Surtension

La surtension est un terme central dans l’univers de l’électricité, que ce soit pour les installations résidentielles, industrielles ou les projets de rénovation électrique. Dans cette fiche de glossaire, nous vous proposons une définition claire, des explications techniques accessibles, des exemples concrets et une exploration des normes associées. Que vous soyez bricoleur averti, professionnel du secteur ou étudiant en électrotechnique, ce guide vous aidera à mieux comprendre la notion de surtension et son impact sur vos installations électriques.

Définition de la Surtension

Une surtension se caractérise par une augmentation soudaine et brève de la tension électrique dans un circuit. Cette élévation peut être provoquée par divers événements, tels que la foudre, des perturbations sur le réseau de distribution, ou encore des défaillances d’équipements. Une surtension peut endommager les appareils électriques et réduire la durée de vie des installations si elle n’est pas correctement protégée par des dispositifs adaptés.

À Quoi Ça Sert ?

La connaissance et la gestion des surtensions sont essentielles pour :

• Protéger les équipements électroniques sensibles contre les pics de tension.
• Prévenir les incendies ou les pannes électriques majeures en cas de défaillance.
• Assurer une sécurité optimale dans les installations domestiques et industrielles.
• Veiller à la conformité avec les normes de sécurité électrique internationales.

Comment Ça Fonctionne ?

Le mécanisme d’apparition d’une surtension repose souvent sur une perturbation soudaine dans le système électrique. Voici un résumé du processus :

Origine de la Surtension

Les sources les plus courantes de surtension incluent :

• Foudre : Lorsqu’un éclair frappe une ligne électrique, une énorme quantité d’énergie peut être injectée dans le réseau.
• Commutation d’équipements : Le démarrage ou l’arrêt soudain d’un appareil électrique peut créer une impulsion de tension.
• Pannes du réseau : Une mauvaise distribution de l’énergie ou une défaillance d’un composant peut entraîner une surtension temporaire.

Des dispositifs de protection, comme les parafoudres et les disjoncteurs, sont souvent utilisés pour limiter l’impact de ces phénomènes. Une protection efficace se caractérise par sa capacité à absorber ou à détourner le pic de tension, sécurisant ainsi l’ensemble de l’installation.

Exemples d’Utilisation et Situations Courantes

La compréhension de la surtension est appliquée dans divers contextes :

• Installations résidentielles : Pour protéger les appareils électroménagers et les systèmes domotiques, l’installation de parafoudres est primordiale.
• Industrie : Les outils et machines de production utilisent souvent des dispositifs de protection contre les surtensions pour éviter des arrêts coûteux et des dégradations.
• Infrastructures publiques : Les réseaux de distribution d’électricité mettent en place des systèmes de régulation de tension afin de garantir une alimentation stable et sécurisée.

Normes et Mesures Associées

La gestion des surtensions est encadrée par plusieurs normes internationales et locales visant à garantir la sécurité des installations électriques :

• IEC 61643 : Norme internationale qui définit les caractéristiques des dispositifs de protection contre les surtensions.
• NF C 15-100 : Réglementation française relative aux installations électriques des bâtiments, précisant les exigences de sécurité.
• IEEE C62.41: Norme utilisée principalement aux États-Unis qui spécifie les tests et classifications des dispositifs de protection contre les surtensions.

Ces normes définissent des critères précis pour la conception, le choix et l’installation des équipements de protection. Il est crucial pour les professionnels de respecter ces normes afin de garantir non seulement la sûreté des installations mais aussi de réduire les risques de mise en œuvre non conforme.

Avantages et Inconvénients d’une Protection Contre la Surtension

Avantages

• Sécurité accrue : Réduction significative des risques d’endommagement et d’incendie.
• Protection des équipements : Prolonge la durée de vie des appareils électriques en les prémunissant contre des dommages coûteux.
• Respect des normes : Facilite la conformité avec les réglementations en vigueur, tant pour les installations domestiques qu’industrielles.
• Réduction des coûts : Moins de réparations et de remplacements d’équipements, ce qui se traduit par une économie à long terme.

Inconvénients

• Coût initial : L’installation de dispositifs de protection peut représenter un investissement non négligeable.
• Maintenance : Ces systèmes nécessitent une vérification régulière pour assurer leur efficacité dans le temps.
• Sensibilité variable : Certains dispositifs peuvent se déclencher trop souvent, surtout dans des environnements soumis à de fréquentes fluctuations de tension, ce qui peut entraîner des dysfonctionnements de certains équipements.

Équipements et Composants Liés

Pour faire face aux surtensions, plusieurs équipements et dispositifs sont utilisés :

• Parafoudres : Ces dispositifs absorbent et dispersent l’énergie d’un pic de tension pour éviter qu’elle n’endommage les circuits internes.
• Disjoncteurs : Ils interrompent le circuit en cas de dépassement des seuils de sécurité, limitant ainsi la propagation des surtensions.
• Varistances : Composants semi-conducteurs qui limitent la tension en absorbant l’énergie excédentaire lors d’une surtension.
• Systèmes de mise à la terre : Essentiels pour garantir que l’excès d’électricité puisse être évacué sans danger.
• Filtres EMI/RFI : Ils réduisent les perturbations électromagnétiques qui peuvent accompagner ou être causées par des surtensions.

