Ce document (en français) constitue une aide à la mise en place d'une protection contre les surcharges liées à la foudre sur une installation électrique domestique This document (in french) intends to help implementing a protection against electrical surges due to lightnings on a domestic electricity network Mise à jour Octobre 2017

1. Protection
électrique du risque
d’orage
Patrick Prin
Version 4 - Octobre 2017

2. Introduction et avant-propos
 Ce document a pour but de donner un aperçu du type de solution à
mettre en œuvre pour protéger une installation électrique domestique
des effets de la foudre.
 Il fait la synthèse d’une expérience pratique et de lecture d’ouvrages
spécialisés en électricité et installations électriques.
 Il ne prétend pas résoudre tous les problèmes engendrés par la foudre
sur une installation électrique domestique, mais doit être considéré
comme une aide documentaire. Il n’est pas adapté à une installation
électrique industrielle.
 La protection d’une installation électrique domestique contre la
foudre doit être considéré comme un processus itératif, car le
problème peut ne pas être résolu en une seule fois.
 Si le disjoncteur EDF 500ma se déclenche de façon systématique en
cas d’orage, il peut ne pas y avoir de solution gérable au niveau de
l’installation domestique elle-même. Cela peut-être le cas avec les
anciens disjoncteurs de type 1970-1980, la première chose à faire est
donc de demander à EDF de le remplacer avec un disjoncteur de
dernière génération plus résistant aux surintensités dues à la foudre.

3. Le risque d’orage
 Le risque lié aux orages et à la foudre est particulièrement présent
dans un grand quart sud est de la France ainsi que ceux bordant la
Gironde et la Corse, où l’indice kéraunique est élevé.
 Ce découpage (voir en annexe) reste théorique et il peut
ponctuellement y avoir de violents orages dans des régions où ceux-ci
sont peu fréquents.
 Dans ces régions, l’installation d’un parafoudre est d’ailleurs
obligatoire selon la norme NF EN 61643-11, bien qu’elle ne soit pas
systématiquement respectée.
 En théorie, l’installation d’un parafoudre n’est pas indispensable si une
maison est équipée d’un paratonnerre, qui va dévier l’impact de
foudre vers la terre, protégeant ainsi le logement. Mais en pratique, le
parafoudre va compléter la protection du paratonnerre avec une
protection des équipements interne au domicile, donc il est à mon
avis indispensable.
 Le risque est également lié à la situation de la construction. Si elle se
situe en vallée ou dans un creux, avec plusieurs autres constructions
placées plus haut et équipées de paratonnerres, il sera moindre.
 Dans tous les cas, une protection des appareils électroniques sera
nécessaire car la foudre peut tomber sur les lignes électriques,
téléphoniques ou antennes de télévision, et avoir un effet dévastateur
sur les équipements raccordés.

4. La foudre: comment est-elle
générée?
 Lorsqu’il y a une différence importante de température entre la terre et l’air en
moyenne altitude, et si la pression atmosphérique n’est pas trop élevée, on assiste à la
formation de nuages de plus en plus épais, jusqu’à l’apparition de cumulo-nimbus.
 Ces nuages qui ressemblent à des champignons bourgeonnant peuvent s’étirer sur
plusieurs kilomètres de hauteur, et même dépasser les 8000 mètres d’altitude.
 Les cumulo-nimbus agissent comme des condensateurs et se chargent d’électricité
statique, négativement à la base du nuage, et positivement au dessus, par des
phénomènes de gravitation et de convection.
 Des décharges électriques se forment à l’intérieur du nuage entre des zones chargées
positivement et celles chargées négativement. Puis des décharges se forment entre le
nuage et le sol, en touchant en priorité les endroits les plus proches comme des
sommets de collines ou montagnes, des bâtiments élevés ou des arbres.
 Ces décharges de foudre ou éclairs s’accompagnent de tonnerre, bruit généré avec
l’échauffement de l’air par l’arc électrique. Le phénomène va s’amplifier jusqu’à ce
que les différences de potentiel électrique à l’intérieur du nuage s’estompent. Il
s’accompagne en général de pluie ou grêle, selon le niveau de température ambiant.
Cumulus
Cumulo-nimbus

