La Foudre en Mer 2016-07-21T10:35:18+00:00

La Foudre en Mer

La foudre et les bateaux à voiles

Ewen M. Thomson

Department of Electrical Engineering

College of Engineering

University of Florida

Gainesville, Florida 32611

Sea Grant Project N

°

Juillet 1992

http://www.thomson.ece.ufl.edu/lightning/SGEB17.html

 

Introduction

 

La vue d’un coup de foudre déchirant l’horizon pas trop loin donne, sans aucun doute, des inquiétudes dans l’esprit de beaucoup de marins. Peu agissent en réalité avec réflexion car, très peu comprennent le phénomène suffisamment pour agir avec assurance.

Les questions abondent : que fais-je si une tempête de foudre s’approche ou arrive sur moi ? Qu’est-ce qui se passe quand la foudre frappe un bateau ? Un système de protection de foudre est-il utile ? Mais, si j’installe vraiment un système de protection de foudre, est-ce que celui-ci n’attirera pas la foudre ?

Comment installer un système de protection ?

D’autres questions se rapportent à la foudre elle-même :

La foudre monte-t-elle ou descend-elle ?

La lumière et le tonnerre apparaissent-ils en même temps ?

Qu’est ce qui cause le tonnerre ? Pourquoi la foudre scintille-t-elle parfois ? Qu’est-ce qui détermine si la foudre frappera un objet à terre ou sur l’eau ?

Dans cette étude, nous essayerons de répondre à ces questions.

Nous décrirons la physique de la foudre de façon aisément compréhensible et nous essaierons de comprendre comment un système de protection de foudre est supposé travailler ; nous expliquerons enfin certains points techniques nécessaires pour l’installation correcte d’un système de protection.

Orages

 

Du point de vue du marin, le mieux est d’éviter les orages. Il y a plusieurs techniques qui peuvent être employées pour reconnaître un orage en cours de développement et suivre à la trace celui qui se déplace dans votre direction.

L’orage, ou le nuage de cumulo-nimbus, est plus facilement reconnu dans sa phase de formation par son aspect cotonneux très marqué. Cela arrive parce qu’une quantité énorme d’énergie est libérée pour produire une convection puissante à l’intérieur et autour du nuage.

Bien sûr, si l’orage se forme directement au-dessus de vous, l’aspect ouaté ne sera pas perceptible, mais plutôt une couverture grise qui s’obscurcit lentement et produit finalement la pluie torrentielle, la foudre et les vents forts. Les premiers éclairs d’un orage n’atteignent typiquement pas la terre et peuvent être complètement invisibles pendant le jour.

Une façon de déterminer ce qui se passe dans le secteur est d’utiliser un récepteur radio AM bon marché. (Note : Les radios FM ne sont pas aussi efficaces pour la détection de la foudre.) Le crépitement caractéristique que nous appelons ‘bruit statique’ dans un récepteur AM est causé par la foudre. Un problème commun pendant l’été, c’est qu’il y a trop de tempêtes dans la zone de réception radio, qui peuvent être à de centaines de miles. Pour baisser la sensibilité de votre radio aux tempêtes éloignées, accordez-la à une station d’émission locale, ou, si le signal est trop fort, déréglez-la légèrement. N’importe quel fort bruit statique peut alors être interprété comme un avertissement de ce que l’orage se prépare. Une fois qu’un orage commence à se former et que la foudre touche le sol en produisant un arc de terre, ceux-ci peuvent être utilisés pour localiser un orage.

Une méthode pour identifier une course de collision est d’utiliser le compas de relèvement : si le gisement de la foudre ne varie peu, la tempête se dirige vers vous et il est donc temps de modifier votre route.

On peut utiliser une autre méthode efficace, une fois le tonnerre audible, en comptant le temps qui s’écoule entre la lumière et le bruit du tonnerre. Puisque la lumière arrive presque instantanément et que le son du tonnerre se déplace à une vitesse de 1/5 de mille par seconde, cette durée divisé par cinq donne la distance a la foudre. Par exemple, si le tonnerre apparait 30 secondes après la foudre, le flash est à 6 miles de distance. Voir la Figure 1. Notez que les dimensions de la cellule orageuse sont d’environ 10 milles et que les éclairs partent de n’importe où a l’intérieur de la cellule sur une hauteur d’environ 5 Miles.

