ABSTRACT
This end of year dissertation concerns the anaLysis of
Lightning phenomena on the instaLLations of Orange Cameroon and to optimize the
protection system of these instaLLations. The study was Limited to GSM stations
which represent the principaL interface between the mobiLe teLephone and the
GSM network.
The principaL objective is to evaLuate the current protection
system and compare it with the requirements of internationaL standards, in
order to put up an efficient protection system with the Lowest totaL cost.
In order to achieve this objective, the foLLowing procedure was
used:
? AnaLyses of some major Lightning incidents on GSM stations;
? Definition of the internationaL normative context in the
Lightning fieLd;
? ModeLing the protection against Lightning strikes on a GSM
station in order to deveLop a software: « AnaLyse Risque Foudre
SimpLifiée »I;
? Present the actuaL Lightning protection system depLoyed on the
GSM stations of Orange Cameroon especiaLLy the sites with Outdoor ceLLs;
? Recommend some improvements based on internationaL standards
that can be adopted to reduce the cost of protections whiLe maintaining an
optimaL protection LeveL;
? Defining maintenance tasks that wouLd improve the LeveL of
reLiabiLity and avaiLabiLity of the equipment.
The company can considerabLy reduce its maintenance cost by
adopting and foLLowing meticuLousLy, the preventive maintenance pLan
proposed.
Key words: GSM, Outdoor, Indoor,
Maintenance, Lightning
I This can be transLated as "SimpLified Risk AnaLysis of
Lightning strikes"
Mémoire de fin d'étude d'Ingénieur
présenté et soutenu par : Lucien YOPPA
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ANALYSE DU PHENOMENE DE FOUDRE SUR LES INSTALLATIONS
D'OCM
OPTIMISATION DE LA PROTECTION
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LISTE DES FIGURES
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Figure 1: Organigramme d'OCM
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16
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Figure 2: Echange Réseau GSM-Abonné
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18
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Figure 3: réseau GSM d'OCM
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18
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Figure 4: Types de prise de terre paratonnerre
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22
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Figure 5: Mise a La terre pLatine pyLône
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25
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Figure 6: CumuLo-nimbus
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32
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Figure 7: Phénomène Orageux
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32
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Figure 8: Catégories de coups de foudre
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33
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Figure 9: Naissance du 1er arc retour
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34
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Figure 10: Distribution statistique des coups de foudre
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35
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Figure 11: Carte Isokéraunique du monde entier
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42
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Figure 12: Carte de La densité de foudroiement du monde
entier
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43
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Figure 13: protection contre Les coups de foudre indirects
(surtension) onde 8/20ps et
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protection contre Les coups de foudre direct onde 10/350ps
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52
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Figure 14: PLan de masse sites BTS Outdoors
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63
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Figure 15: PLan de masse du LocaL GE
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64
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Figure 16: pLan de masse de La niche compteur
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64
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Figure 17: schéma éLectrique d'aLimentation et de
distribution des sites BTS Outdoor révisé --
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67
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Figure 18: pLan du réseau de terre
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68
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Figure 19: Situation géographique des directions d'OCM
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78
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Figure 20: Formation du cumuLo-nimbus
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81
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Figure 21: Modes protection commun et différentieL
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82
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Figure 22: Schémas de Liaison a La Terre
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84
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Figure 23: Principe d'utiLisation du conductiver pLus
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85
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Figure 24: Menu principaL d'ARFS
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87
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Figure 25: EvaLuation du niveau de protection d'ARFS
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88
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Figure 26: EvaLuation du risque et besoin de protection contre
Les effets indirects de La foudre
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d'ARFS
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88
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Figure 27: mesure de protection contre Les surtensions
