Portée par les objectifs de décarbonation, notamment au niveau européen, la mobilité électrique change d’échelle. Selon l’Avere-France, au 31 janvier 2026, 189 943 points de recharge étaient ouverts au public sur le territoire, avec une montée en puissance continue des stations rapides et ultrarapides. Cette accélération s’inscrit dans le cadre de la loi d’orientation des mobilités (LOM), du règlement européen AFIR et des programmations nationales qui imposent un maillage renforcé du territoire. Mais cette électrification massive s’accompagne d’une exposition accrue aux risques électriques. Dans un contexte de dérèglement climatique, la fréquence et l’intensité des épisodes orageux augmentent, tout comme les phénomènes de surtensions susceptibles d’endommager des équipements toujours plus électroniques et connectés. Indisponibilité des bornes, pertes d’exploitation, dégradation des véhicules en charge, enjeux de sécurité : la protection foudre devient un point clé pour pérenniser la disponibilité des équipements et les investissements. Elle doit accompagner le déploiement des IRVE dès la conception, s’adapter aux configurations, au type de courant et évoluer pour suivre l’augmentation des niveaux de puissance.
Les dégâts provoqués par la foudre chaque année restent importants, avec 100 à 300 personnes foudroyées pour une quinzaine de morts, environ 15 000 départs de feu et près de 2,5 millions d’euros de dommages. Le contexte de réchauffement climatique augmente la fréquence et l’intensité des phénomènes de variation de tension atmosphérique.
Impact direct, surtensions transitoires, surtensions de manœuvre
Au-delà du foudroiement direct, qui est le plus impressionnant mais le plus rare, on distingue deux types de surtensions. Les surtensions transitoires, qui sont la conséquence d’un impact de foudre sur le réseau, avec un écoulement du courant de foudre à travers des câbles électriques. Les surtensions transitoires sont l’un des principaux risques à prendre en compte dans la mise en œuvre des protections. Les surtensions de manœuvre sont dues à des variations de tensions sur le réseau, causées par l’allumage et l’extinction d’équipements de fortes puissances, par exemple. Elles sont moins puissantes mais plus fréquentes et peuvent être tout aussi destructrices en raison de leur occurrence.
De plus en plus d’équipements électriques et électroniques, très sensibles aux surtensions, sont reliés au réseau. Celui-ci est de plus en plus saturé. La protection de ces équipements devient une nécessité économique et de sécurité, pour augmenter leur durabilité, leur niveau de vie et réduire la casse.
Les risques pour les IRVE
Parmi ces équipements, les bornes de recharge de véhicules électriques (IRVE) sont un très bon exemple. D’une part, en raison de la multiplicité d’équipements électroniques présents dans la borne. D’autre part, à cause du raccordement de la borne au réseau, au travers de l’installation électrique d’un bâtiment ou d’une armoire de rue, par exemple. Cette borne peut également être associée à un réseau de bornes, mais aussi à du stockage par batteries ou de la production photovoltaïque, ce qui multiplie les impacts potentiels des surtensions. Enfin, la sensibilité des équipements électroniques embarqués dans le véhicule, de l’ordre de 2,5 kV, constitue une menace électronique bien réelle.
La foudre et les surtensions peuvent donc causer différents dommages. D’abord, les surtensions transitoires ou les surtensions de manœuvre peuvent impacter la disponibilité des bornes et donc, générer une perte économique pour l’exploitant et une perte de service pour l’utilisateur. Ensuite, si un véhicule électrique est en charge et relié au réseau par l’intermédiaire de la borne, les surtensions engendrées par un foudroiement en amont sur le réseau peuvent endommager considérablement l’électronique du véhicule, voire causer des départs de feu. Enfin, la sécurité des personnes peut être en jeu. Si un usager tient en main la fiche de charge reliée au véhicule lors d’un impact direct sur le réseau de bornes, les conséquences peuvent être mortelles lors de l’écoulement de la foudre à la terre, avec la génération d’une tension de pas. Même si aucun cas n’a été recensé à ce jour, il s’agit là d’un risque à considérer. La mise en œuvre d’équipements de protection foudre constitue donc un levier important d’immunité pour les installations, les biens et les personnes.