De plus, les canaux de foudre sont généralement inclinés et peuvent même sortir par le coté de la cellule (le classique éclair de ciel bleu). Le fait que le plaisancier sous-estime fréquemment ce danger vient de ce que, ceux dont le bateau a été touché, font comme commentaire typique qu’il n’y avait aucun orage dans le secteur juste avant que leurs bateaux ne soient frappés.

D’autres signes de foudre imminente sont encore plus évidents. Le feu de Saint-Elme et le grésillement des antennes de radio surviennet quand un bateau est dans un puissant champ électrique directement sous un nuage électrisé.

Bien que la foudre puisse ne pas encore avoir commencé, sa présence dans le voisinage immédiat est extrêmement probable lorsque ces phénomènes électriques sont observés. Ainsi, agissez comme si votre bateau était sur le point d’être frappé par la foudre, comme décrit ci-dessous.

 

Foudre

 

Le seul type de foudre qui doit concerner les marins est le flash de terre (arc de terre), puisque la foudre qui n’atteint pas la terre n’endommage pas les bateaux. On peut s’attendre à ce que des flashes de terre frappent annuellement de 4 – 20 % des bateaux à voiles amarrés en Floride. Les bateaux à voiles de croisière sont typiquement frappés au moins une fois dans leur vie.

Le record en cours pour le nombre total de coups de foudre sur une même bateau est de cinq (à Sarasota, Floride) et la répétition la plus élevée est de deux fois en dix secondes (océan Indien).

Un arc de terre démarre d’une hauteur d’environ 5 milles au-dessus de l’eau, a l’intérieur d’une région de la cellule orageuse qui est chargé négativement. Le chemin, ou canal, qui au final raccordera cette charge négative au sol commence là.

Au fur et à mesure de l’extension du canal vers le sol au cours de la phase de « prédécharge » (traceur) les charges négatives sont canalisées depuis le nuage dans un canal d’étincelles. Quand l’extrémité du traceur est à environ 30-100 pieds au-dessus du sol, une autre étincelle, cette fois positivement charge, est lancé depuis le sol.

Une quantité massive est produite lorsque cette l’étincelle positivement chargée rejoint le traceur.

A cet instant le courant de foudre maximal est produit, pendant l’arc de retour. Bien que culminant entre des dizaines de milliers et des centaines de milliers d’ampères, il dure seulement un millionième de seconde. Des courants plus durables de quelques centaines à quelques milliers d’ampères peuvent persister pour des temps beaucoup plus longs (à l’échelle courte du temps de la foudre) pendant ‘ un courant soutenu ‘ (continuing current).

Ces courants durables sont responsables des grands effets d’échauffement et sont supposés être responsables des incendies de forêt. Après une pause courte, des traceurs suivants peuvent restimuler le canal, suivi par d’autres arcs de retour et, occasionnellement, des courants ininterrompus.

Un arc de terre typique est composé d’environ trois séquences traceurs/retour.

La foudre semble fréquemment scintiller pace que chaque arc de retour éclaire le canal et l’intervalle de temps qui les sépare est suffisamment long pour être perçu par l’homme.

L’arc de retour réchauffe le canal de foudre à une température environ six fois celle du soleil. Cela conduit littéralement à une explosion de l’air environnant. Le bruit de cette explosion est le tonnerre qui semble durer beaucoup plus longtemps que la foudre, elle disparait en moins d’une seconde, parce que le réseau des canaux de foudre couvre plusieurs miles. La vitesse du son est seulement d’environ 600 nœuds et donc le tonnerre provenant des parties plus éloignées du nuage arrive plus tard que celui provenant des parties les plus proches.

La chose importante est que la lumière et le son sont produits en même temps puisqu’ils sont tous les deux causés par l’arc de retour.

