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Référence : Document Technique DT 67 Date : Octobre 2000 Thème / Sous-thème : S

Référence : Document Technique DT 67 Date : Octobre 2000 Thème / Sous-thème : Sécurité industrielle / Risques sur les installations RECOMMANDATIONS POUR LA PROTECTION DES INSTALLATIONS INDUSTRIELLES CONTRE LES EFFETS DE LA FOUDRE POUR L'APPLICATION DE L'ARRETE DU 28 JANVIER 1993 CONCERNANT LA PROTECTION CONTRE LA FOUDRE DE CERTAINES INSTALLATIONS CLASSEES UIC/Département Technique –Document Technique DT 67 Reproduction même partielle interdite, sauf à l’intérieur des établissements adhérents octobre 2000 1/68 UIC Le Diamant A 92909 Paris-La Défense Cedex ! 01 46 53 11 00 " 01 46 96 00 59 GESIP 22, rue du Pont-Neuf BP 2722 75027 Paris Cedex 01 ! 01 44 82 72 74 " 01 42 21 32 86 RECOMMANDATIONS POUR LA PROTECTION DES INSTALLATIONS INDUSTRIELLES CONTRE LES EFFETS DE LA FOUDRE POUR L'APPLICATION DE L'ARRETE DU 28 JANVIER 1993 CONCERNANT LA PROTECTION CONTRE LA FOUDRE DE CERTAINES INSTALLATIONS CLASSEES Ce guide annule et remplace les guides précédents : • UIC de juin 1991 (DT 18), ainsi que son complément d'octobre 1993. • GESIP n° 94/02 de juillet 1994 Document technique UIC n° DT 67 Rapport GESIP n° 94/02 Version 2000 Octobre 2000 Document technique UIC n° DT 67 Rapport GESIP n° 94/02 « Recommandations pour la protection des installations industrielles contre les effets de la foudre » 2/68 octobre 2000 Document technique UIC n° DT 67 Rapport GESIP n° 94/02 « Recommandations pour la protection des installations industrielles contre les effets de la foudre » octobre 2000 3/68 Ce document a été établi par les groupes de travail « Sécurité Electrique » de l'Union des Industries Chimiques et « Foudre » du GESIP composés des représentants des sociétés suivantes : ATOFINA (Bernard VALLOT) EDF (André BONAMY) EXXONMOBIL CHEMICAL FRANCE (Bernard BEUQUE & Gérard HOMBOURGER) GEOSTOCK (M. BRUANT) GESIP (Joël ROGARD) RHODITECH (Didier SOUILLARD) SHELL CHIMIE (Pierre MARIA) SPSE (M. DE CASTRO) SOLVAY (Joseph ALLARD) TOTALFINA ELF S.A. (Etienne HOUBIGUIAN, M. LEFOYER & Alain PAPA) TRAPIL (Didier TARDY) UIC (Gérard SIMONNET & Alain PIERRAT) Ce document guide ne saurait être considéré comme exhaustif et ne prétend, en aucun cas, se substituer à la réglementation en vigueur. Document technique UIC n° DT 67 Rapport GESIP n° 94/02 « Recommandations pour la protection des installations industrielles contre les effets de la foudre » 4/68 octobre 2000 Document technique UIC n° DT 67 Rapport GESIP n° 94/02 « Recommandations pour la protection des installations industrielles contre les effets de la foudre » octobre 2000 5/68 OBJET DU DOCUMENT Par ses multiples effets, la foudre est susceptible d'engendrer dans les installations industrielles des perturbations au niveau des équipements et des moyens de production. Leur défaillance peut entraîner des risques graves pour les personnels et leur environnement. La foudre est génératrice de surtensions qui, comme les surtensions d'origine industrielle (de manœuvres, de résonance...), constituent une forme d'agression pour les installations industrielles, et notamment les équipements électriques (énergie, électronique, informatique, télé-informations...). Ce document a pour but : − de rappeler les risques, − d'identifier leurs conséquences, − de proposer une approche méthodologique de protection, − d'expliciter et d'apporter des solutions pratiques de réalisation, dans le cadre de l'arrêté du 28 janvier 1993 et de ses circulaires d'application. Ce guide est structuré suivant le logigramme de l'annexe A de la circulaire du 28 octobre 1996 (jointe en annexe 3). Il faut préciser, dès à présent, qu'il s'agit d'une approche pluridisciplinaire s'appuyant sur un travail d'équipe. La foudre étant un phénomène électrique, elle implique naturellement le spécialiste électricité, mais aussi le responsable du procédé, le concepteur, l'exploitant de l'installation à protéger, et bien sûr le responsable de la sécurité des installations. Pour utiliser ce document, il est recommandé de se munir de la norme NF C 17-100 et du guide UTE NF C 15-443, ces derniers étant pris souvent comme repère ou référence. En alternative, d’autres guides peuvent être pris en référence (par exemple le guide CEI 1662), dans la mesure où ils sont au moins équivalents à ceux précités. Enfin, il convient de rappeler, comme précisé dans l'introduction de la norme NF C 17-100, que la mise en œuvre des recommandations de ce présent guide ne peut garantir une protection absolue contre la foudre, phénomène hautement aléatoire. Dans les installations chimiques et pétrolières, les masses métalliques importantes et de formes complexes, reliées à la terre, sont