Étant donné les différentes natures et la gravité des risques, il convient d’envisager la protection foudre de manière holistique, notamment au travers d’une analyse du risque foudre, comme l’explique Jean-Yves Chabouté, directeur technique, Dehn : « Lors de l’analyse de risque foudre, il est essentiel d’étudier dans son ensemble la structure de l’IRVE. Il faut bien entendu prendre en compte les différents risques, le type de courant utilisé, mais aussi déterminer si l’installation comporte du stockage par batteries ou une production photovoltaïque, par exemple. »
En France, trois normes définissent la protection contre la foudre des IRVE, avec un découpage par applications et définissent la nécessité de mener soit une analyse de risque foudre, soit une analyse simplifiée.
Protection des IRVE reliées au réseau du bâtiment
Pour le résidentiel, la norme NF C 15-100-10 prévoit l’intégration d’un parafoudre directement dans la borne ou dans le coffret électrique qui alimente la borne.
Pour les installations basse tension (BT) non résidentielles reliées au réseau, la NF C 15-100-1 a occasionné une révision complète de la méthodologie, pour se baser sur les évolutions des normes européennes et internationales. Si le bâtiment répond à l’un des 7 critères définis par la norme, l’installation d’un parafoudre principal à l’origine de l’installation basse tension et du réseau de communication est obligatoire : – conséquences sur la vie humaine (service de sécurité, hôpitaux…) ; – conséquences sur le service public ou le patrimoine (services publics, centre de communication, musées, monuments…) ; – conséquences économiques sur l’activité commerciale et industrielle (usines, hôtels, banques, centres commerciaux, fermes…) ; – conséquences sur la présence d’un nombre important de personnes (ERP, bureaux, bâtiments scolaires) ; – conséquences sur la sûreté de fonctionnement (contrôle d’accès, vidéosurveillance, incendie) ; – si un paratonnerre protège l’installation ; – structures avec risque d’explosion (ICPE).
Si le bâtiment ne rentre pas dans les critères définis par la norme, le gestionnaire doit soit se soumettre à une analyse de risque simplifiée, soit installer un parafoudre de type 1 ou de type 1+2 à l’origine, c’est-à-dire à l’entrée de l’installation, le plus souvent dans le tableau général basse tension (TGBT).
La NF C 15-100-1 introduit également la notion de parafoudre supplémentaire, à installer au plus près des équipements à protéger. Un parafoudre de type 2 doit être installé si le parafoudre principal a un niveau de protection trop élevé ou si le bâtiment est soumis à des surtensions de manœuvre. Si l’équipement à protéger est situé à plus de 10 mètres du parafoudre principal, il est recommandé d’installer un parafoudre supplémentaire.
Protection des IRVE extérieures, non reliées au bâtiment
La NF C 17-200 régit la mise en œuvre de protections dans les installations électriques extérieures, ce qui concerne donc l’ensemble des bornes de recharge publiques raccordées par Enedis. Dans ce cas, un parafoudre de type 1 doit être intégré à l’armoire de rue. Si la distance entre l’armoire de rue et la borne de recharge dépasse les 10 mètres, un parafoudre de type 2 doit être intégré au plus près de la borne.
Cette norme est en cours de révision et prévoit actuellement une analyse de risques selon l’ancienne méthodologie, qui dépend de la tenue aux surtensions , c’est-à-dire du niveau de protection défini par la valeur UP, de la longueur totale de câble cumulé depuis l’armoire de commande et de la densité de foudroiement de la zone géographique d’implantation, définie par la valeur Ng.
Principe de la protection en cascade
Quelle que soit la norme applicable ou l’installation à protéger, le schéma de l’architecture de protection est globalement similaire. Quant au choix du parafoudre à intégrer, il dépend d’un certain nombre de critères, comme l’explique Aurore Alric, cheffe de Produit, groupe Citel : « Le bon parafoudre est choisi en premier lieu en fonction de son type – type 1, type 2, ou type 3 –, de sa capacité de décharge, du niveau de protection (UP) adapté selon la sensibilité de l’équipement (Uw), mais aussi l’espace disponible dans le tableau électrique. »
Avant tout, en présence d’un paratonnerre, la mise en œuvre d’un parafoudre de type 1 ou de type 1+2 est obligatoire à l’entrée de l’installation, pour évacuer une partie du courant de foudre, que nous décrit Florent Ivankovics, responsable du développement commercial de la gamme de protection contre les surtensions chez Mersen : « Lorsqu’un parafoudre fonctionne, il dévie le courant de surtension vers la terre et limite la tension aux bornes de l’installation. La tension qui subsiste s’appelle la tension résiduelle. »
Pour ce cas de figure, Mersen lance sa nouvelle gamme Surge-Trap® K – K1, certifiée pour les applications les plus exigeantes et conçue pour offrir des performances électriques renforcées. Déclinée par typologies d’application, elle débute avec un parafoudre type 1+2 en 12,5 kA et sera complétée par une version 25 kA pour les environnements à plus forte exposition. « La gamme s’accompagne du déconnecteur fusible ultracompact SSD K1, destiné à protéger le parafoudre en cas de contraintes électriques très élevées », précise Florent Ivankovics.
