Pylone et prise de terre

Pylône et prise de terre

Par F5AD

La question "faut-il réunir son pylône à la terre" revient souvent sur les forums, avec son corollaire immédiat, "faut-il réunir cette terre à celle de la maison"

Résumé des interventions à ce sujet sur la liste antennes

F5AD

Le pylône doit être mis à la terre le plus près possible de sa base, en fait, l'idéal est de créer cette terre sous le bloc de béton avant de le couler.

Pourquoi ?

Parce que si la foudre vient à tomber sur le pylône, tout ce qui partira dans cette terre sera autant qui n'ira pas dans la maison via les câbles coaxiaux ou via le câble du rotor.

Un pylône n'attire pas plus la foudre, qu'il soit à la terre ou non; de toute façon, vu les tensions en jeu, un pylône est toujours à la terre, alors autant qu'elle soit bonne pour la raison ci-dessus.

Pour ce qui est de réunir la terre du pylône à celle de la maison, c'est plus discuté; mais du point de vue sécurité 50Hz il faut l'équipotentialité, donc il faut réunir.

Si la foudre tombe sur le pylône, cela fera une remontée de terre dans la maison, d'autant plus forte que la terre du pylône sera mauvaise.
En fait la terre du pylône est toujours réunie à celle de la maison , via les câbles ou les coaxiaux car ce n'est pas leurs gaines isolantes qui vont arrêter la foudre.

Même avec une bonne terre à la base, il FAUT débrancher TOUS les câbles des appareils quand un orage s'approche et si possible les mettre dehors, mais ce n'est pas évident quand il y a un rotor.

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F5HBI

un pylône implanté dans le sol doit être considéré ,de par sa nature (métal) comme un paratonnerre potentiel, et il va favoriser le transit
de la dfférence de potentiel terre vers ciel donc il doit être relié électriquement a un dispositif d'écoulement des charges dans le sol

sur les pylônes "gsm" il est pratiqué à leur base un étoilement de conducteurs plats reliés chacun a leur extrémité sur des piquets enfoncés dans le sol et toutes les "tresses" des coax sont reliées électriquement sur une grande plaque de laiton au moyen de dispositifs de traversée juste au raz de la pénétration dans le local technique.cette plaque est évidemment reliée à la terre générale.

La terre de protection électrique et le réseau des terres du pylône sont reliées (équipotentiel) ça évite une différence de potentiel entre les deux systemes de terre (penser au pas de la vache).

