Lundi 27 juin 2016 à 10:26

Sciences et techniques

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      J’ai été frappé par l’accident qui a eu lieu à Paris près du parc Monceau, où, pendant un  orage, 11 personnes, dont huit enfants qui s’étaient réfugiées sous un arbre, pour échapper à la pluie, ont été foudroyées.
Cinq personnes avaient surtout été choquées et ont pu regagner leur domicile dans la soirée. Cinq autres, victimes de brûlures ont été gardées 24 heures à l’hôpital.
    Un enfant, en arrêt cardiaque avait été ranimé par un pompier et a été placé en soins intensifs. La presse ne diffuse plus de nouvelle de sa santé. J’espère qu’il n’a pas trop de séquelles.

    J’ai déjà fait un article sur la foudre ( 16 mars 2015).
    La foudre est une décharge électrique, analogue à un court-circuit électrique, qui se produit lorsque l’électricité statique s'accumule entre des nuages d'orage, ou entre un tel nuage et la terre.
La différence de potentiel peut atteindre des valeurs énormes (20 à 100 millions de volts).
Le nuage forme une sorte de condensateur électrique géant, le milieu du nuage servant d’isolant et la base se chargeant en général négativement et le sommet positivement. Ce sont les gouttelettes de pluie et de glace, qui captent les ions libres de l’atmosphère et le frottement et les collisions de ces particules arrachent les électrons. Ces charges se déplacent avec ces gouttes ou grelons chargés positivement ou négativement, qui se déplacent par gravité et convection.

Lorsque le champ électrique produit dépasse les limites diélectriques de l’air (suivant son humidité et sa pression), une décharge se produit alors. En effet l’air est fortement ionisé. Un précurseur arrache des électrons et produit un canal ionisé, de quelques cm de diamètre, qui se déplace à environ 200 km/s. Quand les deux précurseurs issus des parties positives et négatives se rejoignent un arc électrique se produit dans le canal ionisé, à une vitesse de l’ordre de 100 000 km/s. Le courant peut atteindre en instantané 20 à 30 000 ampères et la température plus de 30 000 d°C. C’est l’éclair
La puissance d’un éclair est d’environ 20 GigaWatts, soit 20 centrales nucléaires, mais il ne dure que 25 millisecondes environ, donc l’énergie n’est que de 140 kWh, ce qui est peu.
Mais évidemment un tel courant peut provoquer des dégâts important, tant sur des objets que dans le corps humain, et les champs électrostatiques induits la destruction de composants électroniques, notamment les circuits intégrés.
Les décharges entre nuages de haute altitudes peuvent avoir plusieurs km de longueur (jusqu’ à 25), alors qu’entre nuage et sol, elle est de quelques centaines de mètres.

La dilatation brutale de l’air, surchauffé par la décharge électrique, produit une onde de choc acoustique, bruit sec et court si on est proche, plus prolongé voire en roulement si on est lointain, en raison des réflexions.
    La vitesse de l’éclair est telle que la perception de sa lumière est instantanée, alors que l’onde de choc se propage à la vitesse du son dans l’air soit 340 m:s, ce qui permet de connaître la distance de la foudre en estimant le temps mis par le son pour parvenir sur place.

La foudre peut emprunter différents chemins dans le corps, selon les circonstances du foudroiement. Si l'éclair arrive directement, il arrive généralement sur un point haut (tête, épaule ou main) et, pour rejoindre la terre, il passe donc par les pieds. Pour cela, il va choisir les organes les plus conducteurs du corps : les nerfs, les vaisseaux sanguins ou les muscles. Les os et la graisse sont en général épargnés car ils ne sont pas ou peu conducteurs, de même que la peau, si elle est sèche.
    On reconnaît alors qu'une personne a été foudroyée aux "marques électriques", de petites brûlures situées aux points d'entrée et de sortie de la foudre (aux doigts, à la tête ou aux pieds).
 Lorsque la peau est mouillée à cause de la pluie ou de la transpiration, au lieu de passer dans le corps, la foudre va circuler en surface, la peau sera brûlée mais les organes vitaux peuvent alors être épargnés.
    Les marques du foudroiement sont également visibles quand la victime porte des accessoires métalliques conducteurs. On peut alors voir des brûlures à hauteur d'un collier, d'une montre ou de la boucle de ceinture.
    Dans la plupart des cas, il est impossible d'évaluer l'étendue des lésions suite à un foudroiement, puisqu'elles sont internes, et on transporte systématiquement les personnes foudroyées à l’hôpital pour examens.
    Secourir une personne qui a été foudroyée est sans danger. Il n’y pas de risque d’électrocution en touchant la victime car il ne s’agit pas d’une électrocution par fil : une fois la décharge passée il n’y a plus de différence de potentiel.

    Autrefois on nous enseignait en CM1 et CM2, les précautions à prendre en cas d’orage, car les précurseurs partant du sol partent en général d’objets plus hauts que l’environnement où la densité électronique dans l’air, est plus élevée ou les objets conducteurs.
    En cas d’orage, il faut éviter de se trouver sur un point haut comme une montagne ou à proximité d'un tel point,comme un arbre.  de rester dans un champ, sur un terrain de foot ou sur une plage, surfaces planes dont on est un point haut isolé.
     Il faut aussi éviter les baignades (lac, mer ou piscine), car la conductivité du corps est alors énormément augmentée et on peut être foudroyé, même sans impact direct.
    Il vaut mieux s'éloigner des lignes électriques ou téléphoniques, de ne pas porter sur soi d'objet métallique, de ne pas se mettre sous un parapluie à baleines métalliques et de ne pas s'abriter dans une cabine téléphonique.
Sur la route, il est prudent de ne pas rouler à vélo, en moto ou en tracteur. En revanche, en voiture, vous ne risquez pas la foudre, le véhicule faisant office de "cage de Faraday". (la décharge se propage jusqu’au sol par la carrosserie métallique extérieure).

    Evidemment on est mieux chez soi par temps d’orage, mais Il faut cependant être prudent même à l'intérieur. Il est d'abord recommandé de fermer les fenêtres pour éviter les courants d'air pouvant véhiculer la foudre qui cherche des conducteurs d'électricité comme le corps humain. Il faut éviter de toucher les conduites d'eau et les robinets, de téléphoner (sauf urgence) et d’utiliser Internet. Ne pas prendre de bain ou de douche, débrancher les appareils électriques, la télévision et son câble d’antenne, les box des opérateurs et votre ordinateur. Eteindre le téléphone portable et le laisser sur une table.

Je crains qu’aujourd’hui, parents et professeurs ne parlent plus de la foudre aux enfants. C’est la raison pour laquelle j’ai fait cet article.
    J’ai vu moi même plusieurs fois tomber la foudre, quand j’étais ado (voir mon précédent article), deux fois sur ma maison, une fois sur un sapin de mon jardin et uen  fois en montagne sur un sommet à 50 mètres de nous.
J’ai reçu aussi trois fois la foudre sur un avion : c’est impressionnant mais sans danger, car il ya des protection spéciales sur tous les avions, qui font en outre cage de Faraday.
    En fait on n’a pas le temps d’avoir peur, si ce n’est rétrospectivement
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