tension normale et quasi-nulle au-delà. Pour cela, plusieurs technologies sont utilisées :
| Technologie | Méthode | Avantages | Inconvénients |
| Eclateurs | Amorçage | Forte capacité, robustesse | Extinction, prix |
| Varistances | Ecrêtage | Polyvalent | Usure, fuites |
| Diodes | Ecrêtage | Rapidité | Faible capacité |
Il est souvent intéressant de combiner ces technologies afin que leurs défauts se compensent, notamment lorsqu’on utilise le mode différentiel (protection optimisée entre phases et neutre).
Une étude de risque foudre est proposée par le guide UTE C15-443 afin de déterminer si des parafoudres sont nécessaires et si oui de préciser la capacité d’écoulement. En cas de risque important (installation classée, dégâts de foudre antérieurs), une étude plus approfondie s’avère nécessaire (voir NF/EN 62305-2).
Pour ce qui est des installations photovoltaïques, il faut se référer au guide UTE C61-740-52.
Un parafoudre doit être placé dès l’arrivée sur le tableau général afin que la surtension ne se propage pas dans l’installation. Ce parafoudre disposant généralement d’une capacité d’écoulement élevée, ne suffira pas toujours à protéger les équipements distants (risque de doublement de la surtension résiduelle par résonnance au-delà de 10m) ou particulièrement sensibles. Dans ce cas, on ajoute des parafoudres complémentaires à proximité des équipements à protéger. Il faut alors veiller à leur coordination énergétique (répartition acceptable du choc électrique entre les parafoudres selon l’inductance des câbles qui les séparent).
Les parafoudres peuvent se mettre accidentellement en court-circuit et nécessitent une protection. La contrainte est alors que la protection limite suffisamment les courts-circuits pour que le parafoudre ne présente pas de risque d’incendie, tout en ne gênant pas l’écoulement du courant lors des surtensions. Notez qu’une surtension d’origine atmosphérique peut occasionner un courant bien plus important qu’un court-circuit, mais sur une durée très brève (< 1 ms).
Certains parafoudres sont auto-protégés (par adjonction d’un fusible ou d’un disjoncteur), ce qui offre une garantie d’adéquation entre les deux fonctions et permet de réduire les câblages de raccordement du parafoudre. En effet, la longueur de ces raccords a un effet sensible (loi de Lenz) sur le niveau de protection du parafoudre ; il est conseillé de ne pas dépasser 50cm sur l’ensemble des chemins possibles.
