Réévaluer les systèmes de protection contre la foudre d'une tour de contrôle d'aéroport

Mise à la terre

La plupart des tours de contrôle sont dotées de systèmes de protection contre la foudre. Il arrive cependant que des incidents graves se produisent.

Selon un reportage récent de l'agence de presse américaine Associated Press,la foudre tombée sur la tour de contrôle de l'aéroport international Thurgood Marshall de Baltimore-Washington (BWI) a blessé un contrôleur aérien. Le reportage révèle la vulnérabilité potentielle des tours dans d'autres aéroports américains. Lors de l'incident de BWI, le système de protection contre la foudre n'a pas fonctionné, vraisemblablement car le câble avait été coupé lors d'un projet de construction plusieurs années auparavant.

Le contrôleur aérien est en voie de rétablissement, mais l'incident était suffisamment grave pour pousser la Federal Aviation Administration (FAA) à envisager de mettre en place des évaluations des systèmes de protection contre la foudre sur les 440 tours de contrôle américaines qu'elle gère. Une attention particulière sera portée aux plus de 200 tours construites avant 1978, lorsque la FAA a fixé ses exigences en matière de protection contre la foudre pour les éléments suivants :

les tours de contrôle d'aéroports ;
les systèmes d'éclairage d'approche et de navigation (ALS), y compris les balises d'aéroports et les systèmes PAPI, VASI, RAIL, REIL, VOR, ILS et MALSR ;
les systèmes de conseils météo de l'aéroport, y compris RVR, ATIS, AWOS et ASOS ;
les systèmes de câblage de communication et de câblage électrique à haute et basse tension, le placement, l'épissure et le test de fibres optiques, ainsi que les systèmes de mise à la terre des aéroports.

Les composants des protections contre la foudre en un coup d'œil

Un paratonnerre, un conducteur de descente et au moins une plaque ou un piquet de terre pour chaque tour doivent être installés.
Le paratonnerre doit être installé au sommet de la tour et la pointe du piquet doit dépasser d'au moins 150 mm (6 po) le haut de la balise.
Les câbles du conducteur de descente doivent être fixés fermement à la surface de la branche de la tour à des intervalles de 150 cm (5 pi) à l'aide d'attaches en bronze dotées de boulons en bronze ou en métal non corrosif. Il est interdit de trop plier ou courber le conducteur de descente.
Toutes les connexions entre câbles, entre câbles et paratonnerre, et entre câbles et plaques ou piquets de terre doivent être effectuées à l'aide de connecteurs sans soudure ou de métal non corrosif.
Le câble du conducteur de descente doit être fixé fermement aux plaques ou piquets de terre et à une distance d'au moins 60 cm (2 pi) des fondations des tours. Le piquet de terre doit être inséré dans le sol de sorte que le haut soit situé au moins 150 mm (6 po) sous le niveau de la terre. Le conducteur de descente doit être fixé fermement à la plaque ou au piquet de terre à l'aide d'un connecteur ou d'une pince de terre.

Si un aéroport est situé dans une zone où la foudre est particulièrement fréquente, le système de caténaire (utilisé pour protéger la navette spatiale américaine) peut être utilisé mais aurait un coût très élevé. Les Laboratoires Sandia (SNL) recommandent une autre solution moins chère (mais tout aussi efficace). Ils recommandent l'installation d'un anneau de mise à la terre associé à des piquets et radians de terre.

Garantir une protection fiable contre la foudre

La présence d'étincelles lors de l'incident à BWI indique une équipotentialité insuffisante. Ce problème peut être décelé à l'aide d'un testeur de résistance de terre comme le Fluke 1625-2 : testeur de terre GEO et d'autres outils de diagnostic Fluke.

Pour garantir une protection fiable contre la foudre, voici les trois étapes à suivre :

Étape 1. Évaluez le système de mise à la terre existant, mesurez la résistivité du terrain

Mesurez la résistivité du terrain dans différentes zones et sur différentes couches à l'aide du Fluke 1625-2 afin d'identifier une zone optimale de sol à basse résistivité dans laquelle vous pourrez installer le système de mise à la terre.
Utilisez les valeurs de résistivité des différentes couches de terre pour déterminer le type de prise à utiliser et la profondeur à laquelle la prise doit être enterrée pour obtenir la valeur de résistance de terre la plus faible.

Étape 2. Mesurez l'impédance de terre et la continuité et prenez d'autres mesures de maintenance préventive

Multimètre d'isolement Fluke 1587 — Caméra infrarouge Fluke Ti400

Après l'amélioration du système de mise à la terre selon les mesures effectuées à l'étape 1, mesurez l'impédance de terre avec le 1625-2. Cette valeur est très importante car la foudre est un événement à haute fréquence et la mesure de l'impédance de terre permettra de déterminer la capacité du système de mise à la terre à disperser de façon appropriée l'énergie de la foudre.
Mesurez la continuité du conducteur de descente du système de protection contre la foudre. Cela permettra de déterminer si le conducteur de descente est au même potentiel que les autres composants du système électrique. Tous les composants doivent être au même potentiel lorsque la foudre s'abat pour éviter des dommages catastrophiques.
Déterminez l'équipotentialité de tous les composants du système de mise à la terre à l'aide du 1625-2 afin de mesurer la résistance DC ou la résistance AC entre les composants dans les éléments suivants :
- système de protection contre la foudre ;
- système de mise à la terre ;
- système de liaison (fil de masse de sécurité/fil de masse de l'équipement) ;
- blindage d'équipement électrique (système d'approche et de navigation) ;
- systèmes de conseils météo de l'aéroport (y compris RVE, ATIS, AWOS et autres).
Installez un suppresseur de surtension avec une capacité de courant adéquate en conformité avec la norme IEEEC.62.41 pour protéger l'équipement électronique.

Étape 3. Résolvez les problèmes

Identifiez les connexions desserrées ainsi que les transformateurs et conducteurs en surchauffe à l'aide du 1625-2 afin de mesurer les valeurs de résistance ou la différence de potentiel entre deux points. Vous pouvez également utiliser une caméra infrarouge comme la Fluke Ti400 pour connaître les différences de température entre les composants.
Identifiez une défaillance d'isolement en mesurant la résistance d'isolement à l'aide du Multimètre d'isolement Fluke 1587.

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