La Foudre

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.