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F1JKY

Il ne faut pas isoler votre chaise du reste du pylône , surtout pas .
Par contre , vous auriez dû effectuer un réseau de terre avant de couler votre béton , réseau qui aurait été connecté à votre chaise bien sûr .
Comme vous l'avez pas fait , c'est pas bien grave, vous pouvez rattraper le coups en effectuant ce réseau de terre de type en
étoile à la base du pylône .
Ce réseau de terre s'effectue au niveau Pro avec une sorte de méplat en cuivre étamé de 30x2mm qui est enterré dans le sol et connecté (boulonné ) à la base de votre pylône .
Vous pouvez placer 3 longueurs écartées de 120° l'une de l'autre ( d'où l'étoile ) à la base du pylône .
La longueur de ces trois "brins" va dépendre de l'endroit ou est votre pylône , si vous avez de la place autour ou pas .
Prévoir trois à quatre mètre de long par brin ( + si possible ) => Ceci va entre autre vous permettre d'avoir une terre la moins résistive possible et donc d'obtenir une terre bien meilleure que celle du réseau EDF .
Si vous n'avez pas la possibilité de vous fournir de ce " méplat " vous pouvez le remplacer par du fil électrique de grosse section ( 16mm² au moins ) , ce sera moins efficace , mais bon .
Il vous faudra le dénuder afin que le cuivre soit en contact avec la terre ,
Le problème c'est qu'il risque de s'oxyder et donc de dégrader la qualité de votre terre dans le temps et c'est pourquoi le " méplat " de cuivre est étamé chez les pros .
Si votre pylône est du type triangulaire ( 3 pieds voire quatre ) , il vous faudra en plus relier les pieds entre eux par ce méplat .
Toutes ces terres doivent être reliées entre elles , elles le sont généralement par une plaque de cuivre installée à la base du pylône ou toutes les terres viennent se connecter dessus .
Dans une installation pro , vous avez systématiquement une pointe de parafoudre installée en haut du pylône et au-dessus de toutes les antennes .
Cette pointe est reliée à la terre à la base du pylône par le biais d'une descente de ce méplat de cuivre .
Maintenant que vous avez fabriqué votre terre à la base du pylône et qu'elle est en principe bien meilleure que celle du réseau EDF si vous l'avez faite correctement , il est effectivement fortement conseillé de ramener cette terre à la station et d'y connecter tous vos équipements dessus au moyen de tresse de terre souple .
Mais attention , il ne faut plus du tout utiliser le réseau de terre de l'EDF sous peine d'avoir de gros soucis car vous pourrez constater avec
votre voltmètre que vous pourriez avoir pas mal de volts de différence entre la terre de l'EDF et la votre .
Dans ce cas , la terre EDF , vous l'oubliez complètement de votre installation et de vos prises électriques , il faut que ce soit la votre qui la remplace de partout .
Dans une installation Pro, ce que l'on fait en plus , c'est que l'on installe un transfo d'isolement ce qui permet de " s'isoler " un peu plus de l'EDF tout en conservant le 220v .
Un couteau de terre sur isolateur céramique est en principe installé sur l'arrivée de la terre ( venant du pylône ) dans le shack , ce qui permet éventuellement d'isoler la terre du pylône par rapport au reste de l'installation en cas de besoin ( mesure de terre par exemple ) .
Si l'on veut faire les choses correctement , il est nécessaire de mettre également à la terre du pylône tous vos coax en connectant la tresse de vos coaxiaux à la terre du pylône et ceci à plusieurs niveaux pour un même coax .
Pour un même coax , il faudrait le faire 4 fois : une de suite au plus près de l'antenne , une en bas du pylône , une avant de rentrer dans le shack et enfin une à l'intérieur du shack .
Bien sûr , il faudra étanchéifier correctement ces prises de terre sur la tresse du coax pour éviter toutes pénétration d'humidité dans le coax .

Bon voilà en gros ce qui se fait dans le milieu professionnel .
Pour vous faire une idée un peu plus précise de l'installation , vous pouvez toujours aller traîner près d'une installation professionnelle pour voir de plus près comment c'est fait , mais attention à ne pas pénétrer sur un de ces sites , c'est pas bien vu si on n'y est pas invité !

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F5AD

Un pylône dans un bloc de béton, sans plus, doit être considéré comme réuni à une mauvaise terre, en outre si la foudre lui tombe dessus, le courant va chercher à traverser le béton et risque de le fêler, ce qui ne sera pas bon pour son avenir.

Il faut une vrai terre proche du pylône, et réunie au pylône par une bonne tresse ou mieux par du méplat en cuivre.

Si on profite du trou pour réaliser cette terre, il n'est pas bon de noyer la tresse dans le béton car si elle est portée au rouge, voire détruite par le courant de foudre, elle risque d'endommager le béton; il vaut mieux la faire remonter sur le coté du futur bloc.

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F5AD

Le sujet de la mise à la terre des pylônes est souvent abordé car en un temps certains fabricants de pylônes ont conseillé à leurs clients de ne pas le faire!
Ce conseil de non mise à la terre doit être tempéré; en outre, je crois que la réglementation l'exige.
A chacun de se faire son idée, mais pour ma part, mes pylônes sont à la terre, et plutôt deux fois qu'une.

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F2PT

Sachez que la seule protection du matériel est le débranchement physique des antennes, les relier sur un éclateur ou un dispositif qui permettra un arc de décharge vers la terre, débrancher le cordon secteur du rotor d'antenne si il y a lieu, utiliser un téléphone sans fil entre base Qra et Station et WiFi si Internet (risques très importants par les lignes tph si vous êtes en milieu rural) , un transfo d'isolement 220/220 est une solution, mais il est toujours préférable lors des orages (et avant) de couper l'arrivée 220 à la station par une prise murale mobile à débrancher et éloigner le cordon de la prise.

