Protéger son installation informatique de la foudre

Le titre de l’article pourrait laisser penser à un énième marronnier de l’été … et bien cela ne sera pas le cas. La protection contre les perturbations électriques électromagnétiques étant un sujet complexe, arrêtons nous quelques instants pour définir un cadre.

[alert type=”red”]Cet article n’a pas pour vocation de se substituer à l’étude d’un professionnel (ARF et ET par exemple). Celui ci a pour objet la vulgarisation (prise de conscience) des phénomènes et risques, et apportent quelques solutions ET idées.[/alert]

nota : on retrouve plusieurs types de perturbations sur un réseau électrique : transitoires électriques rapides en salves (TER/S), foudre, micro coupure, surtensions, interférences électromagnétiques/radioélectriques,  etc … Certaines perturbations sont destructrices, d’autres peuvent provoquer de simples dysfonctionnements (perte(s) de fonction(s)). La fréquence de ces perturbations peut également varier (aléatoire, permanent, rare). Voir la C.E.M.

L’article et les recommandations traitent ici :

• de la protection de terminaux, et particulièrement les équipements informatiques (ordinateurs, imprimantes, box internet …),
• raccordés à un réseau, comme une prise électrique (français, ~ 240 Vac / 50 Hz), et/ou des prises de communication (télécom., informatique ou internet),
• concernent uniquement la protection contre les phénomènes conduits de la foudre.

Le risque foudre n’est pas un sujet à traiter à la légère, autant pour le particulier (résidentiel) que l’entreprise (tertiaire voire industriel). La fréquence est peut être relativement faible, le risque reste cependant permanent, aléatoire (non prévisible) et destructeur (incendie, dégradation de l’électronique, perte de données …).

Considérant que votre installation répond aux normes de la NF C 15-100, nous nous placerons à la sortie des prises réseaux (électriques, téléphone, internet, informatique). Puisqu’en principe tout ce qui se passe en amont a été dimensionné correctement en fonction de votre installation, localisation géographique et équipements. Ceci dit, cela ne m’empêchera pas d’expliquer et commenter les protections en amont.

La foudre : de quoi se protéger ?

Il est important à mes yeux que vous compreniez (à votre échelle), le phénomène et son mode de propagation afin que chacun puisse adapter les mesures de protection à son installation.

Comment arrive la foudre dans un bâtiment ?

Comme le montrent ces schémas, ces ondes proviennent des conducteurs électriques extérieurs exposés, et perturbés par la foudre.

nota : on comprend mieux que les protections du réseau électrique ne sont pas suffisantes … ex. la protection des lignes téléphoniques est une mesure pertinente.

source : Schneider Electric.

Les dégâts et quelques statistiques

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Les dégâts

Les équipements électriques sont dimensionnés pour fonctionner dans un cadre, avec des limites (par exemple 5 Vdc ou 240 Vac). La foudre dépasse de très loin ces limites (facteur 1000 voire 10000 sur une courte période), et entraine la destruction des équipements non protégés. On parle de plusieurs dizaines voire centaines de kV (ou kA). La parade consistera à écouler ou “dissiper” ces perturbations par divers moyens (réseaux et composants).

Chaque années, les conséquences de la foudre se chiffrent en centaines de millions d’euros de dégâts matériel (ordinateurs, compteur électrique, incendie …), et une vingtaine de morts environ.

Quelques statistiques

La foudre (au moins un impact) touche le sol la métropole plus de 2 jours sur 3 en moyenne sur l’année. L’activité annuelle se concentre à 50 % sur juillet et aout et 90% sur la période de mai à septembre. Juillet étant le mois pendant lequel on enregistre le plus d’activité (10 % de plus qu’en aout)  …

Cependant activité n’est pas synonyme de violence d’impact … Aussi c’est en décembre, janvier et février que l’on enregistre en moyenne des impacts plus violents.

• hiver : 1 impact / 3 > 50 000 A,
• été : 1 impact / 15 > 50 000 A,

nota : cette carte de niveaux kérauniques permet d’identifier les zones plus ou moins impactées par la foudre.

Comme on peut le constater sur cette carte, il existe une grande disparité en terme de foudroiement sur le territoire (par exemple un facteur 40 entre Nîmes et Quimper).

Il est à noter dernièrement que le nombre d’impacts de foudre varie d’une année sur l’autre et il reste proche du million.

source : meteorage.[/show_hide]

Précisions sur les protections amont existantes et la complexité sous-jacente

Avant de commencer, pour ceux que cela intéresse, plusieurs précisions sur les dispositifs amont de l’installation.

