La foudre

 

Orages et Désespoir

De nombreux phénomènes restent encore mal compris ou mal définis, et les différents problèmes évoqués précédemment indiquent les voies où la recherche moderne s'est engagées. Ce sont en priorité la physique du nuage orageux, la répartition de la sévérité orageuse sur le territoire, l'amélioration du modèle d'impact, l'analyse du rayonnement électromagnétique de la foudre. Par ailleurs, certaines recherches se font "in situ" pendant que d'autres, complémentaires, deviennent possibles en intérieur, grâce aux grands laboratoires a très haute tension édifiés dans plusieurs pays au cours des deux dernières décennies.

Evaluation du risque de foudroiement

Foudroiement d'un bâtiment

On a souvent besoin d'évaluer la probabilité de foudroiement d'un bâtiment. Les industries où existe un risque d'explosionainsi que les compagnies d'assurances s'intéressent à cette question.

Pour évaluer cette probabilité, il faut déterminer la " surface de capture équivalente " du bâtiment. Cette surface est, par définition, la surface de sol plat qui recevrait le même foudroiement annuel. Cette surface est toujours plus grande que la seule emprise au sol du bâtiment considéré. Pour les évaluations pratiques, on se contente d'une méthode simple, d'ailleurs dérivée du modèle, et bien confirme par l'expérience sur le terrain. Elle consiste à augmenter la surface du sol du bâtiment, en entourant son périmètre par une bande, dont la largeur est égale à deux fois la hauteur du bâtiment.

Pour une ferme isolée (sans arbres environnants) d'une surface de 450 m2 au sol, la probabilité de foudroiement serait de l'ordre d'un coup tous les cent ans.

Un calcul semblable donnerait, pour un arbre de 15 m de hauteur et dont la couronne aurait 10 m de diamètre, une probabilité de une fois tous les deux cents ans.

Foudroiement d'une personne debout
schéma du foudroiement d'une personne debout

Si nous faisons le même calcul pour une personne debout, qui aurait une taille de 1,70 m, nous trouvons une probabilité de foudroiement une fois tous les dix mille ans.
 
 
 

schéma du foudroiement sous un arbre

Mais la chute directe de la foudre n'est pas le seul cas d'accident possible : il faut aussi considérer les risques de foudroiement indirect. La sagesse populaire enseigne depuis longtemps qu'il est dangereux de se réfugier sous un arbre pour s'abriter d'un orage, surtout si cet arbre est isolé ou ne fait partie que d'un petit groupe d'arbres. Or un arbre a cinquante fois plus de chances d'être foudroyé qu'un homme.

Une fois un objet frappé par la foudre, le courant de foudre cherche le chemin de moindre résistance pour s'écouler à la terre. Lorsqu'une personne se trouve sous l'arbre, son corps constitue un chemin de moindre résistance, et le courant "saute" vers le corps, par l'intermédiaire d'un arc, puis s'écoule par le corps. Le courant électrique ne traverse pas nécessairement l'intérieur du corps, il peut s'écouler par sa surface, provoquant des brûlures superficielles, des brûlures du système pileux, quelquefois la désintégration des vêtements.

schéma du foudroiement avec la tension de pas

Un deuxième type de foudroiement indirect est l'électrocution par "tension de pas ". Supposons qu'une personne se trouve à proximité d'un impact de foudre au sol. Le courant de foudre s'écoule dans la terre, où il diffuse autour du point d'impact. Du fait de la résistivité électrique du sol, cet écoulement génère un "gradient de potentiel", ce qui signifie qu'entre deux points proches, situés tous deux à la surface du sol, va apparaître une différence de potentiel. Si ces points sont des points de contact des pieds d'une personne, ou des pattes d'un animal, cet être vivant va être parcouru par un courant de dérivé, et pourra être très fortement commotionné, voire tué. C'est la cause la plus fréquente du foudroiement du bétail, où plusieurs bêtes groupées au même endroit peuvent être tuées simultanément. Le risque sur le bétail est aggravé par le fait que l'écart entre les pattes est plus grand qu'entre les pieds d'un homme. De plus le coeur se trouve alors sur le trajet du courant dérivé, ce qui n'est pas le cas chez l'homme.

schéma de l'électrocution par une ramification d'édair

Un troisième type est la commotion ou l'électrocution par une ramification du coup principal. On a vu que le traceur descendant comportait de nombreuses ramifications. Généralement, l'une d'elles seulement rencontre une décharge ascendante et donne passage aux courants d'arc en retour. Mais les autres ramifications, qui " meurent " avant d'avoir touché le sol, peuvent provoquer des commotions par un courant induit à distance. Ce même phénomène génère des forces électrostatiques, que subissent la surface du corps, et par conséquent les vêtements. Ces forces atteignent plusieurs kilogrammes par mètre carré, ce qui peut être suffisant pour déchirer les vêtements et les éjecter loin du corps, et justifie donc des faits observés à de nombreuses reprises.

Nota : La commotion est une électrisation non mortelle, mais l'électrocution est une électrisation mortelle des hommes ou des animaux par décharge électrique.

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