Linked In en 877 686-0240
 Bulletins techniques
juillet 2015

Quand le ciel nous tombe sur la tête !

Par David Savard ing., CFEI,

La foudre peut être considérée comme la mère de tous les arcs électriques; une décharge d'une puissance inouïe entre deux milieux présentant des charges électrostatiques opposées. C'est un événement spontané, un mouvement tentant de rétablir l'équilibre entre ciel et terre. Malgré la croyance populaire, tous les éclairs ne se produisent pas nécessairement entre les nuages et la terre, ciel-terre; une bonne portion des décharges a lieu entre les nuages, ciel-ciel et même parfois depuis la terre vers le ciel, terre-ciel. Selon Environnement Canada, une moyenne de 2,35 millions d'éclairs touche le sol chaque année au Canada et le mois de juillet est celui où la fréquence est la plus importante. Selon la NFPA (National Fire Protection Association), environ 24 600 incendies sont causés par la foudre aux États-Unis chaque année.

La différence de potentiel électrique entre deux milieux peut atteindre 100 millions de volts et l'intensité du courant généré varie entre 50 kiloampères et 200 kiloampères pour une bonne proportion des éclairs. Les éclairs se propagent en général par le chemin de moindre résistance. En premier lieu, un traceur d'une intensité moindre voyage devant l'arc principal à une vitesse avoisinant les 200 km/h. Le traceur crée ainsi un passage ionisé dans l'air qui est ensuite parcouru par l'éclair. La température de l'arc peut atteindre 30 000 degrés Celsius, soit une température supérieure à celle de la surface du soleil (la température de la photosphère est de l'ordre de 10 000 degrés Celsius).

Lorsque l'éclair touche le sol, dans la majorité des cas ce sera en un point surélevé, tel un sommet de montagne, une structure en hauteur, un élément du réseau de distribution électrique, etc.

Très spectaculaires, ces décharges peuvent également causer bien des dommages. Les conséquences sont diverses, allant du simple bris d'un appareil électronique jusqu'à l'incendie majeur.

Image 1 : Arbre frappé par la foudre - Carbonisation au coeur

Les appareils électroniques sont les plus sensibles aux perturbations électriques et magnétiques créées par l'éclair. Ils peuvent ainsi subir des dommages les rendant non fonctionnels ou encore causer des troubles intermittents. Les circuits de ces appareils fonctionnent normalement à basse tension. Or, la différence de potentiel générée par l'éclair est plusieurs centaines de milliers de fois plus élevée que la tension pour laquelle sont conçus les appareils. Il est donc normal qu'ils ne puissent pas résister. On peut comparer le phénomène à un réseau de conduite d'eau qui éclaterait sous une énorme pression.

Lorsque la foudre frappe directement un réseau d'alimentation électrique, ceci engendre inévitablement plusieurs conséquences qui peuvent parfois être dévastatrices. D'abord, les équipements de distribution du réseau peuvent être endommagés. Certains d'entre vous ont peut-être déjà vu un éclair de lumière bleutée, caractéristique de la défaillance d'un transformateur. La majorité des mécanismes de protection réguliers n'auront aucune capacité à contrer le passage du courant généré par une décharge de foudre. Rappelez-vous que l'arc électrique a déjà voyagé dans l'air sur plusieurs centaines de mètres, voire kilomètres. Il peut donc poursuivre son chemin à travers les dispositifs de protection sans problème.

Pour la majorité d'entre nous, les problèmes deviennent tangibles lorsque l'éclair pénètre à l'intérieur de nos résidences. En plus de causer des dommages aux appareils électroniques, comme mentionné précédemment, cette situation pose un risque d'incendie bien réel. En temps normal, les courants générés par ces décharges électrostatiques trouveront leur chemin jusqu'à la terre à travers les réseaux de câbles électriques présents dans les murs de la résidence. En conséquence, ces conducteurs, qui ne sont pas prévus pour laisser circuler un tel courant, surchaufferont pratiquement instantanément et de façon importante. Dans certains cas, le cuivre peut même se vaporiser! Le risque d'incendie provient donc du contact entre les matériaux combustibles et les conducteurs ou projections de cuivre en fusion.

Image 2 : Localisation des impacts de foudre

Il n'est pas toujours facile de détecter le passage d'un éclair lors de l'expertise après un incendie, mais certains signes apparaissent parfois clairement : des traces de fusion sur les gouttières et cheminées ou encore d'importants dommages de nature électrique. Certains organismes fournissent des services de détection offrant la possibilité de connaître avec précision l'instant, l'emplacement et la puissance de chaque éclair qui touche le sol. Ces outils permettent donc de corroborer, à l'aide de données scientifiques fiables, les observations effectuées sur une scène d'incendie. L'ingénieur est alors en mesure de confirmer ou d'éliminer la possibilité que la cause de l'incendie soit attribuable à la foudre.

Pour en savoir davantage sur le sujet, ou pour nous envoyer une demande d'expertise, veuillez communiquer avec nous au 1 877 686-0240 ou info@expcep.com.