• La colère de la terre

    Mystères de la terre

    La colère de la terre

    La foudre est un phénomène étrange et inquiétant

    La foudre est un phénomène naturel qui peut avoir des conséquences graves sur les êtres humains, sur les animaux et sur les biens matériels. Dans de nombreuses régions, l'été est la période la plus orageuse, c'est donc le moment d'essayer d'en savoir plus. Pour beaucoup, la foudre est un phénomène étrange et inquiétant. Voici quelques éléments pour mieux comprendre de quoi il s'agit et, surtout, pour apprendre à s'en protéger dans la vie quotidienne.

    Les dégâts causés par la foudre

    Chaque jour, 44 000 orages frappent le globe terrestre. En France, on estime que 4 coups de foudre en moyenne par km² ont des conséquences graves : 

    Les effets directs

    La foudre détruit ce sur quoi elle tombe :

    25 à 50 personnes et 20 000 animaux sont tués chaque année. 10 % des incendies sont dus à la foudre dont 40 % dans des exploitations agricoles et 8 % dans des églises. Des incendies de forêts et de réservoirs de carburant, la détérioration de bateaux et d'avions sont dus à la foudre.  

    Les effets indirects

    Effets secondaires d'amorçage d'induction ou de brusques variations du champ électromagnétique.

    30 000 à 50 000 compteurs électriques sont détruits par la foudre ainsi que des installations électriques, des installations téléphoniques, des postes de télévision, des outils informatiques. 

    Fréquence des orages

        - de 20 jours par an - de 20 à 30 jours par an - de 30 à 35 jours par an - + de 35 jours par an 

    Quelques clés pour comprendre la foudre 

    Champ électrique

    Pour comprendre le phénomène de la foudre, il faut savoir que nous sommes environnés de champs électriques qui se créent entre des éléments chargés positivement et d'autre chargés négativement.

    Par beau temps, le champ électrique au niveau du sol est d'environ 100 volts par mètre en direction de la Terre. Ce champ électrique est du au fait que les hautes couches de l'atmosphère sont chargées positivement tandis que la Terre est chargée négativement.  

    Nuage orageux

    Le nuage orageux est un cumulo-nimbus qui se forme suite à un effet d'humidité et d'échauffement du sol. Ce nuage, dont l'épaisseur peut atteindre 15 km, se comporte comme une énorme pile électrique. Les spécialistes parlent d'un dipôle électrique formé de deux ensembles de charge de signes opposés.

    La partie inférieure du nuage est chargée négativement et la partie supérieure est chargée positivement, d'où une différence de potentiel ou tension.  

    Inversion du champ électrique

    Quand un nuage orageux approche le champ électrique qui existe entre la Terre et le ciel s'inverse, il peut être 150 à 200 fois plus fort et dépasser ainsi le seuil de 15 000 volts par mètre au-delà duquel il y a amorçage.

    Il se crée un arc électrique de la même façon qu'on crée un arc électrique entre la pièce à souder (sur laquelle est fixée la pince de masse) et l'électrode lorsque l'on fait de la soudure avec un poste électrique.  

    La décharge de foudre 

    1 - un coup de foudre négatif descendant est toujours précédé d'une première décharge (le traceur) qui est faiblement lumineuse et qui progresse par bond en se ramifiant. 

    2 - Cette décharge (le traceur) s'accroît, elle devient de plus en plus lumineuse et atteint le sol en 1/100 de seconde. En même temps, au sol il y a formation d'effluves là où le champ électrique est intense et peut atteindre 400 000 ou 500 000 V/m.

     3 - C'est au point de rencontre entre le traceur (descendant) et l'effluve (montante) qu'il se produit une décharge de grande intensité et de forte luminosité. Elle emprunte le canal formé précédemment et s'appelle l'arc en retour. C'est le coup de foudre qui se passe en 1 millionième de seconde. Pendant son retour vers le nuage, le courant de décharge dégage une forte température - jusqu'à 30 000 °c - qui chauffe l'air, ce qui provoque son expansion instantanée et s'accompagne d'un bruit violent : c'est le coup de tonnerre.