autant d’éléments capteurs et la meilleure protection se fera en favorisant l'écoulement vers la terre. De par leur conception, elles constituent donc une très bonne protection (cages de Faraday), que l'on s’attachera à parfaire, lorsque c'est nécessaire. Il est rappelé que, pour que la foudre entraîne des conséquences graves pour l’environnement et la sécurité, il faut réunir les trois conditions suivantes : • présence d’un atmosphère inflammable, • source d’ignition, • conséquences de l’ignition inacceptables au sens de l’arrêtÈ. Ce guide annule et remplace les guides précédents : • UIC de juin 1991 (DT18), ainsi que son complément d'octobre 1993. • GESIP n° 94/02 de juillet 94 Document technique UIC n° DT 67 Rapport GESIP n° 94/02 « Recommandations pour la protection des installations industrielles contre les effets de la foudre » 6/68 octobre 2000 Document technique UIC n° DT 67 Rapport GESIP n° 94/02 « Recommandations pour la protection des installations industrielles contre les effets de la foudre » octobre 2000 7/68 SOMMAIRE 1 - RAPPELS GENERAUX SUR LA FOUDRE ET SES EFFETS 9 1.1 - CARACTERISTIQUES ELECTRIQUES DU COUP DE FOUDRE................................................................ 9 1.2 - LES EFFETS DE LA FOUDRE............................................................................................................... 10 1.2.1 - EFFETS THERMIQUES.................................................................................................................. 10 1.2.2 - MONTEES EN POTENTIEL DES PRISES DE TERRE ......................................................................... 10 1.2.3 - EFFETS D'INDUCTION.................................................................................................................. 10 1.2.4 - EFFETS ELECTRODYNAMIQUES................................................................................................... 10 2 - APPROCHE SELECTIVE DES RISQUES DUS A L'IMPACT DE FOUDRE 12 2.1 - EFFETS DIRECTS................................................................................................................................ 12 2.2 - EFFETS INDIRECTS............................................................................................................................ 12 3 - DONNEES MINIMUM À PRENDRE EN COMPTE POUR L'ETUDE DU RISQUE FOUDRE 13 3.1 - EFFETS DIRECTS................................................................................................................................ 13 3.2 - EFFETS INDIRECTS............................................................................................................................ 13 4 - IDENTIFICATIONS DES CONSEQUENCES DU RISQUE LIE A LA FOUDRE ET DOMMAGES EVENTUELS A EVITER 14 4.1 - EFFETS DIRECTS................................................................................................................................ 14 4.1.1 - DEVELOPPEMENT DES PHENOMENES ......................................................................................... 14 4.1.2 - DOMMAGES A EVITER................................................................................................................. 14 4.2 - EFFETS INDIRECTS............................................................................................................................ 16 4.2.1 - POSTES ELECTRIQUES................................................................................................................. 16 4.2.2 - GENERATEUR ELECTRIQUE DE SECOURS.................................................................................... 16 4.2.3 - SECURITES INSTRUMENTEES ...................................................................................................... 16 5 - PRINCIPES GENERAUX DE PROTECTION 17 5.1 - RAPPEL DES PRINCIPES THEORIQUES.............................................................................................. 17 5.2 - VOLUME PROTEGE PAR UN DISPOSITIF DE CAPTURE...................................................................... 17 5.2.1 - APPLICATION DE LA METHODE DE LA SPHERE FICTIVE .............................................................. 17 5.2.2 - VOLUME PROTEGE PAR UNE TIGE DE CAPTURE VERTICALE ....................................................... 18 5.2.3 - VOLUME PROTEGE PAR UN FIL TENDU........................................................................................ 19 5.2.4 - VOLUME PROTEGE PAR DES CONDUCTEURS MAILLES................................................................ 20 5.3 - DISPOSITION DE PRINCIPE POUR CANALISER L'ONDE DE FOUDRE VERS LA TERRE...................... 20 5.3.1 - CONSTITUTION D'UN DISPOSITIF DE CAPTURE............................................................................ 