le coup de foudre

technique
Le coup de foudre
La foudre et son cortège de dégâts font l’objet de bien des mythes et des croyances qui, une fois
transposées au vrai problème donnent lieu à de fausses solutions. Elle cause de dramatiques
des accidents quand ce n’est pas la (simple) ruine de l’électronique. Qu’en est-il exactement ?
Si vous arrivez à concevoir que la foudre ne tombe pas du ciel vers le sol mais, au contraire,
monte du sol vers le ciel, alors cet article vous est destiné.
Photos © Pierre Lang
Je n’en crois pas mes yeux !
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La durée d’un coup de foudre se
mesure en centièmes de seconde
qui se décomposent en plusieurs
phases successives que l’on n’a pu
mettre en évidence que grâce à
des caméras haute vitesse et des
équipements de laboratoires spécialisés. La persistance rétinienne
est de l’ordre d’un dixième de
seconde. L’oeil le mieux entraîné
n’est donc pas capable d’observer
la foudre de façon objective. Les
phénomènes préliminaires qui ont
lieu avant la décharge ne sont pas
visibles par l’oeil humain.
Il en découle quelques croyances erronées, car ce que l’oeil ne
perçoit pas, le cerveau l’invente !
D’où un cortège d’idées préconçues. Si la décharge tombe sur un
parafoudre (pas un paratonnerre,
car le tonnerre ne menace que
les cardiaques) l’esprit animal en
déduit que le parafoudre attire la
foudre. Faux !
L’intensité électrique mise en jeu
incite ceux qui confondent intensité et quantité d’énergie à rêver
d’en récupérer l’énergie. Fausse
bonne idée ! La durée de l’éclair
est si courte que le jeu n’en vaut
pas la chandelle. Oublions tout et
repartons d’une page blanche.
Quelques chiffres
La luminosité d’un éclair est
10.000.000 fois plus importante
que celle d’une ampoule électrique
de 100 Watts, mais dure seulement
1/1.000e de secondes. L’énergie
totale de la décharge ne permettrait d’allumer cette ampoule que
pendant 1 mois ou alimenter une
maison entière pendant 1 jour.
En Belgique, pays peu exposé, on
dénombre 50.000 coups de foudre
par an (1,2 coup de foudre par km2
et par an). Une tour isolée de 50
mètres de hauteur risque d’être
frappée en moyenne tous les 16
ans. Une formule empirique montre que la fréquence de foudroiement d’une structure de moins de
100 mètres est proportionnelle au
carré de sa hauteur.
La tension électrique entre la
base du nuage et le sol atteint
100.000.000 Volts (100 millions de
Volts). L’intensité de l’éclair peut
atteindre plusieurs fois 10.000
Ampères dans nos régions. La température dans l’éclair atteint 30.000
°C et la pression 1.000 atmosphères.
Un coup de foudre est généralement constitué de plusieurs décharges successives dont les durées se
mesurent en microsecondes et
excèdent rarement la milliseconde.
La durée totale de toutes les phases
d’un long coup de foudre est de
maximum 1 seconde.
Les conditions géographiques
influencent la fréquence des orages. Ils peuvent se canaliser dans
certaines vallées, plus sur un versant
que sur l’autre, etc. Il y en a moins
en mer que sur terre, mais les zones
littorales sont plus exposées.
Au niveau global de la planète, on
dénombre 45.000 orages par jour,
qui provoquent 100 coups de foudre par seconde.
Coups et effets
La foudre frappe toujours de deux
manières : directement, sur la struc-
technique
créer un chemin efficace conduisant la foudre le plus directement
possible à la mer, plutôt que de la
laisser passer n’importe où. Ils provoquent d’importantes surtensions
dans les lignes d’alimentation et
les réseaux de mise à la terre. À
terre, on protège le réseau et les
équipements électriques au moyen
de parasurtenseurs limitant la surtension dans les lignes, les antennes, les raccordements aux circuits
de données, etc.
Les « coups distants » sont nettement plus fréquents que les coups
directs. L’intensité d’un coup distant
dépend de la distance à laquelle
frappe la foudre, et de ce qu’il y a
entre le point d’impact et le bateau
(air, eau, câbles, etc.) Ils provoquent aussi des surtensions dans les
lignes électriques, mais elles sont
nettement plus faibles que celles
induites par les coups directs. À
terre, on protège les équipements
au moyen de parasurtenseurs limitant les hausses de tensions dans
les circuits électriques et aux bornes des équipements.
Effets d’un coup de foudre
ture qu’elle frappe et indirectement,
quel que soit le point d’impact. Elle
peut frapper à diverses distances de
nous et avoir divers types d’effets
sur nous et les équipements. C’est
pourquoi il est nécessaire de clarifier le vocabulaire utilisé. Un coup
direct de la foudre pouvant avoir
des effets induits à une certaine
distance, il ne faut pas confondre
coup et effets.
Les effets se réfèrent aux dégâts
occasionnés par la foudre. Il y en
de deux sortes. Les effets directs
concernent les dommages provoqués par un coup de foudre direct.
Ce sont principalement des dégâts
physiques et/ou des accidents aux
personnes. Un coup de foudre distant n’a pas d’effets directs. Les
effets induits concernent les dom-
mages provoqués à distance aux
équipements électriques et électroniques. Ils se propagent soit
à travers les réseaux électriques
et lignes de mise à la terre, soit
à travers l’espace, sous forme de
champs électromagnétiques et
électrostatiques à l’origine de surtensions électriques.
Effets directs
Les « effets directs » de la foudre se
manifestent si la foudre tombe sur
la structure. La décharge électrique
de la foudre tombe sur le bateau
lui-même ou est captée par son
système de protection. Dans ce cas,
on peut principalement s’attendre
à des dégâts matériels (gréement,
coque, girouette, antennes, etc.),
des risques d’incendie ou d’explosion, des accidents aux personnes
(morts ou blessures graves) et des
dégâts aux circuits électriques et
électroniques se trouvant sur le
chemin du courant de foudre.
Effets induits
Des « effets induits » de la foudre
peuvent se manifester quel que soit
le point d’impact, même si la foudre tombe à distance. La différence,
si la foudre tombe à distance, est
que ses effets sont plus ou moins
atténués. Le risque pour les personnes, sans être nul est cependant
nettement moindre que celui dû
aux coups de foudre directs. Le
processus de propagation des effets
induits dans les bateaux et sur terre
est basé sur les mêmes principes.
COUP EFFETS
(où frappe la foudre) (ce que la foudre provoque)
Coups directs et distants
Le coup (de foudre) se réfère à la
« localisation géographique » du
point d’impact de la foudre. On
parle de coup direct si la foudre
frappe physiquement la structure
ou le bateau et de coup distant si
elle tombe à proximité.
Les « coups directs » sont très dangereux pour les personnes. On ne
peut donc pas prendre le risque
de les ignorer. Ils occasionnent
également des dégâts importants
aux structures, par exemple à la
coque, au gréement, au système
de captage et de mise à la terre de
la foudre, etc. Il est préférable de
Coup direct
➜ Effets directs
➜ Effets induits
(forte intensité)
Coup distant ➜ Effets induits
(faible intensité)
Suite au prochain numéro...
• Pierre Lang
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