5. La foudre: quel impact sur
les circuits électriques?
 Les décharges de foudre peuvent avoir un impact destructeur sur une
installation électrique, et détériorer également les équipements
électroniques
 La foudre en tombant sur un conducteur électrique crée en général une
onde de surtension qui peut atteindre plusieurs milliers d’ampères et une très
haute fréquence, souvent amplifiée par un mécanisme de résonance.
 Il faut différencier plusieurs cas d’impacts:
• Impact sur réseau électrique en amont d’une installation domestique
Ce cas de figure est le plus fréquent et se limite en général à un impact de proximité, à
quelques centaines de mètres de l’installation.
Le réseau de distribution est protégé des fortes surtensions, et peut se mettre hors circuit
pendant un court laps de temps le cas échéant.
• Impact direct sur réseau domestique, ce qui est peu fréquent mais peut se
produire dans une résidence isolée par exemple
La seule protection vraiment efficace dans un tel cas est la mise en place d’un paratonnerre
ou un système équivalent permettant de dévier la majeure partie de la surtension.
Une protection complémentaire pour la surtension résiduelle est également nécessaire, ne
serait-ce que pour protéger l’appareillage électronique sensible aux surtensions.
• Impact sur la terre à proximité du réseau domestique:
C’est un cas assez peu fréquent, le potentiel de terre peut monter et générer une onde de
surtension du même type qu’un impact direct sur le réseau domestique (voir cas
précédents). Peut-être le cas même si le bâtiment est équipé d’un paratonnerre.

6. La foudre: quel impact sur
les circuits électriques?
 L’onde de résonnance
 Conséquences:
• La protection anti-foudre doit être placée le plus près possible du Disjoncteur
de Branchement, si possible en tête du tableau principal
• S’il y a une grande longueur entre le tableau principal et un tableau
secondaire, il pourra être judicieux d’installer une autre protection anti-
foudre pour protéger les circuits en aval de ce second tableau.
• Si la longueur du raccordement au réseau est importante et exposée à la
foudre, le compteur et le disjoncteur de branchement peuvent être
endommagés. Aucune action n’est possible pour un particulier car cette
protection ne peut être assurée que par Enedis.
Si on tend une corde entre deux personnes et que la première
donne une Impulsion en secouant la corde, la seconde percevra
une force d’autant plus élevée que la corde sera longue. C’est un
phénomène similaire qui va se produire lorsque la foudre frappe une
installation électrique.
Plus le chemin parcouru par la décharge sera long avant d’être stoppé par une
protection anti-foudre ou un appareil, et plus les dégâts potentiels seront importants.

7. Schéma: les impacts de foudre
Réseau EDF
Réseau domestique
Impact de
foudre
Impact de
foudre
Impact de foudre sur le réseau de distribution:
• Impact fort: les protections du réseau
vont gérer la surtension en coupant
momentanément la ligne impactée.
• Impact faible: la surtension va être gérée
par les parafoudres qui vont en évacuer
la majeure partie vers la terre. Une surtension
résiduelle peut néanmoins atteindre votre
réseau domestique si l’impact de foudre
est proche (moins de 1 ou 2km).
Les disjoncteurs modernes 500ma sélectifs
résistent en général assez bien à ces
surtensions résiduelles et ne déclenchent pas.
Impact de foudre sur le réseau domestique:
• Impact direct: seule la présence d’un
paratonnerre et d’un parafoudre de type 1
peut protéger complètement l’installation
de dommages. Cas assez rare néanmoins.
• Impact indirect: la surtension transmise par
le réseau de distribution peut entrainer des
dégâts en cas d’absence de parafoudre.
Dans les deux cas, des
disjoncteurs secondaires en
30ma peuvent se
déclencher pour absorber
une partie de la surtension,
même en présence de
parafoudre, sauf s’ils sont à
haute immunité (voir
disjoncteurs spécifiques).

