A moss : Y a ça, oui, mais pas que, la présence de masse métallique te désignant comme cible, entre autre lors de la dispersion de la charge au sol (je vais revenir un peu plus tard dessus, mais en gros, dans une assemblée qui s'est prise une bourre par rebond, les plus touchées furent les femmes. Qui eurent aussi des brulures au niveau des bijoux, bien entendu).
Un très bon site sur la foudre :
http://www.goldiproductions.com/revenir_vivant/foudre.htmlLe post se nommant "idées reçues : les orages", commençons gaiement dans les idées reçues.
La foudre. Non. LES foudreS.
Ce a quoi on fait référence en disant la foudre est la décharge nuage sol positive ou négative. Il existe aussi la décharge sol nuage, positive ou négative, la foudre en boule qui est une foudre "de rebond", très mal connue, la foudre intra-nuage (l'éclair ne quitte pas le nuage) et la foudre inter-nuages (l'éclair ne quitte pas le ciel). Et ça ce sont juste celles que je connais.
Un orage, c'est de la pluie, des éclairs et du tonnerre. Ben non. Phénomène peu étudié en Europe mais par contre beaucoup plus aux Etats-Unis, entre autre depuis la mort d'un cycliste par une belle journée d'été sans nuage où il n'y eu même pas de tonnerre. Juste un éclair, un seul, qui a tué le pauvre type. Les témoins l'ont vu s'écrouler, n'ont rien entendu, et c'est chez le légiste qu'on a diagnostiqué l'électrocution, qu'un inspecteur un peu curieux a rapportée aux chasseurs d'orages qui ont découvert un orage qu'ils ne connaissaient pas encore.
La foudre ne tombe jamais deux fois au même endroit (sauf si c'est un paratonnerre) : Faux. La composition du sol peut faire que la foudre tombe dans la même zone ad vitam, à chaque orage. Question d'accumulation de charge.
La foudre tombe : ben non. Elle peut aussi monter, faire des déplacement latéraux et même faire des bouclettes sur elle-même. Et même un détour. Pas étonnant que la superstition lui donne un esprit.
La foudre tue : Euh... A nuancer. La foudre
PEUT tuer, c'est très différent. La variation d'intensité entre deux décharges de foudre du même type couvre un gamme de variations impressionnante. On parle d'un phénomène qui rien qu'au niveau de la température, peut passer à travers du métal sans rien faire, le souder, le fondre, ou carrément le vaporiser plus vite que si on projetait le bout de métal en question à la surface du soleil (on parle d'une température de 5 fois la surface du soleil, ici). En gros, un tiers des personnes frappées par la foudre meut. J'en parlais tout à l'heure, un type a pris, au cours de sa vie, 7 décharges dans le corps. Un certain Roy Sullivan, qui a fini suicidé (les explications divergent. Pour certain, c'est de lassitude de se prendre la foudre, pour d'autres, d'une histoire d'amour non partagée. Encore un coup de foudre, quoi).
Un autre aspect de l'orage (aspect sécurité active, maintenant) : le paratonnerre à tige simple... Et quelques idées reçues à son sujet
Benjamin Franklin, son expérience de 1752 et ce qui en découleOn étudie la foudre depuis 1750, à peu près, et Benjamin Franklin, l'inventeur de plein de trucs mais entre autre du paratonnerre, a été le premier à prouver la nature électrique de la foudre, et, partant, la possibilité de s'en protéger en la canalisant.
ATTENTION/WARNING/GAFFE- Pour la suite, quand je vais parler de foudre, il s'agira de foudre de type descendante nuage/sol à charge négative (le nuage, pas le sol). C'est le seul type de foudre qu'on connaisse réellement un peu. Coup de bol, c'est aussi le plus courant (90% des décharges CONSTATEES de par le monde).
- Le comportement de la foudre reste assez imprévisible. Toutes nos "connaissances" sur le sujet dérivent d'expériences datant de 2 siècles et demi (et refaites à l'envie, puis affinées), dont
certains des premiers tests ont abouti par la mort de l'expérimentateur. Il s'agit certes d'une science encore plus ancienne que l'étude de la respiration humaine (30 ans avant Lavoisier), mais la physique quantique et la mécanique des fluides sont venues tout chambarder. Autant on peut avec une faible marge d'erreur deviner ce que la foudre va faire "en gros", autant
il est impossible de prévoir avec exactitude le comportement spécifique des différents arcs !Voilà pour la mise en garde, maintenant retournons à Franklin, un type encore plus génial qu'il n'était fêlé. Mais vous allez voir, il était pas mal fêlé.