Pour protéger l’installation à son entrée, le plus souvent au niveau du TGBT, Citel propose une protection associant un parafoudre de type 1 de 12,5 kV, le DAC1-13VGS, associé à un fusible spécifiquement testé avec le parafoudre, le SFD1-13.
Selon le régime de neutre, dépendant souvent de la puissance de raccordement en France, TT pour les petits bâtiments ou TN pour les grands bâtiments, Dehn propose deux solutions distinctes : DEHNvenCI pour un régime de neutre TT ou DEHNventil ACI pour un régime de neutre TN.
Ensuite, pour apporter une protection supplémentaire au plus près de la borne, il convient de mettre en œuvre un parafoudre de type 2, comme l’explique Jean-Yves Chabouté : « Le courant de foudre est une impulsion transitoire très rapide. Lorsqu’il se propage le long d’un conducteur, cette variation rapide du courant génère une surtension inductive proportionnelle à la longueur du câble. Pour des longueurs de l’ordre de 10 mètres ou plus, la tension réinduite peut dépasser le niveau de protection résiduel du parafoudre amont ou la tenue impulsionnelle des équipements à protéger. »
De même, si l’installation ne comporte pas de paratonnerre, un parafoudre de type 2 doit être intégré dans le TGBT, et une protection supplémentaire doit être mise en œuvre au plus près de l’équipement, si la distance entre le TGBT et la borne est supérieure à 10 mètres.
Pour l’intégration dans les bornes de recharge en courant alternatif monophasé ou triphasé de dimensions restreintes, Dehn propose un parafoudre compact, le DEHNcord.
La protection au niveau du tableau électrique, si les distances sont courtes entre la borne et ce dernier, est assurée par le parafoudre DEHNguard ACI, développé par DEHN, qui ne nécessite pas de protection fusible complémentaire.
De son côté, Citel prescrit ses parafoudres de type 2 DACF25 avec un courant de décharge maximal (Imax) de 25 kA intégrant son déconnecteur. « Basée sur la technologie varistance forte puissance et équipée de son déconnecteur, cette gamme de parafoudre est deux fois plus compacte qu’une protection traditionnelle : parafoudre et déconnecteur », explique Aurore Alric.
Enfin, Mersen propose les parafoudres de type 2 de la gamme Surge-Trap® K – K2 : « Cette gamme a été améliorée avec davantage de fonctionnalités et un déconnecteur thermique intégré renforcé, permettant une utilisation sans protection dédiée jusqu’à 315 A. Cette intégration optimise la compacité et offre un gain de place significatif côté AC », détaille Florent Ivankovics.
En prenant en compte les retours d’expérience des sociétés de maintenance des IRVE opérant sur les autoroutes, qui remontaient des pannes régulières liées à des problèmes de terre, Mersen a enrichi sa gamme de parafoudres de type 2 AC avec la solution Terra. « Les parafoudres ne sont qu’un bouclier. Le premier organe de protection contre les surtensions est la qualité de la terre. Terra est le premier parasurtenseur du marché qui, en plus d’indiquer qu’il est correctement câblé, garantit qu’il existe un chemin correct vers la terre au travers d’un code couleur : vert, la terre est bonne ; jaune, la terre est connectée, mais de mauvaise qualité ; et rouge, la terre est déconnectée », explique Florent Ivankovics.
La qualité de la terre, un préalable au fonctionnement des parasurtenseurs
Le premier organe de protection contre la foudre et les surtensions est la terre. Souvent, elle n’a pas le bon niveau de résistance. Lors des vacances d’été par exemple, le nombre de véhicules sur les autoroutes est démultiplié. La sécheresse peut altérer considérablement la qualité de la terre. Souvent, les bornes en défaut sur les autoroutes sont inutilisables en raison d’une terre de mauvaise qualité, voire déconnectée.
Certaines caractéristiques du sous-sol peuvent attirer la foudre, notamment des sources ou la présence de minerai radioactif. Tout ce qui crée une ionisation peut faciliter l’attachement de la foudre. La résistivité du sol n’est pas constante, car certaines veines sont plus conductrices.