atmosphériques d'ARFS
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89
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Figure 28: Mesures de protection contre Les coups de foudre
directs d'ARFS
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Figure 29: Schéma d'aLimentation et de distribution
éLectrique d'un site Outdoor
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ANALYSE DU PHENOMENE DE FOUDRE SUR LES INSTALLATIONS
D'OCM
OPTIMISATION DE LA PROTECTION
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LISTE DES PHOTOS
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Photo 1: Types d'écLair 32
Photo 2: Dégâts 44
Photo 3: Remise a niveau: SheLter GE, LocaL technique, prise
paratonnerre, LocaL comptage,
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parafoudre type 1 dans Le sheLter
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45
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Photo 4: Parafoudre type 1 détruit - Nouveau parafoudre
type 1
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46
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Photo 5: Dégâts
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47
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Photo 6: Pointe Paratonnerre a Tige SimpLe sur pyLône
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50
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Photo 7: Pointe paratonnerre a dispositif d'amorçage
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51
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Photo 8: Conductiver pLus
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85
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Photo 9: BTS Outdoor 1800 MHZ et 900 MHZ, Baie d'énergie
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91
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Photo 10: Regard de terre+fourreau de réserve pour La
terre du LocaL GE+fourreau pour évacuation des eaux (sous Les pLats de
cuivre de terre) 91 Photo 11: TGBT+Interrupteur+prise+Parafoudre type 2 marque
SURTELEC+Barre de terre+ prise étanche sur Le côté pour
L'aLimentation du LocaL GE+ CDC 92 Photo 12: Coffret parafoudre type 1 marque
SURTELEC de La niche compteur+barre de terre+pLat de cuivre pour La connexion
de La barre au regard de terre 92 Photo 13: mise a La terre pieds
pyLône-Vue des antenne GSM+pointe paratonnerre+antenne FH ou ODU 92
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ANALYSE DU PHENOMENE DE FOUDRE SUR LES INSTALLATIONS
D'OCM
OPTIMISATION DE LA PROTECTION
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LISTE DES X
TABLEAU
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TabLeau 1: Identification de L'entreprise
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14
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TabLeau 2: TabLeau vérification périodique
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28
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TabLeau 3: Caractéristique des differents coups de foudre
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35
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TabLeau 4: Caractéristiques d'un parafoudre
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52
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TabLeau 5: Propriétés des conducteurs de descente
paratonnerre
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56
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TabLeau 6: Comparaison des dispositifs de déconnexion
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57
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TabLeau 7: CaLibres fusibLes et disjoncteur
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58
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TabLeau 8: Conditions de proximité
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62
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TabLeau 9: Spécifications parafoudre des aériens
GSM
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66
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TabLeau 10: CoOt des équipements de protection: cas des
sites avec pyLône autostabLe
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68
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TabLeau 11: Devis des équipements de protection foudre
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69
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TabLeau 12: Périodicité des interventions
préventives préconisée
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70
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TabLeau 13: RécapituLatif d'une inspection visueLLe
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71
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TabLeau 14: Mode présumé d'agression de La foudre
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72
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TabLeau 15: Fiche historique d'impact foudre
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73
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TabLeau 16: Fiche de compte rendu d'intervention
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74
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TabLeau 17: Check List
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79
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TabLeau 18: Descriptif technique des parafoudres type 1 et type 2
d'HAGER
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79
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TabLeau 19: TerminoLogies d'un coup de foudre
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82
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TabLeau 20: Caractéristiques des parafoudres DEHN
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83
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TabLeau 21: Caractéristiques coaxstop ASX5053QO et
ASX5055QO
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86
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TabLeau 22: Caractéristiques du parafoudre WeidmuLLer
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90
