La foudre
Nature, histoire risques et protection
3e édition
Claude Gary
DUNOD
Remerciements XI
Avant-Propos XII
Introduction XIII
I.HISTORIQUE
Chapitre 1 : De l'Antiquité au XVIIe siècle
3
Les mythologies 3
Le Moyen Âge 10
Les exempla (récits exemplaires médiévaux) 11
Les feux de Saint-Elme 12
Théories bizarres du XVIIe siècle 14
Chapitre 2 : Les débuts de l'ère scientifique : le XVIIIe siècle
17
Les recherches sur l'électricité et le contexte de l'époque 17
Découverte de la nature électrique de la foudre 22
L'expérience de Marly
22
L'expérience du cerf-volant
29
L'histoire mouvementée des premiers paratonnerres 31
Chapitre 3 : Le XIXe siècle et le début du XXe siècle
35
Statistiques des foudroiements au XIXe siècle 35
Quelques descriptions de foudroiements 37
Exemples de fusion d'objets 38
Les travaux scientifiques 39
II. L'ÉTAT ACTUEL DES CONNAISSANCES
Chapitre 4 : Sévérité orageuse et phénomènes précurseurs
47
Électricité atmosphérique permanente le condensateur terrestre 47
Répartition géographique des orages et sévérité orageuse 49
Les nuages orageux 54
Les phénomènes précurseurs 55
Effet de couronne et ionisation 58
Chapitre 5 : La décharge atmosphérique
63
Classification et description des décharges 63
Coups de foudre ascendants 64
Coups de foudre descendants négatifs 65
Coups de foudre descendants positifs 68
Ionisation et avalanches électroniques 69
Structure et neutralisation du traceur descendant 71
Chapitre 6 : Les paramètres électriques de la décharge
73
Coups de foudre négatifs 73
Coups de foudre positifs 73
Phénomènes associés aux décharges de foudre 78
La lumière et le tonnerre
78
L'énergie de la foudre
79
Chapitre 7 : Une énigme : la foudre en boule
81
Quelques témoignages 83
Caractéristiques de la foudre en boule 86
Conditions d'apparition
86
Taille et forme
86
Couleur, luminosité et température
86
Bruit et odeur
87
Trajectoires
87
Durée de vie
87
Énergie emmagasinée
87
Observations photographiques 88
Tentatives d'explications 89
III. LA RECHERCHE MODERNE
Chapitre 8 : Les recherches in situ
95
La physique du nuage orageux 95
Initialisation de la décharge dans le nuage 97
Déclencher la foudre à volonté 97
Le rayonnement électromagnétique de la foudre 102
Localiser la foudre 105
Analyser l'activité électrique du nuage 107
Les recherches en vol 109
Chapitre 9 : Les recherches en laboratoire
113
Les laboratoires à très haute tension 113
Le générateur de choc 114
Exemples d'essais industriels 116
Recherches sur la physique des décharges 116
Mise en évidence de la décharge ascendante 119
Démonstration du pouvoir de capture d'une tige de Franklin 120
Nouvelle méthode de simulation du foudroiement 121
Une expérience instructive 123
De la tige de Franklin au paratonnerre à dispositif d'amorçage 124
Chapitre 10 : Physique de l'impact et modèle électrogéométrique
129
Le phénomène physique 129
Le modèle électrogéométrique de base 131
La méthode de la sphère fictive 132
Zone de protection d'une tige de Franklin 133
Critique du modèle électrogéométrique de base 137
Le champ de stabilisation et l'influence de la hauteur de la structure 138
Le modèle de progression des traceurs 140
IV. LES EFFETS DE LA FOUDRE ET LES SYSTÈMES DE PROTECTION
Chapitre 11 : Les effets physiques de la foudre
145
Effets sur les bâtiments non protégés 146
Effets sur les arbres 149
Écoulements particuliers de la foudre dans le sol 149
Effets sur les conducteurs 151
Effets de' déflagration 153
Chapitre 12 : Les effets de la foudre sur l'homme et les êtres vivants
155
Effets d'origine électrique sur les êtres vivants 155
Exemple d'analyse d'accidents : les accidents de téléphone 158
La foudre en montagne 159
La foudre et la navigation de plaisance 163
Un risque faible, mais qui existe
163
Récit d'un foudroiement en mer
163
Analyse de l'accident
164
Les recommandations de sécurité en bateau
165
Détermination de la probalité de foudroiement d'un bateau
166
Kéraunopathologie (électropathologie du foudroiement) 168
Mécanisme du foudroiement
168
Lésions superficielles
170
Perte de connaissance
170
Arrêt respiratoire
171
Fibrillation ventriculaire
171
Séquelles de foudroiements non mortels Traumatismes divers
173
Barotraumatismes
173
Vertus curatives de la foudre
174
Chapitre 13 : Fréquence de foudroiement et systèmes de protection
175
Évaluation du risque de foudroiement 175
1er exemple : un bâtiment
176
2e exemple : un arbre
176
3e exemple : personne debout
176
Interpénétration de deux surfaces de capture 177
Cas des structures de grande hauteur 178
Les systèmes de protection extérieure 178
Positionnement des dispositifs de capture
179
Les conducteurs de toiture et dé descente
181
La prise de terre
182
Chapitre 14 : Systémes de protection intérieure
183
Les phénomènes physiques en jeu 183
Les dispositifs de protection 186
Prise de terre
186
Éyuipotentialisation
186
Dispositifs de limitation des surtensions
187
Équipements de télécommunication : la cohabitation des réseaux 190
Chapitre 15 : La foudre et les réseaux électriques
197
Structure des réseaux électriques 197
Le foudroiement des réseaux 198
Les techniques de protection des lignes 200
Les techniques de protection des postes 203
Conséquences du foudroiement des réseaux pour l'utilisateur 204
Conclusion générale
207
ANNEXES
20 Recommandations de prudence en cas d'orage
209
I. Activités à risque 209
II. À la campagne 210
III. Dans un bâtiment ou une habitation 212
IV. En montagne 212
V. Sur l'eau (mer, lac, rivière) 213
L'Association protection foudre
214
Bibliographie
217
Sources des illustrations
219
Index
221