La Foudre, Le Changement Climatique Et Les Paratonnerre.

Chaque jour, dans le monde, quelques 44.000 orages ont lieu et plus de 8.000.000 de chutes de foudre sont générées d’après le système de détection mondiale de météorologie. Presque toutes les décharges naturelles commencent dans les nuages et progressent sous forme d’arbre à plusieurs branches : les unes sont compensées par des charges négatives tandis que les autres par des charges positives. Lors de leur trajectoire, elles transportent des courants électriques pouvant atteindre les 20.000 Ampères en moyenne et des valeurs maximales dépassant les 200.000 Ampères pendant des millionièmes de seconde avec des potentiels qui ont été estimés en valeurs dépassant les 15 millions de volts et dégageant une énergie thermique supérieure à 8.000 degrés.

A ce jour (16/11/2005) , on comptabilise plus de 968.960 impacts de foudre en France depuis janvier 2005. Source Météorage. www.meteorage.fr

Le changement climatique prévoit des orages intense avec une augmentation de l’activité de foudre.

Depuis des années, des variations climatiques, avec des conséquences dévastatrices, se produisent .L’être humain doit s’adapter. Notre inquiétude, en particulier, s’est centrée, depuis plusieurs années, à trouver des solutions pour se protéger de la foudre, pour cela, nous avons effectué des recherches dans les domaines de l’activité orage et de l’impact de foudre, son identité et son comportement, le résultat est une préconisation d’une augmentation de l’activité électrique dans l’atmosphère ( FOUDRE), causée par différents facteurs, 1 la progression du réchauffement global qui active les nuages orageux, 2 l’augmentation de l’activité solaire qui charge électriquement la ionosphère et par conséquence l’atmosphère, 3 les changements de direction des vents et des températures ainsi que des pressions atmosphériques qui transforment les grandes masses d’air chargées de vapeur d’eau.

Pour en savoir un peu plus, on résume les effets directs et indirects de la foudre pendent et durant l’impact sur un objet, incluant une tige de paratonnerre. :

La foudre Benjamin Franklin, en 1747, a commencé ses expérimentations sur l’électricité. Il a avancé une théorie possible de la bouteille de Leyden, a défendu l’hypothèse que les orages sont un phénomène électrique et a proposé une méthode effective pour le démontrer. Sa théorie a été publiée à Londres et a été essayée en Angleterre et en France avant même qu’il ne réalisa lui-même sa fameuse expérience avec une comète en 1752. Il a présenté la théorie dénommée du fluide unique pour expliquer les deux types d’électricité, positive et négative. En reconnaissance à ses impressionnants succès scientifiques, Franklin a reçu des titres honorifiques des universités de Saint Andrews et Oxford. La foudre est une décharge électrique du champ naturel de l’ordre de 300.000 Volts entre l’ionosphère et la terre en temps stable ; pendant les orages, les tensions électriques qui résultent découlent de la concentration et la génération de charges du phénomène thermodynamique qui a lieu pendant l’évolution du cumulo-nimbus. Dans ce dernier la génération et la séparation constante de charges polariseront le nuage en induisant à terre un champ électrique variable en toute probabilité, les valeurs électriques résultantes partant à 120V/m au niveau de la mer en temps stable et jusqu’à des valeurs critiques de 45.000 V/m. Pendant le processus actif critique de l’orage, ces valeurs modifient les propriétés de l’air limitrophe qui agit normalement comme un diélectrique. Les lignes du champ électrique ont un sens. Si ces lignes de champ sont saturées sur un point en particulier (paratonnerre pointe), le transfert concentré d’électrons excitera le diélectrique (air) en l’ionisant jusqu’à sa rupture (la foudre). C’est à ce moment-là que le potentiel électrique sera compensé jusqu’à sa prochaine génération ou compensation électrique. Effets-thermiques Ces effets sont liés aux quantités de charges à écouler lors du coup de foudre. Ils se traduisent par des points de fusion plus ou moins importants au niveau des impacts lorsqu’il s’agit de matériaux conducteurs et par une élévation de température aux endroits de mauvais contact pour des matériaux de grande résistivité. Sur des matériaux mauvais conducteurs une grande énergie est libérée sous forme de chaleur, l’humidité qu’ils contiennent provoque alors une surpression brutale allant jusqu’à l’éclatement. Ce processus peut être observé par exemple lors du foudroiement direct d’une construction.

Effets acoustiques Les forces électrodynamiques liées au courant s’écoulant dans l’éclair créent une dilatation de l’air du canal de foudre et une élévation de pression dans le canal. Cette surpression et sa disparition brutale crée une onde de choc. La distance du canal de foudre et son orientation par rapport à l’observateur déterminent le spectre sonore perçu par l’opérateur.

Effets lumineux Les effets sur les installations sont limités aux équipements optiques. Chez l’homme, des lésions oculaires peuvent survenir.

Effets électriques

Différence de potentiels, effets électromagnétiques, effets électrodynamiques, effets électrochimiques. Le résultat, c’est des surtensions par conduction ou induction : lorsqu’un coup de foudre impacte au sol ou sur une électrode comme un paratonnerre Franklin, l’onde et pulse électromagnétique se propage le long de l’espace temps, et par le câble de terre du paratonnerre ou la terre physique, apparaît des forts courants de haute tension, générant de très forts courants supplémentaires dans les lignes électriques ou équipements électroniques, a cause de l’accouplement inductif, qui provoque à son tour des surtensions sur les équipes électriques même s’ils ne sont pas connectés, ils peuvent être endommagés. Ce phénomène entraîne, toujours un court- circuit avec destruction du matériel électrique ou électronique .