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F5AD

Que faire quand il y a deux terres une pour la maison, une pour le pylône ?
Ne pas les réunir ?
Là il y a danger de s'électrocuter: les appareils sont à la terre maison par leurs alimentations, et la gaine des câbles coaxiaux est à la terre pylône via les antennes dites tout à la masse; quand on prend la fiche coax pour la brancher sur le tx, on a la main gauche réunie à la terre pylône et la main droite réunie à la terre maison; ça c'est un risque que je ne prendrais pas.
Si l'on est sûr qu'aucun câble coaxial ni câble rotor n'est réuni au pylône ce risque théoriquement disparaît mais ça fait un peu roulette russe.
Il faut aussi voir qu'un pylône sans prise de terre est un pylône réuni à une très mauvaise prise de terre (sauf pylônes rayonnants montés sur isolateurs).
Je crois de toute façon que quand il y a plusieurs terres, la norme exige qu'elles soient réunies,

On va donc raisonner dans le cadre d'un respect de la norme.

Avec les antennes non à la masse, les câbles ne sont pas réunis au pylône donc ne sont pas réunis à la terre, je laisse imaginer ce qui se passe dans la maison si la foudre tombe sur un élément de l'antenne et ne trouve d'autre chemin que celui du câble pour s'écouler vers le QRA.
D'où le conseil classique: pylône antennes et tresse des câbles sont mis à la terre dehors, avant de rentrer dans l'habitation.

S'il y a deux terres, la réunion des terres pylône et EDF doit se faire à l'extérieur, avec de la tresse enterrée de bonne dimension, car sinon, la partie de foudre qui n'est pas absorbée par la terre pylône suit le chemin pylône, coax, tx, alim, réseau EDF intérieur au QRA et ressortie vers la terre EDF; ça ne doit pas être joli au niveau de l'installation.

Il faut utiliser du câble nu enterré pour les réunir, ce câble fera office lui aussi de terre et améliorera l'ensemble.
Ces deux terres réunies n'en font alors plus qu'une, plus vaste, donc meilleure si le fil est de bon diamètre, pas trop long, ni torsadé, et elle
rentre dans la maison par le bornier au niveau de l'une ou de l'autre; de préférence la meilleure des deux.

Faut-il le préciser, une terre pylône doit être d'excellente qualité, il n'est pas certain que le pylône attire plus la foudre que l'arbre d'à coté, mais on ne peut éliminer l'hypothèse, et en cas de coup direct, le maximum doit partir à la terre.

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F6BSW

Il est impératif de réunir les deux terres pour conserver l'équipotentialité du lieu!
Autrement grand danger d'avoir des terres à des potentiels différents, et c'est la meilleure façon de mettre le feu au QRA, car le "rebouclage" des courants se fera de toute façon, mais pas par des chemins pas prévus pour!

L'équipotentialité des deux terres doit être assurée par un câble de section suffisante.

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F5STN

En fait, la C15-100 ne prévoit pas que deux terres puissent être rebouclées via la tresse d'un coaxial qui, d'un coté est à la terre par le biais de l'antenne du type "tout à la masse", elle-même en contact avec le pylône qui possède sa propre terre (même mauvaise), de l'autre coté par la tresse du coaxial branchée sur l'émetteur, lui-même mis à la terre de la maison.

Cette description doit correspondre à bon nombre d'installations radioamateur, y compris la mienne. La seule variante est l'existence ou non d'une vraie terre dédiée au pylône (hormis pour des pylônes volontairement isolés, les autres sont de toutes façons mis "naturellement" à la terre même si celle-ci est médiocre)

Attention, dans le cas ou la carcasse métallique de l'émetteur ne serait pas à la terre, la C15-100, par son exigence d'équipotentialité des matériels, est assez claire (même si les dispositions s'adressent particulièrement aux pièces d'eau).

Il vaut mieux prévoir "volontairement" le passage du courant entre les deux terres ailleurs que par le coaxial.
Cela signifie qu'il faut relier les deux terres avec un conducteur dont l'impédance sera notablement plus faible que la liaison établie par la
tresse du coaxial.

NB : Quand la foudre tombe directement sur un pylône, les dispositions prises, quelles qu'elles soient, sont bien minces !

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F5AD

Un pylône à la terre attire-t-il plus la foudre qu'un pylône pas à la terre !