8. Comment protéger une
installation domestique?
 Il y a plusieurs leviers possibles pour protéger une installation
domestique contre les effets de la foudre.
 Pour mettre en œuvre une protection appropriée au risque d’impact
des orages, il est important de comprendre la configuration de
l’installation et si possible avoir visibilité sur l’historique des perturbations
qu’elle a subi.
 Il faudra en particulier:
 Vérifier la mise à la terre de l’installation et le cas échéant en réaliser une
nouvelle si elle n’est pas conforme
 Localiser les points de faiblesse éventuels de l’installation détectables en
période orageuse
 Installation d’un parafoudre
 Installation de disjoncteurs spécifiques
 Contrôle du bon fonctionnement de l’ensemble et diagnostic a posteriori
 L’installation d’un paratonnerre doit être réalisée par des
professionnels si elle s’avère réellement nécessaire (maison isolée sur
une hauteur et réseau aérien par exemple). Un parafoudre de type 1
est indispensable en complément de l’installation d’un paratonnerre.

9. La mise à la terre
 La première chose à vérifier dans tous les cas est la mise à la terre de
l’installation. La résistivité de la terre doit être inférieure à 100 ohms pour
être conforme à la norme NF C15-100, et mais il est préférable qu’elle soit
en dessous de 50 ohms pour être vraiment efficace.
 Si l’installation domestique ne comporte pas de mise à la terre d’un niveau
acceptable (boucle en fond de fouille), il est possible de réaliser une mise
à la terre par l’intermédiaire d’un (ou deux si possible) piquet de terre qui
doit être enfoncé au minimum à 2 mètres de profondeur dans le sol.
 Le sol à deux mètres de profondeur à une très bonne résistivité aux
courants électriques et un potentiel proche de zéro
 La mise à la terre va permettre d’absorber l’essentiel des surtensions dues
à la foudre, mais protège également des courants de défaut liés à un
court-circuit ou une mauvaise isolation d’un appareil domestique.
 On mesure la résistivité d’une mise à la terre avec un telluromètre,
appareil très coûteux donc plutôt faire intervenir un électricien pour faire
cette mesure. Il est possible de l’évaluer avec un mesureur de boucle, la
mesure sera dans ce cas plus approximative quoique suffisante.
 On peut aussi vérifier l’existence d’une terre avec un appareil de test de
prise électrique (à partir de 20 euros) mais cela ne donnera pas
d’indication sur sa valeur, seulement l’indication d’un raccordement
correct à la terre.

10. Localiser les points de
faiblesse de l’installation
 Avant d’intervenir sur une installation domestique pour la protéger
contre les impacts de foudre, il est nécessaire de bien comprendre
quels sont les points de faiblesse s’il y en a.
 Questions typiques à poser:
 Que se passe-t-il en cas d’impact de foudre? Est-ce qu’un disjoncteur
en particulier se déclenche? Disjoncteur principal EDF? Un des
disjoncteurs secondaire? Lequel?
 Les appareils censés conserver le froid (congélateur, réfrigérateur) sont
ils mis hors tension?
 Le point de faiblesse est-il toujours le même? C’est-à-dire un disjoncteur
en particulier? Ou est-ce qu’il y en a plusieurs?
 Est-ce que le disjoncteur mis en cause ne serait pas trop sensible par
rapport à son rôle dans l’installation (courbe A ou B au lieu de C par
exemple, ou ampérage insuffisant)?
 En fonction des réponses à ces questions il sera possible de
déterminer la meilleure approche pour protéger l’installation
 Le cas de figure le plus complexe à gérer est celui où il n’y a pas
de schéma identique se reproduisant, mais cela est assez rare.