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D'OCM
OPTIMISATION DE LA PROTECTION
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TABLE DE MATIERES
DEDICACE 1
REMERCIEMENTS 2
GLOSSAIRE 3
RESUME 5
ABSTRACT 6
LISTE DES FIGURES 7
LISTE DES PHOTOS 8
LISTE DES TABLEAUX 9
INTRODUCTION 13
CHAPITRE 1 : CONTEXTE ET PROBLEMATIQUE 14
1 L'ENTREPRISE OCM SA 14
1.1 Historique 14
1.2 Situation géographique 14
1.3 Identification et mission de L'entreprise 14
1.3.1 Identification 14
1.3.2 Mission 15
1.4 Organisation 16
1.5 Description des Installations 17
1.5.1 Réseau GSM d'orange Cameroun (OCM) 17
1.5.2 Description 19
2 RESEAU DE PROTECTION ET POLITIQUE DE MAINTENANCE DES
EQUIPEMENTS DE
PROTECTION FOUDRE ACTUELS 21
2.1 Système de protection foudre actueLLe d'OCM 21
2.1.1 Protection contre Les effets directs de coups de foudre
21
2.1.2 Protection contre Les effets indirects de coups de foudre
22
2.2 OCM : PoLitique de maintenance des équipements de
protection foudre 27
2.2.1 Vérification initiaLe 27
2.2.2 Vérification périodique 28
3 PROBLEMATIQUE 29
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ANALYSE DU PHENOMENE DE FOUDRE SUR LES INSTALLATIONS
D'OCM
OPTIMISATION DE LA PROTECTION
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CHAPITRE 2 : GENERALITES SUR LA FOUDRE ET SES EFFETS
1 HISTORIQUE
2 LE PHENOMENE DE FOUDRE
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31
31
31
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2.1 RappeLs
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31
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2.2 Formation d'un nuage orageux : CumuLo-nimbus
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32
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2.3 CLassification des coups de foudre
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33
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2.3.1 Décharge négative nuage-soL
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34
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2.4 Caractéristiques éLectriques des coups de
foudre
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34
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2.4.1 Intensité des différents coups de foudre
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34
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2.4.2 Caractéristiques des différents coups de
foudre
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35
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2.5 Energie de La foudre
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36
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3 EFFETS DE LA FOUDRE
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37
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3.1 Effets de La foudre sur Les instaLLations de
téLécommunication
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37
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3.1.1 Effets thermiques
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37
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3.1.2 Effets de montées en potentieL et amorçages
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38
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3.1.3 Effets éLectromagnétiques
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38
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3.1.4 Effets éLectrodynamiques
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38
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3.1.5 Effets éLectrochimiques
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39
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3.1.6 Effets acoustiques ou de défLagration
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39
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3.2 Effets de La foudre sur Les êtres vivants
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39
|
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3.2.1 Différents types de foudroiements
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39
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3.2.2 Les pathoLogies de La foudre
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40
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CHAPITRE 3 : ANALYSE D'INCIDENTS DUS A LA FOUDRE
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41
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1 STATISTIQUES GENERALES
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41
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1.1 Considérations factueLLes
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1.2 Niveau kéraunique au Cameroun
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41
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1.3 Densité de foudroiement au Cameroun
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42
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2 ANALYSE D'INCIDENTS DUS A LA FOUDRE
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43
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2.1 Présentation
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43
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2.2 RésuLtats de L'anaLyse d'accidents
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ANALYSE DU PHENOMENE DE FOUDRE SUR LES INSTALLATIONS
D'OCM
OPTIMISATION DE LA PROTECTION
2.2.1 Cas de BIPAGA 44
2.2.2 Cas de PAMA 45
2.2.3 Cas du site de La viLLe de Buea 46
2.3 ConcLusions reLatives a L'anaLyse d'incidents. 47
CHAPITRE 4 : ETUDE GENERIQUE POUR LA PROTECTION CONTRE LA FOUDRE
48
1 CONTEXTE NORMATIF 48
1.1 Protection d'une structure contre Les effets directs de La
foudre 48
1.2 Protection de L'interface éLectrique contre Les
surtensions et impuLsions
éLectromagnétiques d'origine atmosphérique
48
2 DEMARCHE GLOBALE DE PROTECTION CONTRE LA FOUDRE 49
2.1 Présentation du contenu des principaux points d'une
étude foudre 49
2.1.1 Introduction 49
2.1.2 Description des instaLLations 49
2.1.3 EvaLuation des protections nécessaires :
réaLisation d'une ARFS (AnaLyse Risque
Foudre SimpLifiée) 50
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