Comme le pylône est posé au sol, il y est plus ou moins bien réuni, comme un arbre qui bien qu'en bois prend la foudre, ou comme la vache dans le pré posée sur quatre sabots isolants, et qui pourtant prend la foudre.
Les pylônes rayonnants, isolés prennent la foudre comme tout le monde.
Alors, vis à vis de la foudre, je crois qu'un pylône est toujours à la terre.
Mais,
Il est certain que si on débranche TOUS les câbles, (et assez tôt), on peut ignorer le problème, le pylône se comporte comme un arbre, et s'il prend la foudre il ne ramènera rien dans la maison: mais il faut être sûr qu'il ne reste rien de branché, rotor, anémomètre, caméra de surveillance, antenne télé ou FM, etc, et que les câbles débranchés sont rejetés à l'extérieur, pas sur l'étagère du coin radio, DEHORS, car alors le seul chemin pour la foudre, ce serait l'étagère, elle aurait intérêt à être bien ignifugée.

Il faut aussi avoir la foi en sa bonne étoile chaque matin quand on rebranche et que l'on tient le pylône de la main gauche et la terre de la maison de la main droite.

Si on ne met pas TOUS les câbles dans le jardin, et ASSEZ TÔT, il vaut donc mieux que le pylône ait sa propre terre, et que cette terre soit la meilleure possible pour que si la foudre lui tombe dessus, le maximum de charges parte à la terre et non vers le QRA via les divers câbles.

Maintenant, il y a la réglementation, il faut que tout soit équipotentiel, si le pylône est concerné par la norme, comme les baignoires, les chaufferies ou même les huisseries métalliques; c'est peut-être la réponse ultime à tout le débat.

Il y a bien sûr une remontée de potentiel du sol, mais dans la mesure où on est en équipotentiel, c'est "normalement" sans conséquence; ce qui permet aux oiseaux de se poser sur un fil d'une ligne haute tension.
Pour être vraiment en équipotentiel, il faut aussi que les liaisons soient peu selfiques, d'où des gros diamètres et l'absence de virages brusques.

La complexité du problème et la difficulté à être catégorique viennent du fait qu'on doit gérer deux choses en même temps: la sécurité 50 Hz et la foudre.
Hormis la solution du transfo d'isolement (et cela suppose quand même une terre commune au pylône et au coin radio) on arrive à la solution:

-la terre au pied du pylône pour la foudre,
-la terre pylône réunie à la terre maison pour l'équipotentialité,
-mais directement, (sans passer par l'installation électrique de la maison) pour la foudre encore.
-ce qui n'interdit pas de sortir les câbles aussi

Voila, à chacun de faire son choix, mais de toute façon, quel que soit le choix, on tremble quand même quand ça "craque" juste à coté et un coup direct sur une antenne sera toujours destructif.

Anecdote:
Pour contacter une expédition à Clipperton sur 40m, j'avais construit une cinq éléments Yagi formée de 5 verticales quart d'onde alignées, avec leurs plans de sol à deux mètres du sol constitués de 8 radians lambda/4. Le tout en fil de cuivre, fouets comme radians.
Les sommet des fouets étaient suspendus à une caténaire en nylon tendue entre deux pylônes métalliques de 16m de haut, à la terre, dont un supportant une Yagi 14 MHz.
Ca marchait pas mal...
Un jour d'orage, la foudre est tombée sur le terrain, rien qu'au bruit on le sait; le lendemain matin je suis allé regarder, elle était tombée au sol, pas sur un des pylônes, pas sur un des fouets, mais bien au sol, entre le rayonnant et le premier directeur et avait fondu les radians au passage en un magnifique disque de deux mètres de diamètre où l'on ne voyait plus que des moignons de
radians avec leur goutte de cuivre fondu en extrémité.

Elle tombe vraiment où elle veut.

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F6JSP

Mon QRA est en construction. Voilà ce que m'a fait mon électricien lors que je lui ai dit que ferai une terre HF pour un futur pylône:

L'ensemble des masses de la maison étant connecté à une terre maison, il a tout simplement fixé du 25 mm² sur le fer béton de mon garage avant de couler le béton. Il m'a sorti une dizaine de mètre de 25 mm² pour que je puisse le raccorder à ma future terre pylône.

Je voulais aussi faire une autre terre HF de l'autre côté du QRA pour relier les émetteurs dessus (et oui, même dans du neuf, on n'arrive pas tout agencer comme on le souhaiterait: la station sera au Nord et le pylône au sud), il m'a dit que c'était inutile, car le fait de mettre en équipotentialité la terre maison et le pylône, l'ensemble constituerait une bonne terre pour la station. Il m'a prévu un bornier de terre dans le bureau qui fera office de station. Je pourrais y relier le châssis des émetteurs.

