Foudre

La foudre est un phénomène naturel de décharge électrostatique disruptive qui se produit lorsque de l’électricité statique s’accumule entre des nuages d’orage, ou entre un tel nuage et la terre.

 

 

 

En France, chaque année environ 483 000 impacts de foudre sont enregistrés.

 

Origine de la foudre :

Le foudre est une manifestation de l’électricité d’origine atmosphérique, comportant une décharge accompagnée d’un éclair et de tonnerre. Il existe quatre types de coups de foudre :

  • Le coup négatif c’est-à-dire que le bas du nuage est chargé négativement. Les décharges sont multiples
  • Le coup positif c’est-à-dire que le bas du nuage est chargé positivement. Une seule décharge se produit
  • Le coup descendant caractérisé par une arborescence ouverte vers le bas
  • Le coup ascendant caractérisé par une arborescence ouverte vers le haut. Il est très fréquent en zone montagneuse.

Les effets physiques d’un impact de foudre :

  • Effets électriques :
  • Effets électrodynamiques qui peuvent être générés lorsqu’un courant fort circule dans un conducteur se trouvant dans un champ magnétique généré par des courants voisins. Ces effets peuvent être attractifs ou répulsifs suivant la disposition des conducteurs les uns par rapport aux autres
  •  Effets thermiques :
    • Lorsqu’un courant électrique traverse un corps conducteur cela entraîne son échauffement, c’est ce qu’on appelle l’effet de Joule. Dans de le cas de la foudre, on peut constater la fusion des conducteurs dont le diamètre n’est pas suffisant pour évacuer la quantité de chaleur.
    • Lors de coups de foudre, un contact de mauvaise qualité entre deux conducteurs peut être le siège d’un échauffement important conduisant à la fusion des pièces en contact. Cette fusion peut s’accompagner de la formation d’un arc et de projection métallique portée à haute température ce qui peut entraîner un risque d’incendie
    • Lorsque la foudre s’écoule dans des mauvais conducteurs contenant de l’eau, l’échauffement généré est important et peut entraîner une vaporisation de l’eau contenue dans le conducteur et à l’éclatement de lui-ci
    • Lorsqu’un arc traverse des substances inflammables, il est capable de provoquer un incendie par conduction de la chaleur ou par rayonnement thermique.
    • Lorsque la foudre traverse un matériau avec de la silice, elle peut entraîner sa vitrification. Dans certains cas, on peut observer la formation de fulgurite que l’on peut également qualifié « d’éclair fossilisé ».
  • Effets électromagnétiques : lorsque la foudre traverse des éléments jusqu’à la terre il y formation d’un courant électromagnétique. Des courants et tensions induits vont alors apparaître dans les conducteurs proches. La foudre peut avoir des conséquences destructrices ou perturbatrices sur des installations électriques ou électroniques jusqu’à plusieurs kilomètres du point d’impact.
  • Effets électrochimiques : généralement négligeables sur les installations au sol puisque les quantités de matière décomposables par électrolyse sont faibles. Cependant une surveillance des prises de terre reste nécessaire (risque de corrosion,..)
  • Effets acoustiques : les forces électrodynamiques liées au courant se propagent dans l’éclair et créées une dilatation de l’air qui s’accompagne d’une élévation de la pression. Ces changements créer une onde de choc qui se propage dans l’atmosphère.
  • Effets physiologiques : Les accidents dus à la foudre ne sont pas nombreux mais leurs conséquences peuvent être importantes. Une personne peut être touchée par la foudre de différentes façons :
    • Le coup de foudre « direct » : la foudre entre par la partie supérieure du corps et ressort dans le sol au niveau des membres inférieurs.
    • Le foudroiement par éclair « latéral » : le foudre « descend » pas élément de faible conduction avant de choisir le chemin offrant le moins de résistance, qui peut être une personne.
    • Le foudroiement par « tension de pas » : lorsque la foudre touche un point au sol une différence de potentiel se créée formant ainsi un courant pouvant traverser les membres inférieurs d’un individu
    • Le foudroiement par « tension de toucher » : une personne subit ce type de foudroiement lorsqu’elle touche un objet conducteur qui est traversé par la foudre
    • Le foudroiement pas « courant induit » : foudroiement par captage capacitif d’une des ramifications d’un coup de foudre descendant
    • Le foudroiement pas « différence d’impédance » avec le milieu ambiant

Les conséquences sur une personne peuvent être des brûlures (appelées figures de Lichtenberg) ou dans le pire des cas l’arrêt cardio-respiratoire.

(extrait de « Protection contre la foudre des installations classés pour la protection de l’environnement », INERIS, décembre 2011)

 

LA REGLEMENTATION

Les installations classées sont soumises à divers réglementation pour les risques liés à la foudre.

L’obligation de prendre en compte le risque foudre dans les installations classées

Comment se protéger de la foudre :

  • Les paratonnerres : c’est une protection extérieure utilisée pour éviter les incendies et les dégradations dus aux impacts de foudre sur les bâtiments. Ces protections diffèrent suivant les situations : paratonnerre, conducteur, ceinturage. Elles sont installées sur les parties supérieures des bâtiments. La foudre captée par ces dispositifs est ensuite écoulée vers la terre grâce à des conducteurs.
  • Les parafoudres : c’est une protection intérieure pour protéger les récepteurs raccordés aux circuits électriques.

 

Détection des impacts de foudre :

Sur le territoire français, la société Météorage filiale de MétéoFrance possède un réseau de 20 capteurs qui enregistre les impacts de foudre. Il est également possible de suivre en temps réel l’activité foudre sur la France.

L’outil cartographique de l’observatoire permet de visualiser les impacts de foudre air/sol en 2014. Ces données sont issues d’un export depuis l’application Météorage permettant d’afficher et d’analyser les évènements foudre en temps réel.