Effet sur les animaux. Chaque année, des centaines de chevaux, vaches et moutons sont tués. Le 1er août 1932, au cours d’un orage très électrique, 450 moutons périrent sur le Puy des Goules près de Clermont-Ferrand. L’électrocution massive du bétail s’explique par un phénomène appelé tension de pas : lorsqu’un coup de foudre se produit en terrain résistant (calcaire, granite, basalte), une onde de courant se propage en surface sur une certaine distance tout en s’atténuant. Si des animaux se trouvent à proximité du point d’impact, il s’établit des différences de potentiel entre leurs pattes. La différence de potentiel est d’autant plus marquée que les pattes de l’animal sont écartées. Il s’ensuit un passage de courant d’une patte à l’autre. Le cœur se trouvant sur son chemin, l’animal est alors tué. On appelle ce type de foudroiement : foudroiement par tension de pas. Dans certains cas, les bêtes foudroyées peuvent être projetées en l’air ce qui explique les étranges positions dans lesquelles on les retrouve.

Effet sur l’homme :

Chez l’homme, le foudroiement par tension de pas n’est pas toujours fatal, le courant ne passant que par les jambes et le bassin. Afin de réduire les différences de potentiel et d’éviter ce type d’accident, on préconise à la personne surprise par l’orage, de s’asseoir ou de s’accroupir, tête baissée, jambes jointes, bras collés contre le corps et mains sur la tête (cette dernière précaution étant de protéger partiellement le crâne contre un éventuel impact direct).

La mort :

Les causes principales de décès sont : l’arrêt cardiaque par fibrillation ventriculaire et l’arrêt cardio-respiratoire (asystole). Les types de blessures peuvent être très variables et n’ont à ce jour pas toutes été étudiées. Les blessures courantes sont : les brûlures externes et internes, les atteintes neurologiques et psychiques, les lésions oculaires et auditives, les lésions myocardiques, les troubles musculaires.....

Les conséquences en France

Une moyenne de 1.000.000 de coups de foudre par an. (source Météorage) . Le coût annuel des dommages causés par la foudre se chiffrent en milliards de Francs. Entre 8 et 15 morts par an. (source Association Protection. Foudre) 20.000 animaux foudroyés 20 000 sinistres dus à la foudre dont 15 000 incendies. 50 000 compteurs électriques détruits 250 clochers détruits

Les conclusions :

Vu le changement climatique et la montée progressive de l’activité de foudre et ces conséquences, il est conseillé donc, de revoir les normes de paratonnerre pour adapter les nouvelles technologies de protection contre la foudre à la situation météorologique actuelle.

La prévention et la protection des personnes et une priorité pour la France, ainsi que garantir la continuité des procès productifs et des installations de tous genres technologiques.

le changement climatique est une réalité, elle nous oblige à nous adapter en fonction de chaque besoin.

Malgré tout, l’évolution technologique et industrielle continue, elle utilise toujours le principe de protection pour la foudre de B. Franklin (Paratonnerre ionisant en une ou multipoint) avec plus ou moins d’efficacité, son principe de fonctionnement est d’exciter le traceur à partir du potentiel électrique naturel, pour attirer la foudre dans la zone de protection et la canaliser à la terre.

Des installations à risques, ont engendré des problèmes pendant l’impact de la foudre sur les paratonnerres Franklin installés, avec 22 % d’accidents après des étude de l’ INERIS à 483 industries Françaises : Résultat :

Incendie Choc électrique Arrêt partiel ou total des installations.

La réalité et telle qu’elle est.

Si on ne sait pas maîtriser la trajectoire de l’impact de la foudre , et l’intensité de sa décharge, il faut donc l’éviter.

Par conséquence il faut compenser pacifiquement la charge électrostatique de la terre dans la zone a protégée ; pour éviter la saturation du champ électrique atmosphérique créé au sol, et annuler la différence de potentiel et le canal ionisé entre la terre et le nuage. Les systèmes actuels de protection de foudre tel que les paratonnerres Franklin en général, sont mis en cause par les consommateur grâce a son inefficacité prouver, les normes Françaises de paratonnerre NFC-17100 et 102, ne sont pas actualisées pour adapter les besoins réels des consommateurs pour trouver une protection efficace. Les normes actuelles continuent de forcer le consommateur à se protéger avec des systèmes de paratonnerre préhistorique qui existe et attire la foudre sans s’engager à la protection et sans garantir l’intensité de la décharge et son point d’impact. Pour cela, il est urgent de changer la politique de protection, pour rediriger et conseiller en reprenant la confiance du consommateur sur l’application d’une norme de protection de foudre ouverte à toutes les nouvelles technologies existantes.

Il est conseillé maintenant, que depuis 30 ans, les fabricants en France actualisent cette technologie de protection foudre, dans la règle technique , ou le principe de protection est d’éviter l’impact de la foudre. Les recherches scientifiques, prouvent que les paratonnerres à tige simple n’ont plus de justification technique pour une homologation cohérente et se comporte comme une électrode simple de métal. Référence bibliográfique

INERIS, Etude des paratonnerres a dispositif d’amorçage, P.Gruet. octobre 2001. www.ineris.fr

INERIS, Le risque foudre et les installation classe pour la protection de l’environnement. Septembre 2001. www.ineris.fr

Thèse pour le doctorat en médecine présentée par M. Laurent CAUMON (13 février 1998)

Département de médicine et traumatologie de montagne de l’Hôpital de Chamonix (DMTM) http://perso.wanadoo.fr/dmtmcham/dm...

Service de prévention foudre Météorege, filial de Météo France. www.meteorage.fr

Nouvelle technologie de protection pour éviter la foudre au sol, INT www.paratonnerre.info

Protection contre la foudre des installations industrielles, Pierre Gruet INERIS,

Angel Rodriguez Montes. arm andorra.ad

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