LA FOUDRE
CONSÉQUENCES
en chiffres.
En France, le nombre de coups de foudre qui frappe le sol est de l’ordre de un million par an. Bien que la probabilité d’être impacté par la foudre soit de l’ordre d’une pour un million, les dégâts engendrés par la foudre représentent par an :
- 15 à 40 décès,
- 20 000 animaux foudroyés,
- 20 000 sinistres dus à la foudre dont 15 000 incendies,
- 50 000 compteurs électriques détruits,
- 250 clochers détruits,
- 1 milliard d’euros de dégâts.
SOLUTIONS
Il existe cependant plusieurs solutions pour se prémunir des accidents liés à la foudre :
- Le Paratonnerre à Dispositif d’Amorçage (PDA),
- La Cage Maillée,
- Les Fils tendus,
- Le Paratonnerre à Tige Simple (PTS).
LE PHÉNOMÈNE FOUDRE
LA FOUDRE
La foudre est un phénomène naturel de décharge électrostatique disruptive qui se produit lorsque de l'électricité statique s'accumule entre un nuage et la terre. La différence de potentiel électrique entre les deux points peut aller jusqu'à 100 millions de volts et produit un plasma lors de la décharge, causant une expansion explosive de l'air par dégagement de chaleur.
DISSIPATION
En se dissipant, ce plasma crée à la fois un éclair de lumière (la foudre) et un son (le tonnerre). La formation ou l’arrivée d’un nuage orageux provoque la création d’un champ électrique entre le nuage et le sol.
Ce champ électrique au sol augmente jusqu'à des valeurs de 10 kV/m, initiant ainsi la création de décharges couronne à partir des irrégularités du sol ou des masses métalliques (saillies).
L’éclair entre le nuage et le sol est constitué par des traceurs descendants, mais également par des traceurs ascendants(figure 1).
Le traceur descendant négatif (cas le plus fréquent), prend naissance au sein des masses négatives du nuage.
PROGRESSION DU TRACEUR
Ce traceur progresse ensuite en direction du sol, par bonds successifs (contrairement au traceur positif qui lui progresse de façon quasi continue) de quelques dizaines de mètres et avec des temps d’arrêts de 40 à 100 µs entre bonds (figure 2).
Au fur et à mesure de la progression du traceur on assiste à de nombreuses ramifications orientées vers le bas.
LES EFFETS
Sans protection appropriée, la propagation du courant de foudre peut se traduire par de multiples effets qui se divisent en deux grandes catégories : les effets directs et les effets indirects :
LES EFFETS DIRECTS
- Effets mécaniques induits lors d’un impact foudre (déformations, arrachements, destructions, ...).
- Effets thermiques (ou "effet Joule") engendrant au point d’impact la fusion voire la destruction par explosion des matériaux ou encore des départs de feux.
- Effets électrochimiques se traduisant par la décomposition chimique des matériaux par réactions électrolytiques (négligeables, présents essentiellement au niveau des prises de terre).
- Tensions de pas pouvant provoquer sur des êtres vivants, des brûlures ou des arrêts respiratoires et cardiaques lors de la dispersion du courant de foudre dans des sols hétérogènes.
LES EFFETS INDIRECTS
- Surtensions conduites lors d’un coup de foudre direct sur une ligne électrique ou un pylône. Le courant se propage et atteint toutes les installations distribuées par la ligne même localisées à plusieurs kilomètres du point d’impact.
- Surtensions induites par le rayonnement électromagnétique du courant de foudre sur tous les éléments métalliques proches. Des surtensions et des courants transitoires apparaissent ainsi sur tous les équipements qui leur sont reliés dont les effets sont proportionnels à la puissance et à la proximité du coup de foudre.
- Montées en potentiel de la terre de l’installation, au moment de la dispersion du courant dans le sol, provoquant des différences de potentiels destructrices entre les masses des équipements et les réseaux auxquels ils sont reliés.
- Remontées de terre par dissipation non négligeable du courant de foudre évacué par la terre du paratonnerre, vers la terre de l’installation.