le paratonnerre à tige simple :

C’est en 1753 que Benjamin Franklin inventa le Paratonnerre à Tige Simple. Ce paratonnerre est composé d’une tige métallique effilée d’une hauteur de 2 à 8 mètres de haut dominant la structure à protéger, reliée à un conducteur et à une prise de terre.

Le rayon de protection assuré par ce type de paratonnerre étant limité à 30 mètres environ ( Niveau de protection IV, hauteur = 60 mètres) , il est plus particulièrement réservé à la protection de petites structures ou zones tels que pylônes, cheminées, cuves, châteaux d’eau, mâts d’antennes etc…

le paratonnerre à cage maillée:

Ce paratonnerre, dérivé de la cage de Faraday, est composé d’un maillage en toiture et en façade englobant la structure à protéger.

En toiture, des pointes captrices sont positionnées en périphérie et sur les points hauts. Un réseau de conducteurs suit le périmètre extérieur de la toiture. Ce réseau est complété par des transversales. La taille des mailles est comprise entre 5 et 20 mètres et varie en fonction de l’efficacité recherchée de la protection.

En façade, des conducteurs de descente sont reliés en partie haute au maillage de toiture et en partie basse à des prises de terre spécifiques . La distance entre deux descentes est comprise entre 10 et 25 mètres, et varie en fonction de l’efficacité recherchée de la protection.

Le courant de foudre est écoulé par des conducteurs et des prises de terre différents suivant la localisation du point d’impact de la foudre.

Exemple typique :
Protection d’un bâtiment paratonnerre à cage maillée

le paratonnerre à fils tendus :

Ce paratonnerre, de principe proche à celui de la cage maillée, est constitué d’un maillage de conducteurs distant de la structure à protéger ayant pour but d’éviter que le courant de foudre soit en contact avec celle-ci.

Des fils conducteurs tendus sont implantés au-dessus de la structure à protéger, raccordés à des conducteurs de descente et à des prises de terre spécifiques. La largeur des mailles et la distance entre les conducteurs de descente sont assujettis aux mêmes règles que le paratonnerre à cage maillée (méthode de la sphère fictive).

La mise en œuvre de cette protection implique une étude complémentaire au niveau mécanique (résistance des matériaux : calcul de flèches, résistance aux contraintes météorologiques…), ainsi que la définition des distances d’isolement.

Le paratonnerre à fils tendus est plus particulièrement utilisé pour protéger des zones ouvertes lorsqu’il n’existe pas de support architectural.

La protection par composants naturels

Composants assurant une fonction de protection contre la foudre mais non installés spécifiquement à cet effet.
Commentaire : ce sont des parties conductrices d’une structure ou d’un bâtiment pouvant participer à la protection extérieure par leur capacité à capter un coup de foudre ou à écouler un courant de foudre. Elles peuvent être utilisées pour remplacer tout ou partie d’une descente ou pour venir en complément d’une installation extérieure.
Ces composants peuvent être constitués par :
- l’ossature des constructions métalliques
- les revêtements métalliques de façades ou bardages métalliques
- les tôles métalliques recouvrant le volume à protéger, pourvu qu’elles ne risquent pas d’être perforées par un impact
- les éléments métalliques de construction d’une toiture (fermes, armatures d’acier interconnectées…), même recouverts de matériaux non métalliques, à condition que ces derniers puissent être exclus du volume à protéger
- les armatures de béton armé, à condition que l’interconnexion électrique soit assurée entre elles et notamment avec les dispositifs de capture et la prise de terre
- les pièces métalliques du type gouttières, décorations, rambardes…, à condition que leur section ne soit pas inférieure à celle spécifiée pour les composants normaux
- les tuyaux et réservoirs métalliques, s’ils sont réalisés en un matériau d’au moins 2,5 mm d’épaisseur et si leur perforation n’entraîne pas de situation dangereuse ou inacceptable

Ces éléments doivent répondre à des contraintes d’épaisseur, de section et de continuité, ce qui rend délicat la mise en application de cette technologie

Le paratonnerre à dispositif d’amorçage

Le principe du paratonnerre à dispositif d’amorçage est de générer artificiellement à l’aide d’un dispositif d’ionisation un traceur ascendant plus précoce que les autres traceurs ascendants naturels, et donc d’établir un point d’impact privilégié sur sa pointe.

La capture du coup de foudre étant plus rapide qu’avec un paratonnerre à tige simple, cette technologie permet de bénéficier de zones de protection plus étendues, assurant la protection de structures de grandes dimensions.

Le rayon de protection généré est fonction de la valeur de l’avance à l’amorçage du paratonnerre (At en µs), de sa hauteur, et de l’efficacité de la protection, la valeur maximale étant de 120 mètres (Niveau III, hauteur = 60 mètres).