Franklin écrivit un protocole d'expérience afin de définir la nature de la foudre : une tige, pointue et métallique, portée par un cerf-volant, va se perdre en hauteur. A l'autre bout, avant la main du type tenant le cerf-volant, une clef.
Il écrivit cette expérience un peu comme on écrit une bonne blague, il n'est pas certain qu'il la fit tel quel, vu que lors d'une démonstration ultérieure enregistrée, l'expérience avait été modifiée. Par contre, un européen qui l'a tentée sans modifications... est mort.
L'expérience réellement réalisée par Franklin et qui donna naissance au paratonnerre ajoutait à la clef un fil de cuivre relié au pôle en laiton d'une bouteille de leyde (un dispositif capable d'enfermer une charge électrique très importante, qu'on suppose inventé à Leyde mais qui n'est en fait qu'une redécouverte, des bouteilles de leyde primitives ayant été retrouvées lors de fouilles archéologiques dans le bassin mésopotamien. Ce qui fait assez bizarre mais là on s'éloigne du sujet).
Pour faire court, la foudre frappa la barre métallique pointue du cerf-volant (c'est l'effet de pointe), remonta le fil mouillé jusqu'à la clef, pris le chemin offrant le moins de résistance (loi d'Ohm) et finit sa course enfermé dans la bouteille de Leyde, sans électrocuter Franklin qui tenait la ficelle trempée du cerf-volant. Quand je vous disais qu'il était quand même un peu timbré.
ATTENTION : Ce qui suit est la fabrication d'un dispositif DE REDUCTION DES RISQUES . Son utilisation implique :
- Que vous ayez bien compris qu'il est question d'un dispositif de réduction des risques, pas d'une protection absolue.
- Que vous ayez aussi bien compris qu'on parle, ici, d'attirer des éclairs, quand même. Hors, je viens de vous tartiner sur le fait qu'un éclair, c'est assez imprévisible.
- Que vous ayez conscience que ce dispositif n'a une efficacité QUE contre les éclairs à charge négative. Il n'y a PAS de protection contre les éclairs à charge positive. Du tout. A part vous enfermer dans une cage de Faraday, avec un bon paquet d'isolant sous les pieds. ET encore.
A quoi ça nous sert ?
Cette expérience a permis de prouver qu'il était possible de canaliser la foudre et en est né le premier paratonnerre, le paratonnerre à tige simple
Un paratonnerre à tige simple, c'est quoi ?
Il s'agit d'une pointe métallique, située à au moins 2 mètres de haut, et reliée par un conducteur à une autre pointe métallique, fichée dans le sol (ou encore mieux, plongeant dans un puit rempli d'eau). Et ça protège une sphère de rayon variable (en fonction de l'intensité de l'éclair) située en dessous de la pointe supérieure.
Après avoir passé une partie de la journée à affiner une hypothèse de création d'un paratonnerre de fortune, j'ai trouvé un peu de documentation à partager ici à propos des paratonnerres à tige simple
normés (contrairement à mon hypothèse de base. Vous allez voir que c'est déjà assez coton comme sujet. L'improvisation d'un paratonnerre de fortune comme je le suggérais restera pour l'instant une théorie qui ne reviendra ici que si je survis à un test sur le terrain. Pour les paratonnerres à la construction desquels j'ai participé, des photos suivront. Par contre le plan de construction je le mets déjà, vous allez voir à quel point le dispositif est "simple").
Schéma d'un paratonnerre à tige simple:

Comme on le voit sur le schéma, le paratonnerre est situé le plus haut possible (et surtout plus haut que les éléments l'environnant). Son but est d'attirer la foudre, de l'amener par un chemin, le plus court et le plus conducteur possible, au sol, et de le disperser en profondeur (afin de minimiser l'effet décrit dans le schéma de Ulf, la dispersion horizontale, et d'éviter les "rebonds de foudre", le principal danger qu'on court à regarder tomber la foudre le fenêtre ouverte. L'accident de 1969 arrivé à Roy Sullivan était un ricochet de ce type, la foudre a frappé un arbre avant d'aller le frapper lui en passant par la fenêtre ouverte de son camion).