Mots-clés Associés

• Sécurité électrique
• Parafoudre
• Disjoncteur
• Tension électrique
• Normes électriques
• Mise à la terre
• Varistance

Questions Fréquentes (FAQ)

Qu’est-ce qu’une surtension exactement ?

Une surtension est une élévation rapide et temporaire de la tension dans un circuit électrique, causée par des phénomènes comme la foudre, une commutation d’appareils ou des anomalies dans le réseau de distribution.

Quels sont les risques d’une surtension pour les équipements électriques ?

Les surtensions peuvent endommager les composants électroniques sensibles, conduire à des défaillances prématurées des équipements et, dans des cas extrêmes, provoquer des incendies. La protection par parafoudres, disjoncteurs et autres dispositifs est donc essentielle.

Comment peut-on protéger une installation électrique contre les surtensions ?

Pour protéger une installation contre les surtensions, il est recommandé d’installer des parafoudres, de vérifier la qualité de la mise à la terre et d’utiliser des disjoncteurs différentiel adaptés. Le choix de dispositifs conformes aux normes telles que IEC 61643 et NF C 15-100 garantit une protection fiable.

Les dispositifs de protection contre les surtensions nécessitent-ils une maintenance régulière ?

Oui, il est crucial de réaliser une vérification périodique de ces équipements pour s’assurer qu’ils fonctionnent correctement. Les dispositifs peuvent perdre de leur efficacité après plusieurs déclenchements et doivent être remplacés ou recalibrés afin de maintenir un haut niveau de sécurité.

Une surtension peut-elle être complètement évitée ?

Il est difficile d’éliminer complètement le risque de surtension, car certaines causes comme la foudre sont naturelles et imprévisibles. Cependant, l’installation de dispositifs de protection appropriés permet de minimiser drastiquement les risques et les dommages potentiels.

Conclusion

La compréhension de la surtension est un élément clé pour toute personne impliquée dans le domaine de l’électricité. Que ce soit pour la protection des installations domestiques, industrielles ou pour garantir la conformité aux normes en vigueur, une bonne maîtrise des mécanismes liés aux surtensions permet de prévenir des incidents graves et de prolonger la durée de vie des équipements électriques. En intégrant des dispositifs de protection tels que parafoudres, disjoncteurs et varistances, il est possible de limiter efficacement les risques et d’assurer une sécurité optimale.

Glossaire – Surtension

• Surtension : Élévation rapide et temporaire de la tension dans un circuit électrique, généralement provoquée par la foudre, une commutation d’appareils ou une défaillance du réseau.

• Tension électrique : Différence de potentiel entre deux points d’un circuit, exprimée en volts (V).

• Pic de tension : Montée brutale de la tension au-dessus de la valeur nominale, souvent responsable de la détérioration d’équipements sensibles.

• Parafoudre : Dispositif de protection conçu pour détourner ou absorber l’énergie d’une surtension, notamment d’origine atmosphérique (foudre).

• Varistance : Composant semi-conducteur limitant la tension en absorbant l’excès d’énergie lors d’une surtension.

• Disjoncteur : Appareil de protection interrompant automatiquement le courant lorsqu’une surtension ou surintensité est détectée.

• Foudre : Décharge électrique naturelle pouvant injecter une énergie considérable dans le réseau électrique et provoquer des surtensions destructrices.

• Commutation : Action de mise en marche ou d’arrêt d’un appareil électrique pouvant générer des perturbations de tension transitoires.

• Norme IEC 61643 : Référence internationale spécifiant les exigences et essais applicables aux dispositifs de protection contre les surtensions (DPS).

• NF C 15-100 : Norme française encadrant les installations électriques dans les bâtiments et imposant des protections contre les surtensions.

• IEEE C62.41 : Norme américaine définissant les types de surtensions et les méthodes de test des dispositifs de protection.

• Mise à la terre : Connexion d’un circuit à la terre afin de dissiper l’énergie excédentaire et d’éviter les risques de choc électrique.

• Filtre EMI/RFI : Dispositif réduisant les interférences électromagnétiques ou radioélectriques accompagnant les surtensions.

• Courant de foudre : Impulsion électrique très intense générée lors d’un impact de foudre pouvant atteindre plusieurs dizaines de kiloampères.

• Surtension transitoire : Variation brève de la tension, durant quelques microsecondes, souvent due à des commutations ou à des décharges atmosphériques.

• Protection différentielle : Dispositif détectant les fuites de courant vers la terre pour prévenir les chocs électriques lors d’une surtension.

• Surtension permanente : Augmentation durable de la tension, souvent causée par une défaillance du réseau ou du transformateur.

• Absorption d’énergie : Capacité d’un dispositif à dissiper l’énergie excédentaire d’une surtension sous forme de chaleur.

• Système de régulation de tension : Ensemble d’équipements maintenant une tension stable malgré les variations de charge ou d’alimentation.

• Sécurité électrique : Ensemble des mesures et dispositifs visant à protéger les personnes et les équipements contre les risques électriques, y compris les surtensions.