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Étude et dimensionnement

La norme électrique NF C 15-100 impose la mise en place d’un parafoudre dans une installation électrique, dont le dimensionnement dépend de plusieurs critères :

• la présence ou non d’un paratonnerre,
• le type de bâtiment et son environnement proche,
• le type de ligne électrique (aérienne ou enterrée) qui alimente l’habitation,
• la localisation géographique (détermination du niveau kéraunique), la proximité d’un plan d’eau ou en montagne,
• les conséquences de l’indisponibilité des équipements sur la sécurité des personnes (médicalisation à domicile, alarme technique, …)

source : NF C15-100.

Protections et installation

En parallèle, les fabricants préconisent eux, l’installation et l’utilisation de plusieurs type (niveau) de protection, en fonction de la nature et de l’énergie de l’onde de choc :

Voyons quelques recommandations à suivre pour éviter tout dégât sur votre installation informatique.

Recommandations pour protéger votre informatique

Réaliser des sauvegardes régulières

Le matériel n’étant que du matériel, le plus grand risque en matière informatique est la perte de données. Puisque la foudre ne prévient pas, les supports de sauvegardes ne doivent jamais être raccordés à un réseau électrique ou de communication en permanence (même éteint). Uniquement le temps de la sauvegarde. Pour les paranoïaques, on peut prévoir 2 jeux de sauvegardes que l’on utilisera par alternance.

nota : cela s’applique moins pour des sauvegardes à distance (type cloud ou chez un prestataire), d’où leur intérêt d’ailleurs (en cas d’incident sur le site : vol, incendie, foudre …).

Connaitre son installation

Cela concerne aussi bien le passage des câbles (et leur longueur), que les protections amont, et les équipements utilisés. D’où l’importance de disposer de plans et de les maintenir à jour. Ça vaut surtout pour une entreprise. Pour les particuliers, l’installation évolue relativement peu.

Cela implique également un contrôle régulier de l’installation par un organisme tiers agréé (vérification initiale et périodique) …

Les protections

Les composants principalement utilisés

Rapidement, il existe principalement trois catégories de composants (je ne présente pas les autres) utilisés pour se protéger des surtensions et surintensités :

• les éclateurs,
• les varistances,
• les diodes d’écrêtage,

Puisque ces composants ne sont pas parfaits (caractéristiques avec avantages et inconvénients), on associe ces composants de manière complémentaire pour obtenir une bonne protection.

nota : voici un article listant les caractéristiques de ces composants de protection.

Protéger son installation : une réponse proportionnée et adaptée

La perte d’un ordinateur de bureau suite à un orage est souvent moins grave que la casse d’un serveur. En effet, le cout de l’équipement et de la maintenance est plus élevé, et cela peut entrainer des pertes de production non négligeables, sans parler des pertes de données … Pour un particulier, c’est différent !

Si vous devez protéger votre installation, protégez donc en priorité les équipements qui sont importants à vos yeux : serveur, imprimante, équipement réseau etc …

Gardez à l’esprit également l’équilibre entre le cout de la protection et les dégâts potentiels en cas d’incident.

Pourquoi ? Parce quand on regarde le cout des protections, il y a de quoi perdre quelques cheveux !

• parafoudres de type 1 (entre 600 et 2000 €), voire type 2 (150 et 1000 €) selon les cas : celui qui prend les coups, donc les forts courants !
• protection parafoudre pour chaque ligne téléphonique (analogique ou numérique) : disponible entre 80 et 200 €,
• protection parafoudre fine (dans le tableau) (200 et 300 €) ou locale i.e dans le coffret d’une machine.
• protection réseaux informatique (gigabit …) autour de 30 à 50 € par câble.

nota : ces protections doivent être choisies (dimensionnées) et installées par une personne compétente. Si votre installation électrique répond aux critères de la norme NF C 15-100, cela n’est pas suffisant pour garantir une immunité au risque foudre.

Une multiprise avec protection foudre de qualité coutera entre 50 et 150 €, voire plus, selon les protections qu’elles intègrent (informatique, électrique, TV etc …).

L’utilisation d’un onduleur

Pour éviter la perte de données suite à une perturbation électrique (coupure d’alimentation, surtension), il est recommandé d’utiliser un onduleur. Ces prises “ondulées” sont généralement matérialisées par une couleur rouge et munie d’un détrompeur mécanique (possède un trou supplémentaire) dans les entreprises équipées (c’est un réseau électrique dédié hein …).

Pour un serveur ou chez un particulier, on connecte généralement l’équipement à l’onduleur que l’on installera donc à proximité. La référence APC Back-UPS ES #00 est une des plus vendues.