Voici les actions à mettre en œuvre pour agir sur la qualité de la terre : + Augmenter la conductivité du sol en traitant le sol avec des substances conductrices et maintenir un bon niveau d’humidité.
+ Accroître la surface de contact en installant plusieurs piquets de terre ou utiliser des bandes métalliques enterrées pour maximiser le contact avec le sol.
+ Utiliser des matériaux performants. Dans ce cas, on privilégie le cuivre ou l’acier galvanisé pour les conducteurs, ou des alliages spécifiques dans les environnements corrosifs.
+ Optimiser la conception en répartissant les courants de défaut de manière efficace et en réduisant les distances entre les points de mise à la terre et les équipements sensibles.
+ Assurer une surveillance continue et une amélioration des connexions par l’installation de dispositifs de surveillance pour suivre en temps réel la résistance de la terre. Il est recommandé d’effectuer des contrôles réguliers.
+ Respecter les normes en se conformant aux normes NF C 15-100 et NF EN 62 305 pour garantir la sécurité et la fiabilité du système de mise à la terre.
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Protéger les bornes de recharge rapides ou ultrarapides
Contrairement aux bornes de recharge normales (charge complète entre 2 et 5 heures) ou aux prises domestiques et « Wallbox » (charge complète environ 10 heures) qui fonctionnent en courant alternatif (AC), les bornes de recharge dites « rapides » (charge complète entre 1 et 2 heures) ou « ultrarapides » (charge complète en 15 à 30 minutes) fonctionnent en courant continu (DC). Cela implique des tensions plus élevées et donc, la mise en œuvre de protection plus puissantes.
Le courant continu nécessite des solutions développées spécialement pour ces applications. « Les risques liés à la foudre et aux surtensions sont strictement les mêmes pour des bornes en courant continu que pour des bornes en courant alternatif, et la manière de protéger les installations, dite “en cascade” ne change pas », précise Aurore Alric.
La NF C 15-100 exige le respect et la prévalence des normes produits, répertoriées aux séries NF EN IEC 61851. Les bornes de forte puissance, nécessitant un fonctionnement en DC, sont régies par la norme IEC 61851-23, qui dédie un paragraphe à la gestion des surtensions, et prévoit la mise en œuvre de protections à la fois sur le côté AC de l’installation et sur le côté DC. Cette norme se réfère aux normes produits propres aux parafoudres, IEC 61643-11 pour le côté AC et IEC 61643-41 pour le côté DC. La norme IEC 61851-23 impose aussi le respect d’un niveau de protection en tension, défini par la valeur UP.
« La norme prévoit la mise en œuvre de la protection foudre en aval et en amont de l’étage de conversion courant alternatif/courant continu. Elle demande que l’on considère la coordination énergétique entre le parafoudre installé au niveau de la borne côté courant alternatif et d’éventuels parafoudres installés en amont dans le réseau d’alimentation. En pratique, cela conduit souvent à utiliser des dispositifs compatibles issus d’une même gamme fabricant afin de garantir cette coordination », précise Jean-Yves Chabouté.
Par ailleurs, la mise en œuvre des parasurtenseurs se fait selon le même schéma que pour la protection AC. Si l’installation dispose d’un paratonnerre, il faut mettre en œuvre un parafoudre de type 1 DC à l’origine. Mersen a enrichi sa gamme K1 d’un parafoudre DC. Dehn a développé le DEHNguard ME DC Y 1000 FM.
Si l’architecture de la station de recharge est basée sur un convertisseur courant alternatif/courant continu centralisé et que la longueur de câble entre la borne et ce dernier est supérieure à 10 mètres, alors un parafoudre de type 2 DC doit être installé au plus près de l’équipement. Dehn propose le parafoudre de type 2 DC DEHNguard M DC ACI 1250 FM, lancé en 2025 et prévu pour les fortes puissances. Mersen a développé des protections DC pour sa gamme K2. Citel propose la gamme de parafoudres DDC50, à intégrer dans la borne ou à proximité.
En ce qui concerne la protection électrique des bornes de recharge rapides DC sur la voie publique et non reliées à un bâtiment, la protection est directement intégrée dans la partie AC en amont.
Les fabricants de bornes cherchent constamment à anticiper les tendances normatives et à suivre les évolutions des solutions à protéger. « Mersen développe actuellement des produits en anticipant les puissances de demain. En tant que spécialiste des technologies de protection par fusible, Mersen apporte une valeur ajoutée déterminante au marché en maîtrisant pleinement la gestion de l’immunité des parafoudres en fin de vie. Notre expérience unique dans la conception de fusibles nous permet de les associer aux technologies de parafoudres, garantissant ainsi une protection optimale et durable », explique Florent Ivankovics.