Le paratonnerre actuellement aux normes fait passer la foudre à travers un câble en inox d'un diamètre (continu) d'un diamètre de 18mm. Il existe des cables plus gros (comme ceux que ma famille et moi utilisons) MAIS l'augmentation de la section réduit la résistance, et donc, une plus grande charge électrique arrive dans le sol. Avec un risque de fonte, donc, au niveau de la pointe dans le sol (et à chaque raccord). Pour l'instant, ça tient le coup.
Premier mythe :
La protection d'un paratonnerre est une zone définie.
Faux. c'est une zone définissable. Ca fait une grosse différence. On peut définir une zone MINIMALE de protection (c'est à dire une zone où toutes les décharges sont captées). Une zone maximale de protection est une autre paire de manche. Vous allez voir pourquoi ensuite, là, voici les éléments de calculs de la zone protégée. Vous noterez que plus la pointe de capture de l'éclair est placée haut, moins l'angle est important. En gros, imaginez que le bâtiment ou la zone protégée ressemble à une ogive, qui va s'élargissant, avant de plafonner et de tomber droit. Une sorte de préservatif, si vous préférez cette image.
Méthode de calcul proposée par la société Energie Foudre
http://www.energie-foudre.com/pdf/fiche_paratonnerre_tige_simple.pdfEn prenant une tige de 2 mètres pour un paratonnerre de type I, j'arrive à un diamètre au sol d'à peu près 6m 60. C'est la zone minimale.
Second mythe :
Plus la décharge électrique est forte, plus on court de risque.
C'est presque l'inverse. Plus le potentiel à décharger est fort, plus la foudre est captée loin. C'est de l'électromagnétisme.
Ce qu'il faut en retenir : plus l'éclair est petit, plus la zone protégée est restreinte autour du paratonnerre (la fameuse zone minimale). Quand à la zone maximale... Elle n'est pas encore définie, des types font leur métier de traquer les éclairs les plus puissants pour savoir jusqu'où on monte. J'ai bien trouvé des références parlant d'une zone de captage (on va laisser tomber protection, vous allez voir pourquoi) de 300 mètres... MAIS aucun site de protection ne propose de zone de protection réelle dépassant 60 mètres. Je n'ai pas trouvé d'explication à celà, je ne propose donc que la suivante : un éclair générant une zone de captage de plus de 60 mètres fait fondre les dispositifs commerciaux (contrainte matérielle). Pour mémoire, un éclair peut générer une température de 30 000 degrés °C. C'est plus que la surface du soleil (4200°C à la surface de la photosphère).
Bref il captera un éclair de très loin et... Fondra.
Mythe 3 :
Un paratonnerre est un dispositif de protection.
A relativiser. Un paratonnerre n'offre pas un dispositif de protection absolue, son efficacité est variable, il est moins efficace contre les petites décharges et peut être détruit par les grosses. De plus, il ne protège que contre UN SEUL type de décharge. Hors il y en a plusieurs. Ce qui fait l'efficacité du paratonnerre en tant que dispositif de réduction des risques, c'est qu'il peut parer la décharge la plus courante.
Bref, au vu de toutes ces données, l'idée proposée précédemment dans ce post est une idée dangereuse parce qu'elle part du principe de choisir entre deux dangers lequel on préfère courir, avec de gros facteurs d'incertitude. EN gros, pas forcément une mauvaise idée, mais pour qu'elle soit "bonne", il faut être dans une situation qui, j'ose l'espérer, ne vous arrivera jamais (1 chance sur 10 000 au cours d'une vie humaine, en gros. Sauf si vous vous nommez Roy Sullivan. Si vous êtes bilingue, allez lire sa biographie résumée sur wikipédia ou l'article suite à son suicide, c'est édifiant sur le fait qu'au final, la foudre fait un peu comme elle en a envie),
Edit : Très bon schéma de la dispersion au sol sur un post un peu avant, avec l'explication de la différence de potentiel, merci Ulf.
A ceux qui ont eu l'amabilité de lie tout mon post, merci. J'espère qu'il n'a pas été trop chiant, c'est une refonte d'un post précédent sur remarque de la modération (ton trop léger, par exemple), j'espère l'avoir assez simplifié sans en ôter trop d'informations (on va laisser tomber les quanta et les mathématiques des chaoticiens, ça ne faisait pas avancer le schmilblick).
Edit du 26/07 : correction d'une phrase tapée trop vite et qui disait l'inverse de ce que je voulais dire. Merci Ulf d'avoir remarquée.