     

    Les phases de la foudre 

      1ére phase

    Un courant de faible intensité circule dans le canal, c'est le courant de fuite. 

           phases suivantes :

    Le courant de fuite existe jusqu'à ce qu'un nouveau traceur apparaisse, suivi d'un arc en retour. Plusieurs décharges (4 en moyenne) se produisent ainsi dans le même canal.   

    Les surtensions

    Les surtensions sont la cause des dommages indirects provoqués par la foudre : dégâts aux installations et appareils électriques, électroniques, téléphones, télévision...Mais si la foudre est l'une des causes fréquentes de surtension, elle n'en est pas la seule. 

    Les origines des surtensions

    La foudre par impact sur les lignes aériennes.

    En tombant sur la ligne, la foudre crée une onde de courant de plusieurs milliers d'ampères qui provoque une surtension sur les appareils raccordés à la ligne.

    La foudre par impact sur la terre.

    En tombant sur le sol, la foudre provoque une remontée de potentiel électrique de la terre qui entraîne des surtensions dans les câbles souterrains et les prises de terre des maisons.

    La foudre par rayonnement.

    Le champ électromagnétique crée par la foudre - plusieurs milliers de volts par mètre à plus d'un kilomètre de son point de chute - crée des surtension sur les lignes et les équipements électriques qui sont à plusieurs kilomètres autour du point de chute.

    Les parasites industriels.

    Ils sont créés par des postes à soudure, des lampes à décharges, des moteurs, des fours à arc...

    Les parasites domestiques et de bureaux

    Ils sont surtout créés lors du démarrage de tubes fluo, de photocopieurs, de l'air conditionné...

    Les manoeuvres de l'EDF

    Commutations de transformateurs ou de moteurs, variations de charges sur le réseau, inductions mutuelles entre des lignes, contact accidentels entre des lignes de tension différentes...  

    Caractéristiques électriques d'un coup de foudre

    Durée totale : 0,2 à 1 seconde. Nombre de décharges : 4 en moyenne. Courant maximum : 200 000 ampères. Durée de vie d'une cellule orageuse : 2 heures. 

    LA PROTECTION DES BATIMENTS CONTRE LA FOUDRE : LES PARATONNERRES

    Le matériel

    Les paratonnerres sont destinés à préserver un bâtiment des impacts directs de la foudre en dirigeant sans dommage les décharges atmosphériques vers le sol. Paratonnerre ionisant non radioactif Véga. Le paratonnerre le plus courant pour une maison individuelle est appelé "à tige" parce que son dispositif de capture de la foudre est une tige pointue. 

    Une installation de paratonnerres comporte obligatoirement trois éléments :

        1 - Un dispositif de capture.

    2 - Un conducteur de descente.

    3 - Une prise de terre. 

    Un dispositif de capture

    Le paratonnerre doit être installé sur le point le plus haut du bâtiment à protéger et le dépasser idéalement et le dépasser idéalement de 5 m. On choisit le modèle de capteur en fonction du rayon de protection. Le rayon de protection varie selon sa hauteur au-dessus du sol.

    1 - Pointe inox + mât inox.

    2 - Liaison du mât d'antenne par l'intermédiaire d'un éclateur.

    3 - Fixations pattes déport.

    4 - Patte à cerclage et feuillard.  

    Un conducteur de descente 

    Généralement, il est constitué d'un conducteur plat en cuivre étamé de 30 mm x 2 mm. Sa pose doit respecter des règles très précises.

    Conducteur cuivre 30 x 2 mm fixé par trois attaches au mètre. Borne de coupure. Fourreau de protection.  

    Une prise de terre 

    Le plus souvent, c'est une prise de terre de type "patte d'oie" à 3 conducteurs plats (30 x 2 mm) en cuivre de 8 m de long, enterrés à 60 cm de profondeur.