11. Installation d’un parafoudre
1/2
 Dans presque tous les cas ou la protection contre l’orage est nécessaire voire
indispensable, il faut au minimum un parafoudre de type 2 dans le tableau
principal.
 L’installation d’un parafoudre suppose la présence d’une mise à la terre de
bonne qualité, avec une résistivité si possible inférieure à 50 Ohms. A défaut, le
parafoudre ne pourra pas jouer son rôle ou va se détériorer de façon précoce.
 Le parafoudre doit être installé immédiatement après le disjoncteur différentiel
EDF dans le tableau principal, et protégé par un disjoncteur dédié 20A courbe
C pour éviter qu’il ne mette l’installation en défaut dans le cas où il se mettrait
en court-circuit. Certains parafoudres intègrent d’ailleurs un disjoncteur (il sont
auto protégés).
 Le choix du parafoudre doit se faire en fonction de l’installation (monophasée
ou triphasée) mais aussi de la surtension et l’intensité maximale de décharge
estimée.
 Un parafoudre doit pouvoir absorber une surtension de plusieurs dizaines de
volts, et un surcroît d’intensité de 10KA au minimum.
 La plupart des parafoudres standard du marché respectent ce minimum de
performance, mais il vaut mieux choisir un parafoudre ayant des performances
plus élevées par défaut.
 Il est préférable de choisir un parafoudre à cartouches débrochables, ce qui
évite d’avoir à changer la totalité de l’équipement lorsqu’il n’est plus
opérationnel. On change seulement une cartouche si elle devient défectueuse.

12. Installation d’un parafoudre
2/2
 L’installation d’un parafoudre (de type 2 en règle générale) dans le
tableau principal permettra de protéger les équipements électriques
standard du bâtiment (éclairage, chauffage, électroménager, etc…).
 Elle ne permettra pas d’assurer entièrement la protection des
équipements à haute sensibilité tels que:
• Equipements informatiques
• Téléviseurs, magnétoscopes
• Téléphonie, Box ADSL, etc…
 On peut ajouter un second parafoudre sur les tableaux divisionnaires,
si une protection accrue est nécessaire (distance entre tableaux).
 Pour les équipements informatiques, un bloc multiprise équipé d’une
protection contre la foudre peut être utilisé, voire un onduleur si le
risque d’orage est très élevé.
 Pour les téléviseurs et magnétoscopes, il est possible d’ajouter une
protection foudre sur le câblage coaxial d’antenne.
 Il existe également des parafoudre spécifiques pour les lignes
analogiques de téléphonie ou ADSL.

13. Installation d’un parafoudre
Exemple
Tableau principal
Coupure
générale
Interrupteur
Différentiel
63A
Type A
Interrupteur
Différentiel
63A
Type AC
C32
C20
C16
C16
C10
C10
C10
C10
C20
C20
C16
C16
C16
C10
C10
C10
C20
Parafoudre
Type2
Bornierdeterre
Principe:
Le parafoudre doit être installé dans
la partie amont du tableau principal,
c’est-à-dire avant les interrupteurs ou
disjoncteurs différentiels des différentes
rangées du tableau. Si le tableau
comporte une coupure d’urgence, il peut
être installé immédiatement après.
Il doit être relié au bornier principal de
terre, avec une connexion la plus
courte possible vers le bornier.
Le parafoudre doit être protégé par
un disjoncteur divisionnaire courbe C 20A
s’il n’est pas équipé d’un dispositif de
coupure autonome lorsqu’il arrive en
fin de vie. Certains parafoudres ont un
disjoncteur intégré.
Pour les parafoudres à cartouches
interchangeables, il est conseillé de
vérifier leur état périodiquement.
Un voyant indique si la cartouche est
défectueuse.
En triphasé, il y aura 3 cartouches Phase et
1 cartouche Neutre, mais le principe
d’installation est exactement le même.

14. Les différents types de
parafoudre en domestique
Parafoudre de type 2 pour installation monophasée,
avec déconnection automatique en fin de vie.
Parafoudre de type 2 pour installation
monophasée avec cartouches débrochables
(peuvent-être changées en fin de vie).
Parafoudre de type 2 pour installation triphasée avec
cartouches débrochables.
Parafoudre de type 3 pour protection fine du
matériel électronique et informatique
Parafoudre modulaire pour téléphone et ADSL, à
installer sur l’arrivée de la ligne téléphonique.
Parafoudre pour ligne coaxiale, à installer sur les
circuits antennes de télévision ou satellite.
Le parafoudre de type 1 ressemble à celui de type 2,
à installer seulement s’il y a un paratonnerre.