De son côté, « Dehn a développé la technologie ACI, qui agit beaucoup plus rapidement qu’un fusible et assure, lors de la fin de vie conventionnelle du parafoudre, un respect de la sélectivité électrique et donc la continuité de fonctionnement de l’installation », illustre Jean-Yves Chabouté.
Protéger les lignes de communication cuivre
La connectivité est devenue un pilier structurant des bornes de recharge pour véhicules électriques. Au-delà de la simple alimentation en énergie, les IRVE intègrent désormais des modules Ethernet, Wi-Fi ou 4G/5G permettant d’indiquer sa disponibilité aux usagers, d’effectuer une supervision à distance, une gestion dynamique de la puissance, de la facturation automatisée, et des mises à jour logicielles. Cette connectivité permet également aux exploitants de piloter des parcs multimarques et d’optimiser la disponibilité des équipements. Cette interconnexion transforme la borne en actif énergétique communicant, au cœur des enjeux de Smart Charging et de flexibilité du réseau. Sans éléments de protection de la partie data, la borne ne communique plus d’informations et elle est donc en indisponibilité. « Des surtensions qui se propagent dans les câbles de communication cuivre peuvent également endommager les composants internes des systèmes de communication, ce qui nécessite un remplacement coûteux », précise Florent Ivankovics.
Seulement, cette connectivité, aujourd’hui indispensable au fonctionnement de la plupart des bornes accessibles au public, se fait le plus souvent au travers de lignes cuivre connectées avec un câble RJ45. « La NF C 15-100 rend obligatoire la protection des lignes de communication cuivre avec la mise en œuvre de parafoudres courant faible, en raison du risque de propagation des surtensions le long des câbles RJ45 et de la perte d’exploitation qu’il peut occasionner », explique Aurore Alric. « Cette protection des câbles de données rejoint la nécessité d’une approche globale pour assurer la disponibilité des équipements et la continuité d’exploitation », ajoute Jean-Yves Chabouté.
Côté produits, Citel a spécialement développé la gamme DLA pour protéger les équipements connectés aux réseaux télécoms, automatismes, réseaux de données ou industriels. Ils s’installent sur rail DIN symétrique au niveau d’un tableau modulaire.
Dehn propose une protection spécialement conçue pour les bus de communication série, le BLITZDUCTORconnect, qui doit généralement être intégré de chaque côté du bus. Pour les lignes RJ45, le DEHNpatch est la solution la plus adaptée.
De son côté, Mersen propose la gamme Surge-Trap courant faible pour les réseaux de télécommunications et de signalisation.
Les parafoudres intégrés dans les bornes (OEM)
Pour simplifier la mise en œuvre de la protection foudre au plus près de la borne, faire gagner du temps aux installateurs et proposer des produits déjà protégés, les fabricants d’équipements d’origine (OEM), qui développent les bornes de recharge, intègrent parfois directement des parafoudres de type 2 dans la borne. « Lorsqu’un parafoudre est intégré à la borne, les fabricants sont tenus de déclarer le mode de protection de l’équipement dans la notice d’installation, afin que l’intégrateur en soit informé et puisse adapter la mise en œuvre de l’équipement », précise Jean-Yves Chabouté.
Les fabricants de parafoudres proposent donc depuis quelques années des produits très compacts à souder à l’intérieur des bornes, spécialement développés pour une intégration directe par les OEM dans leurs équipements. « Ces parafoudres ont les mêmes fonctions et niveaux de protection que les parafoudres de type 2 dédiés aux IRVE. Lors de nos développements, nous testons dans notre laboratoire de Reims la combinaison parafoudre-équipement pour assurer la meilleure protection », conclut Aurore Alric.
La mobilité électrique va poursuivre son développement dans les années à venir, avec un objectif de décarbonation et d’amélioration de la souveraineté énergétique française et européenne. Mais pour un développement en toute confiance et pour sécuriser les investissements conséquents nécessaires pour mener à bien la transition de la mobilité, la protection des équipements est une nécessité absolue. L’architecture normative évolue pour s’adapter aux méthodologies européennes et internationales, et pour répondre plus précisément aux besoins de ces installations qui font maintenant l’objet de retours d’expérience fiables et circonstanciés. De leur côté, les fabricants font constamment évoluer leurs gammes pour répondre aux besoins de compacité, d’intégration simplifiée et pour suivre l’augmentation des puissances.
Alexandre Arène
