La foudre en quelques chiffres

jusqu’à 200 000 ampères (et plus)                          plusieurs millions de volts (terre-nuage)

Chaque année en France

2 millions d’impacts foudre               20 000 animaux tués                                       15 à 25 décès liés à la foudre

15 000 à 20 000 incendies               >15 millions € de dégâts (lignes téléphoniques)

100 transformateurs électriques mis hors d’usage                         250 clochers touchés

50 000 compteurs électriques mis hors d ’usage

Qu’est ce que la foudre ?

Il existe naturellement une différence de potentiel électrique entre la haute ionosphère et la surface de la terre.

Par beau temps, un courant naturel de retour existe entre ces couches qui forment un condensateur naturel à l’échelle de la planète.

 

La foudre est une décharge électrostatique qui se produit lors de perturbations météorologiques, lorsque de l’électricité statique qui s’était accumulée dans un nuage chargé se libère.

Cette décharge peut se produire avec un autre nuage de charge différente ou avec le sol.

 

La différence de potentiel électrique entre le sol et le nuage peut atteindre plusieurs millions de Volts.

L’ordre de grandeur de durée des décharges est la microseconde (μs) et les courants des coups de foudre peuvent dépasser 200 000 ampères.

Eclair

Les conséquences de la foudre

D’une manière générale, le courant de foudre peut avoir les effets suivants :

Effets acoustiques dus aux variations brutales de la pression de l’air créées par le passage du courant de foudre (tonnerre)

Effets thermiques. Il s’agit essentiellement de la chaleur dissipée par effet Joule dans les éléments traversés par le courant de foudre. Cet effet est d’autant plus important que la résistance des éléments est grande. Il peut être ainsi la cause d’incendie et d’éjection de matière par vaporisation de l’humidité

Effets électrodynamiques dans les conducteurs parcourus par les courants de foudre, analogues à ceux que peuvent produire des courants de court-circuit et pouvant atteindre plusieurs milliers de newtons

Effets électriques qui se traduisent par des élévations de potentiel qui peuvent dégénérer en amorçages électriques
Des surtensions dues à la circulation des courants dans les réseaux ou à l’induction électromagnétique

 

Dans la série de norme NF EN 62305, le courant de foudre est analysé selon la source de dommage, en fonction des conséquences de l’impact sur la structure :

Foudre_effet_dommages

 

Les effets directs de la foudre

Effets thermiques

Les Perforations au points d’impact, fusions locales peuvent entraîner la mise à feu de bois, de paille, de systèmes pyrotechniques, de produits chimiques et pétroliers ou le délaminage des composites, des explosions locales du béton

Effets électrodynamiques

Le passage des courants de foudre peut entraîner des déformation ou arrachements de structure métalliques, des chemins de câbles, des descentes de paratonnerre et détériorer des câbles

Effets électriques

Les impacts de foudre causent des élévations locales de potentiels brutales qui sont à l’origine de différences de potentiels des masses

Ces tensions peuvent aisément être à l’origine d’amorçages électriques dangereux

Foudre_effet_electrique

 

Les effets indirects de la foudre

Surtensions conduites

Les impacts de foudre sont à l’origine de surtensions sur les réseaux de distribution d’électricité, les réseaux téléphoniques et les bus de terrain

Ces effets sont pris en compte pour la protection contre la foudre par la protection des réseaux étendus (écrantage, mise à la terre) et la protection des réseaux dès leur pénétration dans les structures

Foudre_surtension conduite
Foudre_effet_rayonnement

 

Surtensions induites par le Rayonnement électromagnétique

Les rayonnements électromagnétiques liés à l’impact de foudre sont à l’origine de courants et surtensions induits dans les systèmes électriques ou captés par les antennes

Les réseaux extérieurs étendus sont très sujets à ces couplages qui peuvent être à l’origine de dysfonctionnements ou de détériorations de matériels