Effets de la foudre

La foudre est une décharge électrique d’origine atmosphérique qui peut être intranuage, internuage, dans l’air ou entre un nuage et le sol.

Dans nos régions, l’éclair au sol n’intervient qu’une fois sur quatre environ ; il est toujours précédé et souvent suivi de décharges intranuages ou internuages.

Les nuages orageux appelés cumulonimbus créent des conditions météorologiques favorables à l’accumulation de charges électriques.  Un cumulonimbus contient dans sa partie supérieure des cristaux de glace chargés positivement et dans sa base des gouttelettes d’eau chargées négativement ; une séparation de charges qui est provoquée par les turbulences atmosphériques. Un champ électrique très intense se produit alors entre ces charges. Lorsqu’il atteint une certaine limite, ce champ électrique provoque une ou plusieurs décharges électriques soit entre nuage, soit entre le nuage et le sol (coup de foudre).

Au moment de l’impact au sol, la puissance électrique développée est considérable (courants impulsionnels de dizaines, voire de centaines de kiloampères de crête, courant moyen en Belgique de 25 kA ; tension électrique nuage-sol de l’ordre d’une centaine de millions de volts). Dans le canal de foudre règne une température de 30 000 °C et une pression axiale pouvant atteindre mille fois la pression atmosphérique. Toutefois, comme les chocs de foudre sont très fugitifs (durées allant d’un dixième de milliseconde à un centième de seconde, rarement davantage), l’énergie libérée est limitée.

Comme tout courant électrique, le courant de foudre suit les lois de l’électromagnétisme.

Ses effets sont fonction de la conductivité des matériaux traversés. Ils sont :

• électriques: différences de potentiel importantes sur de faibles distances provoquant des  claquages locaux ; ces tensions présentent un grave danger pour les êtres vivants (tensions de contact et tensions de pas) ;
• thermiques (dégagement de chaleur) : la foudre peut provoquer la fusion des parties métalliques ; certains coups, de plus longue durée, peuvent enflammer du bois sec et provoquer des incendies ; on assiste à l’éclatement explosif d’arbres (cf. figure 3, référence [1]), de mâts mauvais conducteurs, de poutres ou d’éléments d’édifices (cf. figure 4, référence [1]), là où s’accumule l’humidité (fortes densités de courant).
• électrodynamiques (forces) : entre conducteurs parallèles parcourus par des courants de même sens s’exercent des forces d’attraction (par exemple, descente de paratonnerre et descente de gouttière) entraînant des contraintes mécaniques qui les déforment ;
• électromagnétiques: notamment, le couplage par champ magnétique (exemple : boucles d’induction dans l’installation) ;
• électrochimiques (par décomposition galvanique lente), corrosion consécutive à des courants circulant sur les conducteurs enterrés ;
• acoustiques (tonnerre et ondes de pression) : bris de vitres possibles à quelques mètres du point d’impact ;
• physiologiques: ils vont du simple éblouissement au foudroiement immédiat en passant par des chocs nerveux, des cécités (atteintes de la rétine, cataracte), des surdités (perforation du tympan), des paralysies, des pertes de connaissance, des comas momentanés ou prolongés…