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F8CJS

Si je comprend bien, il a fixé un câble sur les fer des fondations du garage.
Si vous branchez votre pylône et qu'il prend malheureusement la foudre, je pense que votre fondation va exploser en même temps.
En plus de votre pylône, votre maison risque ainsi d'avoir quelque soucis.
Si votre pylône est contre le mur de votre maison, placer la terre de l'autre coté et non sous la maison ou contre la maison.
après ce n'est que mon avis... d'autre suivrons

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F5AD

Selon ce qui a été dit jusqu'à présent sur le sujet, la liaison proposée par l'électricien est correcte pour la sécurité 50 Hz puis qu'il met toute la maison et le pylône en équipotentiel, ainsi que la station.

Coté foudre maintenant, la remarque de Paul F8CJS est importante; (je ne pense pas que la maison se satellise si la foudre tombe sur le pylône, mais autant éviter de chauffer les fondations); d'où l'intérêt d'une terre foudre au pied du pylône (coté sud).

Il faut soigner au maximum cette terre meilleure elle sera, moins il y aura de retour vers la maison, et si l'on considère le pylône comme devant jouer éventuellement le rôle d'un paratonnerre, il faut une terre de moins de 10 Ohms, ce qui n'est pas évident sur certains terrains.

Coté station, je ne verrais pas de terre supplémentaire, vu la disposition des lieux, elle aurait tendance a faire passer par la maison un coup de foudre tombant sur le pylône.

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F5AD

Je reviens sur la liaison entre l'ensemble pylône plus terre foudre, et la terre maison 50 Hz, j'ai vu des publicités sur des selfs à mettre en série dans cette liaison quand il s'agit de vrais paratonnerres afin de bloquer le front d'onde; mais avec un pylône, je me demande si ces selfs sont judicieuses car le front ne pouvant plus passer par la liaisons des terres, va chercher à passer par les gaines des câbles coaxiaux, ce qui n'est pas très intéressant à l'arrivée.

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F6BSW

C'est sur les coaxiaux qu'il faut créer les selfs. Deux solutions:

quelques tours de coax sur du 100 mm, juste à l'entrée de la maison, ou "enfiler" les coaxiaux dans des tubes de cuivre. C'est cette seconde solution que je compte adopter, en installant une pergola entre le pylône et la maison.
Les tubes de cuivre seront installés sur la pergola.

Le fait de mettre une self sur la terre, me parait néfaste en HF et n'apportera pas de protection supplémentaire à mon avis. Par contre
retarder le front de l'onde permet de laisser le temps à des protections d'agir.

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F6JSP

Effectivement, il ne faut pas que la terre maison joue le rôle de terre HF.
La liaison proposée sert seulement de mise au même potentiel. Il y aura bien une terre pour le pylône, qui partira dans le sens opposé du QRA. Je prévois de mettre le pylône environ à 10 mètres de la maison, et de faire une terre avec deux ou trois piquets qui partiront dans le sens opposé, le premier piquet étant au pied du pylône. Il faut que le chemin soit le plus court vers la terre, donc il
faut mettre le premier piquet au pied du pylône. Je compte également relier tous les coaxiaux sur cette terre en insérant des éclateurs de foudre pour coaxial. Même l'antenne TV aura don parafoudre relié à la terre.

En ce qui concerne l'équipotentialité, qu'elle soit mise aux fondation ou bien directement à la terre maison, le résultat est le même, puisque toutes les masses de la maison sont reliées à la même terre. L'électricien me l'a faite au plus court, pour justement éviter de faire la liaison avec un câble en passant sous la maison.

Donc, si je résume l'installation future:

- le pylône ne sera pas accolé au QRA,
- la terre du pylône sera faite avec un minimum de 3 à 4 piquets,
- cette terre partira à l'opposé du QRA,
- cette terre sera mise au même potentiel que celle du QRA avec une jonction
sur les fondations,
- elle sera déconnectable pour pouvoir la mesurer,
- les coaxiaux seront mis à la terre pylône avec des éclateurs de foudre
(ex: MFJ 272),
- le tableau électrique sera protégé par un parafoudre de type 2

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Un article de F1JKY sur le sujet, sur le site de l'ARRAD

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