par Jennifer A. Morgan, CSI, et Michael Chusid, RA, FCSI, CCS
Il n’est pas nécessaire pour la plupart des professionnels de la conception et de la construction de bâtiments de tout savoir sur les systèmes de protection contre la foudre (LPS); seuls les points clés suivants:
- La foudre peut représenter un danger important pour les structures, les occupants et le contenu des bâtiments.
- Les concepteurs de bâtiments ont la responsabilité professionnelle de conseiller les clients concernant les risques liés à la foudre.
- Les systèmes de protection contre la foudre conformes à la norme CAN / CSA-B72-M87, Code d’Installation des systèmes de Protection contre la foudre et aux normes de la National Fire Protection Association (NFPA), de l’UL et de l’Institut de Protection contre la Foudre (LPI) sont très efficaces.
- La protection contre la foudre peut être mise en œuvre avec un impact minimal sur l’apparence du bâtiment.
- La spécification d’un LPS peut être simplifiée en stipulant les normes et en déléguant la conception à des professionnels qualifiés de la protection contre la foudre.
1. Considérations relatives au risque
La foudre nuage-sol se produit au Canada environ 2,34 millions de fois par année, dont environ une fois toutes les trois secondes pendant les mois d’été. La foudre est une décharge d’électricité statique qui peut envoyer 300 millions de volts et 30 000 ampères dans l’atmosphère ou tout objet se trouvant sur son chemin entre les nuages et le sol. L’explosion d’énergie peut déclencher des incendies, causer des dommages structurels et physiques et perturber les services électroniques et autres services du bâtiment. Il blesse ou tue également 175 Canadiens au cours d’une année typique. (Ces données d’Environnement Canada se trouvent à l’adresse suivante : www.ec.gc.ca/foudre-lightning /. Le site contient des informations supplémentaires sur la foudre et la sécurité contre la foudre, y compris la Carte canadienne des dangers de la foudre (CLDM) représentant les zones les plus à risque d’être frappées par la foudre au cours des 10 prochaines minutes. Si des tempêtes sont prévues ou semblent imminentes, le CLDM devrait être consulté fréquemment par ceux qui participent ou sont responsables d’événements et d’activités en plein air.)
Les dommages et perturbations causés par la foudre coûtent à l’économie canadienne entre 600 millions de dollars et 1 milliard de dollars chaque année. Près de 40 millions de dollars de ce montant sont affectés aux dommages matériels. Le Conseil canadien des commissaires et commissaires des incendies (CCFMFC) estime que la foudre cause environ un pour cent des incendies de bâtiments. Le secteur de l’assurance estime que le nombre de réclamations pour dommages matériels liés à la foudre varie de 3900 à 5250 par an. Le rapport d’où sont extraites ces statistiques résume :
L’impact estimé de la foudre en termes de dommages et de perturbations pour les Canadiens est très important et probablement beaucoup plus important que celui attribué à d’autres formes de conditions météorologiques dangereuses (c.-à-d. tornades, grêle et ouragans) à long terme.(Pour de plus amples renseignements, voir le rapport de Mills et coll., » Évaluation des dommages et perturbations liés à la foudre au Canada « , publié dans Dangers naturels.)
La densité de la foudre (fréquence/aire) est prononcée dans toutes les latitudes inférieures, des Maritimes aux pentes orientales des Rocheuses et en particulier dans le sud de l’Ontario. Pourtant, chaque province est à risque. Par exemple, la foudre déclenche plus de la moitié des incendies de forêt en Colombie-Britannique. (Pour plus d’informations, visitez www.bcwildfire.com/Weather/lightning.htm)
Alors que les tornades, les ouragans et les inondations font la une des journaux, la foudre est la catastrophe météorologique la plus fréquente et la vulnérabilité à la foudre augmente. (Mills constate que la foudre cause des dommages considérables dans l’ensemble; cependant, les incidents isolés ne méritent pas le genre d’attention médiatique accordée à d’autres types de catastrophes. À titre d’exemple, la tornade de catégorie F4 à Edmonton le 31 juillet 1987 a fait l’objet de beaucoup plus de reportages que les 40 000 éclairs dispersés dans toute l’Alberta le même jour. Un phénomène médiatique qui réduit encore la sensibilisation se produit lorsque de nombreux photographes d’architecture retirent les aérogares avant la publication des images, réduisant ainsi la sensibilisation du public et des professions à la protection contre la foudre.) Selon des recherches climatologiques récentes, le réchauffement climatique pourrait augmenter la fréquence des éclairs de 50%. Il est également de plus en plus reconnu que la protection contre la foudre contribue au renforcement et à la résilience des communautés. (Voir l’article de D. Romps et al, « Augmentation prévue des impacts de foudre aux États-Unis en raison du réchauffement climatique », de Science dans l’édition de novembre 2010. L’éditeur résume: « La foudre se produit plus fréquemment lorsqu’il fait plus chaud que lorsqu’il fait plus froid. Ils prédisent que le nombre de coups de foudre augmentera d’environ 12% pour chaque degré Celsius d’augmentation de la température moyenne de l’air dans le monde. »)
Parallèlement, le besoin de protection contre la foudre devient de plus en plus urgent car les bâtiments sont de plus en plus remplis d’appareils et de systèmes électroniques sensibles. Le spectaculaire boulon en zigzag du ciel est l’image la plus typique de la foudre. Pourtant, les dommages se produisent également lorsque des arcs sautent d’une structure à une autre et que les surtensions électriques parcourent des kilomètres à travers des lignes électriques ou téléphoniques. Ces frappes à distance peuvent faire frire des circuits dans des ordinateurs, des appareils, des équipements, des systèmes de sécurité, des éclairages à diodes électroluminescentes (DEL), du matériel de porte électronique, des alarmes incendie et d’autres dispositifs critiques.