20 5.3.2 - EQUIPOTENTIALITE DES MASSES METALLIQUES......................................................................... 21 5.3.3 - MISE A LA TERRE........................................................................................................................ 21 6 - TECHNIQUES DE PROTECTION 24 6.1 - PROTECTION DES STRUCTURES........................................................................................................ 24 6.1.1 - STRUCTURES A OSSATURE METALLIQUE .................................................................................... 24 6.1.2 - RACKS DE TUYAUTERIES ............................................................................................................ 24 Document technique UIC n° DT 67 Rapport GESIP n° 94/02 « Recommandations pour la protection des installations industrielles contre les effets de la foudre » 8/68 octobre 2000 6.1.3 - RESERVOIRS ET BACS DE STOCKAGE.......................................................................................... 24 6.1.4 - PIPELINES ET CANALISATIONS DE TRANSPORT........................................................................... 26 6.1.5 - COLONNES.................................................................................................................................. 26 6.1.6 - BATIMENTS NON METALLIQUES ................................................................................................. 26 6.1.7 - CHEMINEES................................................................................................................................. 27 6.1.8 - CHATEAUX D'EAU....................................................................................................................... 27 6.1.9 - ANTENNES.................................................................................................................................. 27 6.2 - PROTECTION DES MATERIELS ELECTRIQUES ET ELECTRONIQUES............................................... 32 6.2.1 - PROTECTION DES POSTES ELECTRIQUES EXTERIEURS HAUTE TENSION (HTB).......................... 32 6.2.2 - PROTECTION DES RESEAUX D'ALIMENTATION DES EQUIPEMENTS A COURANT FAIBLE.............. 32 7 - ETUDE ET VERIFICATION DE L'EFFICACITE DES PROTECTIONS 34 7.1 - EFFETS DIRECTS................................................................................................................................ 34 7.2 - EFFETS INDIRECTS............................................................................................................................ 34 8 - VERIFICATION ET MAINTENANCE 35 9 - REGLEMENTS ET NORMES 36 9.1 - REGLEMENTS .................................................................................................................................... 36 9.2 - NORMES ET REFERENTIELS UTILISABLES ....................................................................................... 36 9.2.1 - NORMES FRANÇAISES................................................................................................................. 36 9.2.2 - NORMES INTERNATIONALES....................................................................................................... 36 9.3 - DOCUMENTS AYANT VALEUR DE NORME ........................................................................................ 37 10 - BIBLIOGRAPHIE 38 ANNEXES 39 ANNEXE 1 ................................................................................................................................................... 41 ANNEXE 2 ................................................................................................................................................... 43 ANNEXE 3 ................................................................................................................................................... 53 Document technique UIC n° DT 67 Rapport GESIP n° 94/02 « Recommandations pour la protection des installations industrielles contre les effets de la foudre » octobre 2000 9/68 1 - RAPPELS GENERAUX SUR LA FOUDRE ET SES EFFETS Le présent chapitre ne traite pas dans le détail du phénomène de la foudre qui fait l'objet de nombreux ouvrages, publications et articles techniques. On ne retiendra ci-après que les caractéristiques fondamentales à connaître, ainsi que les effets qui en résultent. 1.1 - CARACTERISTIQUES ELECTRIQUES DU COUP DE FOUDRE Un coup de foudre est composé en général de plusieurs décharges électriques, s'écoulant par le même canal ionisé. Les principales caractéristiques d'un coup de foudre sont les suivantes : • Durée totale : 0,2 à 1 seconde. • Nombre de décharges : 4 en moyenne. • Courant : 2 000 à 200 000 ampères (50% des coups de foudre < 20 000 A). • Quantité de uploads/Industriel/ effet-foudre 2 .pdf