    1 - Regard de visite avec liaison équipotentielle au circuit de terre électrique. 2 - Raccord multibrins pour patte d'oie de trois brins de 8 m en cuivre étamé de 30 x 2 mm.  

    Emplacement de la prise de terre enterré (vue de haut).  

    A ne pas oublier!

    Les lignes de mise à la terre ainsi que les masses métalliques doivent toutes être interconnectées. C'est la liaison équipotentielle.  

    La protection des équipements électriques : les parafoudres

    Il est aussi nécessaire de protéger les installations électriques et électroniques pour lesquelles les effets secondaires de la foudre (plus particulièrement les surtensions induites) sont bien souvent destructeurs; Lorsque la foudre tombe, cela provoque un rayonnement électromagnétique très important à l'origine des surtensions de très forte amplitude qui endommagent ou détruisent les installations et les appareils électriques et électroniques.

    Dans une maison particulière, plusieurs types de protection peuvent être utilisés pour éviter ou limiter les dégâts de la foudre :

    Sur la ligne téléphonique : pose d'un parafoudre.

    Sur le tableau EDF : installation de boîtiers de protection.

    Sur les appareils électriques sensibles : mise en place de prises parafoudre.

    Sur les antennes hi-fi et TV : mise en place d'un parafoudre.  

    Les prises antifoudre (PAF) 

     Prise 2 broches plus terre pour tout type d'appareil.     

     Prise téléphone.      

     Prise TV et magnétoscope.      

     Prise informatique avec voyant et signal sonore.    

     Protection pour liaison informatique à connecteur, à installer en série sur la "nappe"      

    Où et quoi protéger?

    Où protéger?

    En ce qui concerne la protection contre la foudre et, en particulier, l'installation de paratonnerre, on tient compte du niveau kéraunique du lieu. Le niveau kéraunique est le nombre de jour par an où l'orage a été entendu dans une zone déterminée. Les départements français ont été divisés en deux catégories : niveau inférieur ou égal à 25 et niveau supérieur à 25 (voir carte de France ci-dessous).

    La protection des équipements sensibles est recommandée dans tous les cas et elle est indispensable lorsque le niveau kéraunique est supérieur à 25.

    En ce qui concerne la protection contre les surtensions de tout ordre, elle est recommandée pour tous les appareils sensibles, quel que soit le niveau kéraunique, puisque les surtensions peuvent être d'origine industrielle ou domestique, ou encore être liées au réseau EDF. De plus, elles peuvent se produire pratiquement n'importe où et n'importe quand.

    Niveaux Kérauniques (source : Union technique d'électricité) 

    Quoi protéger ?

        Contre la foudre : les bâtiments

    Contre les surtensions :

    - Les réseaux électriques et téléphoniques - Les appareils sensibles : téléviseurs, magnétoscopes, chaînes hi-fi, ordinateurs, centrale d'alarme dans un système à fils.... 

    Avec quoi protéger ?

    Contre la chute de foudre sur le bâtiment avec un système de paratonnerre  

    Contre les surtensions :

    avec des parafoudres.

    Ces parafoudres sont constitués d'un système de coupure instantané en cas de surtension (souvent par un éclateur à gaz). Ils doivent donc être remplacés lorsqu'ils ont eu à assurer la protection. Certains sont pourvus d'un voyant lumineux qui indique quand ils doivent être remplacés. Il est préférable de changer un module de protection plutôt qu'un équipement électrique ou électronique.  Protections modulaires à installer sur le tableau de distribution abonné. Si le témoin rouge est allumé, le module est à remplacer.  

      Coffret à haut pouvoir d'encaissement à utiliser après le disjoncteur EDF si celui-ci est installé loin du tableau de distribution d'abonné ou si le tableau est plein et ne permet pas de poser des protections modulaires. 

    (source : protelsofracom)

     

      

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