15. Installation de disjoncteurs
spécifiques 1/2
 Le parafoudre va absorber l’essentiel de la surtension ou
surintensité générée par l’impact de foudre, mais il ne sera pas
toujours suffisant pour la neutraliser complètement.
 La surtension résiduelle peut souvent provoquer le déclenchement
d’un ou plusieurs disjoncteurs sur les tableaux secondaires.
 Il existe sur le marché depuis plusieurs années des disjoncteurs de
type HPI ou HI (Haute Immunité), censés résister aux surtensions
fugitives telles que celles provoquées par la foudre. Ce type de
disjoncteur est assez onéreux, mais peut suffire à absorber ces
surtensions résiduelles et éviter que le circuit en aval soit privé
d’alimentation.
 Le disjoncteur HPI peut néanmoins se déclencher en cas de
surintensité très importante, ou pour un problème spécifique au
circuit comme une fuite à la terre.
 La surtension va sans doute se manifester ailleurs, sur un autre
circuit non protégé par ce type de disjoncteur. Ce n’est pas une
protection absolue surtout si la résistivité de la mise à la terre n’est
pas bonne ou si les protections en amont ne sont pas adaptées
(problème de Sélectivité).

16. Installation de disjoncteurs
spécifiques 2/2
 Il faut impérativement que le Disjoncteur de Branchement soit de
type « S » pour qu’il déclenche avec un retard permettant à une
autre protection en aval de se déclencher.
 Les protections entre le Disjoncteur de Branchement et le
disjoncteur HPI s’il y en a doivent également être à haute
immunité, sinon le circuit sera quand même mis hors tension.
 Il est également important de laisser un ou plusieurs point de
faiblesse dans l’installation sans conséquence si déclenchement,
et de limiter le nombre de disjoncteurs HPI seulement là où c’est
indispensable (appareils de conservation au froid).
 Si toute l’installation est à Haute Immunité, alors le Disjoncteur de
Branchement déclenchera même s’il est Sélectif. Une telle
installation serait une « hérésie ».
 Il existe d’autres solutions spécifiques avec des disjoncteurs à test
et réarmement automatique, mais cette solution n’est pas
conforme à la norme française NF C15-100.

17. Contrôle de l’installation et
diagnostic a posteriori
 Une fois le parafoudre installé et le ou les disjoncteurs spécifiques mis
en place, il faudra bien sûr contrôler ce qui se passe lors d’une période
orageuse.
 Dans le meilleur des cas, l’installation va résister aux impacts de foudre
et il n’y aura plus aucun déclenchement intempestif donc la
protection sera efficace.
 Dans le pire des cas, assez peu fréquent, le problème va persister et il
faudra chercher une autre solution ou la compléter.
 Dans certains cas intermédiaires, le disjoncteur précédemment
incriminé ne va plus se déclencher, mais le problème va se déplacer
vers un autre circuit (une nouvelle faiblesse de l’installation va être
identifiée):
• Soit cela n’a pas d’impact majeur sur la partie de l’installation qui va être
privée de courant (éclairage ou appareils non critiques)
• Soit cela génère un nouveau problème avec risque de perte d’aliments
réfrigérés ou congelés, risque de gel, etc… auquel cas il faudra revoir
l’installation (mise à la terre, second disjoncteur HPI, etc…)
• C’est donc un processus itératif mais qui donnera des résultats positifs avec
de la persévérance.

18. Informations de contact
En cas de questions ou remarques sur ce document, ou si vous avez
besoin de conseils pour protéger une installation des effets de la
foudre, vous pouvez me contacter par email.
patrick.prin@gmail.com

19. Annexe
Informations complémentaires

20. Carte du niveau kéraunique
en France
 Les départements en rouge
sur cette carte indiquent un
niveau kéraunique élevé,
c’est-à-dire supérieur à 25
 Il s’agit du nombre de jours
d’orage avec impacts de
foudre par an
 Dans ce cas, l’installation
d’un parafoudre est
obligatoire
 Elle est néanmoins
recommandée dans les
département où le niveau est
proche de 25.