La fonction de l’onduleur est d’assurer, pour un durée limitée (entre plusieurs minutes et plusieurs heures), une continuité de l’énergie en cas de coupure, et de protéger l’installation de certaines perturbations non désirables. L’onduleur peut intégrer également une fonction parasurtenseur (secteur et télécommunication), filtre EMI, USB, communication etc …

La qualité, l’étendue des protections et la durée d’autonomie déterminent en grande partie le prix de cet équipement.

La multiprise parasurtenseur

En complément de toutes ces protections, il est recommandé de protéger tous les équipements électriques du bureau en les raccordant à une multiprise équipée d’un parafoudre.

Attention toutefois, les multiprises parafoudres ne sont pas toutes compatibles avec certain équipement, comme les prises CPL (ils fonctionnent avec les bandes de fréquences filtrées par le parafoudre).

Cette multiprise parafoudre SurgeArrest 8 prises PF8VNT3-FR (LDLC, AMZ) intègre toutes les protections nécessaires à un particulier. Il existe même une version compatible CPL (PL8VT3-FR).

Des raccordements aux réseaux cohérents

Protéger tous les accès

Si vous souhaitez protéger un équipement ou une pièce, chaque point d’entrée ou de sortie sensible à la foudre doit être protégé.

Ainsi si vous raccordez un ordinateur et ses périphériques à une multiprise équipée d’un parasurtenseur et que par exemple le câble réseau ne l’est pas … votre poste informatique ne sera pas protégé intégralement (même les périphériques). L’onde de choc pourrait provenir de ce câble non protégé, atteindre le port réseau de l’ordinateur et le détruire.

C’est la même chose pour une télévision dont on protège l’alimentation avec un parafoudre … si l’accès câble TV de l’antenne n’est pas protégé que de l’énergie passe par ce moyen, les protections n’auront aucun effet et la TV sera détruite !

Réduire les couplages capacitifs et inductifs

Il est recommandé également de prendre soin au passage des câbles (séparation courant fort et signaux, réduire boucle sensible au champ magnétique, liaison masse), de réduire la longueur de câble quand cela est possible (bobine plate), i.e réduire la distance entre les équipements interconnectés.

Ne pas raccorder ses équipements aux réseaux

Dernier point, si les protections installées ne sont pas suffisantes, la meilleure des protections est la déconnexion des équipements sensibles des réseaux (FT, informatique et EDF).

Cela ne coute rien et c’est efficace. Seul inconvénient, vous ne pouvez plus utiliser vos équipements, et vous devez être sur place au moment de l’orage … C’est d’ailleurs pour cette raison que lors d’un départ prolongé, il est préférable de déconnecter les équipements sensibles, et non utiles.

Ne pas utiliser de conducteur électrique

Quand cela est possible bien évidemment … préférez l’utilisation de la fibre optique pour la communication, moins sensible aux perturbations électromagnétiques.

Une prise de terre présente et efficace

La terre étant le canal principalement utilisé pour l’évacuation des perturbations, si celle ci n’est pas adaptée (de mauvaise qualité), les protections mises en place ne seront pas efficaces …

Par exemple, je vois souvent des clients utiliser des multiprises parafoudre sur des prises non raccordées à la terre (bâtiment ancien), totalement inutile en cas de perturbations en mode commun (entre terre et phase par exemple).

Conclusion

Comme vous pouvez le constater à la lecture de cet article, il n’est pas simple de protéger son installation.

Une simple multiprise équipée d’un parasurtenseur ne protégera pas à elle seule vos équipements et devra être accompagnée à minima de protections amonts complémentaires. Le dimensionnement et l’installation de ces protections devront être réalisés par un professionnel compétent.

Aussi si vous habitez dans un logement récent et que le tableau abonné dispose de protection parafoudre en tête, une protection multiprise complémentaire devrait suffire.

Si votre installation est ancienne et qu’aucune protection n’est en place, mieux vaut mettre à niveau les protections ou débrancher les équipements sensibles.

Encore une fois, chaque installation électrique étant unique et propre à chaque logement, difficile de prétendre à la bonne protection des équipements sans connaissance approfondie.

Même si une protection en vaut mieux que zéro, ou que deux protections sont mieux qu’une, encore faut-il qu’elles soient correctement dimensionnées et mises en œuvre …

Toutes les croyances visibles dans les articles trop généralistes autour des protections foudre doivent être oubliées !

Pour aller plus loin

Vous trouverez plus de détails dans les cahiers techniques de Schneider Electric (CT141 et CT168), quelques exemples et de plus amples explications sur ces phénomènes dans ce guide.

Le phénomène foudre

Voici une carte météo impact foudre en temps réel, et le bilan foudroiement 2013 par Météo France.

Les protections existantes et guides

La protection parafoudre avec Legrand, les champs basses fréquences (RTE) et la gamme ProtectNet APC by Schneider.