analyse et fonctionnement des systemes d'energie ... - Montefiore

métallique de chaque pylone, et via la base de celui-ci, à la terre.
Une fois cette communication entre le nuage et le sol établie, les charges négatives du nuage
se déversent dans le sol; leur vitesse est environ un tiers de celle de la lumière. Ce mouvement
de charges correspond à un courant du sol vers le nuage. En moyenne, ce courant atteint une
valeur maximale d’environ 30 kA et a un temps de montée de l’ordre de 5 µs. Ce violent
déplacement de charges électriques induit dans les object environnants des champs électrique
et magnétique pouvant s’avérer destructeurs. Le premier coup de foudre est généralement suivi
de plusieurs coups rapprochés (qui ne frappent pas nécessairement le sol au même endroit).
La foudre peut toucher une ligne électrique directement sur un de ses pylones, sur son câble de
garde ou, si ce dernier n’est pas présent ou n’a pas rempli son rôle, sur un conducteur de phase.
Quand la foudre touche un conducteur de phase, les charges électriques se déversent dans les
deux directions, à partir du point d’impact. Ceci donne naissance à deux ondes de tension
se propageant le long de la ligne à la vitesse de la lumière 1 . Lorsqu’une telle onde atteint
l’isolateur le plus proche, ce dernier est soumis à une différence de potentiel très élevée. S’il y
a rupture diélectrique de l’intervalle d’air qui l’entoure, un arc électrique prend naissance entre
le conducteur et le pylone.
Un telle situation peut également se produire lorsque la foudre touche directement un pylone
ou le câble de garde. Dans ce cas, le haut du pylone touché (ou des pylones les plus proches du
coup de foudre) monte en tension sous l’effet de l’injection brusque d’un courant élevé dans
la structure métallique et dans la prise de terre (qui, toutes deux, présentent une impédance).
Cette tension est nettement plus élevée que celle présente sur les conducteurs de phase. Ici
aussi, les isolateurs, soumis à des différences de potentiel très élevées, peuvent être contournés
par un arc électrique.
Dans les deux cas ci-dessus, même après que les charges provenant du coup de foudre se
soient évacuées dans le sol, l’air ionisé par l’arc reste conducteur et une connexion de faible
impédance demeure entre le réseau et la terre, créant ainsi un court-circuit, alimenté en courant
par les générateurs.
12.1.2 Protections et disjoncteurs
Les courants circulant dans le réseau en présence du court-circuit ont une amplitude élevée par
rapport aux courants existant en fonctionnement normal. Ils doivent être rapidement éliminés
sous peine de détériorer les équipements. Par ailleurs, la mise au potentiel nul d’un point du
réseau de transport risque de déstabiliser le système (rupture de synchronisme entre générateurs
ou instabilité de tension). Enfin, les consommateurs subissent une chute de tension d’autant
plus marquée qu’ils sont proches du défaut; certains processus industriels sont sensibles à de
tels creux de tension.
1 en première approximation la tension maximale de chaque onde vaut V = ZcI/2. Pour Zc ≃ 300Ω et
I/2 = 15 kA, on obtientV = 4.500.000 V !
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