Effets physique des paratonnerres

[Invité]

Bonjour

Nouveau sur le forum et un étant un peu ignorant concernant les parafoudres je viens vers vous. J'ai déjà reçu une formation sur le sujet, mais certaines informations restent floues

Les armloçages sont-ils les seuls effets à craindre de la foudre ? Un bon paratonnerre attire la foudre ? Un partonnerre a dispositif d'amorçage couvre une plus grande zone qu'un "à tige" ? La zone de protection d'un paratonnerre s'étend seulement à un cône sous celle-ci ?
Que penser du modèle electromagnétique ? Si une terre est trop resistive ou va l'energie qui "remonte" de la terre ? Lorsque la foudre "frappe" le champ électrique est le seul perturbateur ? Si la resistance de terre du paratonnerre est trop élevée le courant va dans le batiment ?

Mes questions sont un peu "farfelues" mais j'aimerai bien comprendre le système pour ne pas avancer n'importe quoi à mes clients. Merci

[Max78]

Bonjour,

Je trouve ce sujet intéressant car vous avez des questions sur des idées reçues qui sont souvent loin de la réalité. Je vais essayer de mettre les choses au clair.

Les armloçages sont-ils les seuls effets à craindre de la foudre ?

J'imagine que vous avez voulu dire amorçages. Il est vrai que les effets chimiques, mécaniques ou acoustiques sont minces cependant, il convient de ne pas omettre l'induction du champ magnétique ! Dans les boucles de masse elle peut avoir des effets ravageurs !

Un bon paratonnerre attire la foudre

Heureusement que non sinon en mettre un sur les bâtiments nous mettrait plus en danger qu'autre chose. Le paratonnerre sert uniquement à déclencher l'arc de retour si un précurseur (dans le sens physique du terme) est trop prêt. D'un point de vue scientifique, personne jusqu'à aujourd'hui a réussi à démontrer qu'un paratonnerre attire la foudre ne serait-ce que sur 5/6 mètres et pourtant un éclair peut faire des kilomètres.

Un partonnerre a dispositif d'amorçage couvre une plus grande zone qu'un "à tige" ?

Non. Aucune étude n'a permis de le démontrer ! Lorsque se produit les feux de Saint Elme les courants mesurés ne sont pas supérieurs dans le cas d'un PDA par rapport à une tige. Mais bon, il fallait bien trouver une excuse pour vendre d'autres modèles plus chers de paratonnerre .....

La zone de protection d'un paratonnerre s'étend seulement à un cône sous celle-ci ?

Effectivement une rumeur persistante dit cela. Ceci dit, elle est complètement infondée ! Celle que j'ai entendu était la protection du cône avec un angle de 45°. Le modèle electromagnétique, le seul scientifiquement prouvé, est en contradiction totale avec cette théorie. En revanche, on se sert du cône dans les BE pour l'aide apportée concernant les calculs d'évaluation de la fréquence de foudroiement d'une structure par exemple.

Que penser du modèle electromagnétique ?

Disons que c'est le seul qui tienne la route scientifiquement parlant, maintenant, il y a un bémol. Il est validé par les chocs négatifs mais pas pour les chocs positifs ou ceux dont l'amplitude est différente du premier arc en retour. Après, c'est un modèle empirique donc à voir avec les nouveaux modèles mais çà m'étonnerait qu'ils aillent à l'encontre de celui-ci car même si les technologies évoluent, le phénomène physique reste le même.

Si une terre est trop resistive ou va l'energie qui "remonte" de la terre ?

Il est important de faire un petit rappel. La foudre est du courant à écouler sans provoquer de surtensions dans les circuits. Donc, peu importe la valeur de la terre, même avec une "terre très résistante" on sait se protéger de la foudre. Heureusement pour les aeronefs ! Ceci étant dit, c'est une des raisons pour laquelle on évite de faire voler les avions à travers des cumulonimbus dit "nuages d'orage".

Lorsque la foudre "frappe" le champ électrique est le seul perturbateur ?

Le champ électrique statique précédent la foudre n'est pas dangereux. C'est à l'instant de la décharge que le magnétisme le devient. Des arcs secondaires entre masses non interconnectées peuvent tout détruire.

Si la resistance de terre du paratonnerre est trop élevée le courant va dans le batiment ?

Non non et non ! Plus la terre est résistive et plus il y a d'énergie écoulée dans le sol. Le champ magnétique de la foudre est proportionnel à son courant donc une mauvaise terre n'augmente ni son courant, ni son champ magnétique ni sa tension.

Je ne trouve pas que vos questions soient "farfelues" elles révèlent juste une certaine curiosité dont j'ai déjà été victime dans le passé pour pouvoir vous répondre aujourd'hui

Cordialement,
Max

[Invité]

Merci max c'est très clair !

Au faite tu ne serais pas ce que c'est une impédance d'onde ? Mon formateur ma dit qu'elle valait 220 ohms dans l'air mais je n'y comprends rien et je m'enmèle avec tous ces termes techniques

[Max78]

Bonjour,

Dans un champ électromagnétique, vous avez deux composantes, une magnétique (H) et l'autre électrique (E). Quand vous avez une source de faible impédance c'est le champ magnétique qui aura la composante la plus importante. Par contre, si vous avez une impédance importante (une antenne par exemple), c'est le champ électrique qui sera le plus important*.
L'importance d'un champ par rapport à l'autre diminue au fur et à mesure que vous vous éloignez de la source pour arriver à une distance de / 2 ( étant la longueur d'onde).
A partir de cette distance, le rapport d'amplitude des 2 vecteurs devient une constante appelée impédance d'onde (Z= E / H).

Votre formateur ferait bien de se faire "reformer" avant de vouloir former des gens ... L'impédance dans l'air (appelée plus scientifiquement: "impédance intrinsèque du vide") vaut 377 (je peux apporter la démonstration mathématiques de ce que j'avance).

*Pour avoir un ordre d'idée, un talkie-walkie ayant une puissance d'1W peut avoir un champ de 4 à 7V/m à 1 mètre..

Cordialement,
Max