L’étendue réelle de ce type de dommages est sous-estimée car elle n’est pas toujours associée à la foudre. Par exemple, lorsqu’un grand hôpital a effectué un test de routine d’un nouveau générateur de secours, il a trouvé une carte de circuit imprimé non fonctionnelle, ce qui était supposé être un défaut de fabrication. Le tableau a été remplacé, mais était, encore une fois, inutilisable lors de la prochaine inspection de routine. Ce n’est qu’après plusieurs incidents de ce type que la corrélation entre les défaillances et les orages s’est réalisée. Aucune autre panne ne s’est produite depuis l’installation d’un LPS.
Enfin, les constructeurs devraient avoir des protocoles de formation et de gestion pour protéger les travailleurs contre la foudre. Ceci est particulièrement préoccupant sur les grands sites, car les abris pour les travailleurs peuvent être situés à distance. Le meilleur conseil est: « Quand le tonnerre rugit, allez à l’intérieur. » (Voir » Sécurité contre la foudre au travail » www.lightningsafety.noaa.gov/job.htm)
2. Responsabilité professionnelle
Ni les codes du bâtiment et de l’électricité nationaux ou provinciaux n’exigent une protection contre la foudre. Au lieu de cela, la décision d’installer une protection contre la foudre est à la discrétion des propriétaires d’immeubles et de leurs conseillers en gestion des risques, des souscripteurs d’assurance et des professionnels de la conception. Pourtant, les enquêtes auprès des architectes révèlent plusieurs défis Catch-22. (Bien que n’exigeant pas spécifiquement la protection contre la foudre en soi, plusieurs provinces ont des lois concernant l’octroi de licences aux installateurs de protection contre la foudre et les obligeant à se conformer à la norme CAN/CSA-B72-M1987. Certains organismes gouvernementaux, y compris la Défense nationale et l’Infrastructure de l’Alberta, exigent une protection contre la foudre sur certaines structures. Le Code national du bâtiment (CNB) suggère (mais n’exige pas) la conformité à la norme CSA. Il convient de consulter les autorités locales compétentes (AHJs) pour obtenir des éclaircissements.)
Par exemple, la plupart des architectes ne considèrent pas la protection contre la foudre à moins qu’un client ne le demande. Ceci est problématique car la plupart des propriétaires de bâtiments comptent sur leur architecte pour fournir des conseils professionnels sur les questions techniques.
L’attente d’un propriétaire, à cet égard, est conforme à l’Institut royal d’architecture du Canada (IRAC). Il déclare : » Les architectes sont des conseillers de confiance while tout en servant l’intérêt public et en traitant des questions de santé et de sécurité. » (Visitez https://www.raic.org/raic/what-architect pour plus d’informations.)
Un problème supplémentaire se pose parce que la plupart des architectes supposent que l’ingénieur électricien s’occupera des LP. Hélas, la plupart des ingénieurs ne fournissent que la protection de mise à la terre et de surtension requise pour le système d’alimentation électrique du bâtiment, et non pour la protection contre la foudre.
La position architecturale semble contredire la déclaration de l’IRAC selon laquelle:
Il est important pour la réussite de votre projet que l’architecte – qui a une formation et une expérience uniques à cet égard — soit responsable de la gestion globale des sous-consultants tout au long du projet. Cela permet à l’architecte de produire des résultats bien intégrés en coordonnant à la fois la conception et l’administration du projet. (Voir www.raic.org/raic/how-choose-architect#subconsultants )
Un architecte doit se poser la question suivante : » Si mon client subit une perte liée à la foudre, comment puis-je démontrer que j’ai satisfait aux normes de soins de l’industrie? »
Heureusement, une solution à cette question est fournie dans l’Annexe A de la norme CAN/CSA B72, Principes généraux de protection contre la foudre. (Une analyse des risques plus détaillée se trouve à l’annexe L de la NFPA 780, www.nfpa.org / codes et normes / pages d’information sur les documents?mode = code & code= 780. Une application en ligne pour effectuer des calculs basés sur l’annexe L de la NFPA 780 est accessible en ligne en visitant www.ecle.biz/riskcalculator )