Note du traducteur :

Dans un nuage ainsi électrisé, des décharges électriques se produisent entre les différents pôles électriques, soit à l’intérieur du nuage (éclairs intra-nuages), soit d’un nuage à un autre (éclairs inter-nuages), soit vers la Terre (éclairs nuage-sol) plus principalement appelé “foudre”. La foudre qui atteint le sol ne représente en fait que 10% du nombre d’éclairs.

Interaction de Foudre avec un Bateau a voiles

Lors de son déplacement vers le bas le traceur, chargé négativement, induit une charge positive sur le terrain en dessous. Quand l’extrémité du traceur est à environ 30-100 yards du sol, la charge positive induite devient tellement concentrée qu’une nouvelle étincelle se forme à partir du sol, comme indiqué dans la Figure 2.

Cette étincelle chargée positivement est important en ce qui concerne le bateau. Si elle démarre du bout du mât du bateau, alors la foudre frappe le mât.

Malheureusement, il n’y a pas de technique scientifiquement adéquat pour empêcher la formation de cette étincelle.

Quand bien même un dispositif serait efficace pour prévenir cette étincelle, ce ne serait pas une bonne idée de le monter en tête de mât puisque l’étincelle d’attachement peut tout aussi bien démarrer n’importe où ailleurs sur le bateau ou son équipage. La tendance de la foudre à frapper la tête de mât constitue en fait un dispositif de sécurité, en ce qui concerne l’équipage.

Par conséquent, la protection contre la foudre consiste en fait à minimiser les dégâts causés par la foudre en cas de coup de foudre, plutôt que d’empêcher un coup de foudre.

D’une façon générale, un bateau protégé est celui dans lequel il y a un chemin conducteur continu de l’eau jusqu’à la tête de mât. Le courant nécessaire pour alimenter l’étincelle initiale d’attachement passe à travers ce système de protection depuis l’eau. C’est-à-dire que l’on force le chemin de la foudre dans le bateau en direction des conducteurs du système de protection.

Si ce chemin de conduite n’est pas continu, par exemple, dans un bateau qui n’est pas bien mis à la terre, cela fait peu de différence en ce qui concerne le sommet du mât. L’étincelle d’attachement débutera tout de même là, comme si les charges positives s’y étaient concentrées.

La différence est ce qui arrive là où le chemin conducteur, en l’occurrence le mât, se termine. Puisque le courant ne peut pas s’écouler du sol pour alimenter l’étincelle d’attachement en cours de croissance, une charge négative s’accumule à la base du mât et finalement fait arc vers l’eau ou vers un conducteur voisin. (Dans le cadre de cet exercice, les membres d’équipage constituent des conducteurs !) le résultat est une décharge électrique non maitrisée entre le pied du mât et l’eau.

La conséquence de cet démonstration est de mettre en évidence que la probabilité que la foudre frappera un bateau ne dépend pas du fait que le bateau est bien ou mal relié à la terre. On trouve confirmation de cela dans les expériences d’experts maritimes.

Neuf experts maritimes en Floride, chacun ayant examiné plus de 200 bateaux à voiles au cours de leur carrière, ont rapporté qu’entre 2 % et 67 % (en moyenne 34 %) des bateaux qu’ils ont examinés – toute causes confondues – avait un système de protection contre la foudre.

Parmi les bateaux qu’ils ont examinés à la suite d’un coup de foudre, 0 % à 67 % (en moyenne 29 %) avaient un système de protection. Bien que les estimations individuelles varient largement entre experts, il n’y a pas de confirmations sérieuses concernant l’argument avancé par quelques marins sur le fait qu’ils ne devraient pas raccorder leur bateau a voiles parce que cela augmentera les chances d’être frappé par la foudre.

Arcs secondaires

Les données obtenues de marins dont les bateaux ont été frappés par la foudre sont compatibles avec le susdit scenario : les bateaux qui n’ont pas de système de protection subissent effectivement plus de dégâts. Le type d’eau, douce ou salée, est aussi important. Les dégâts sont beaucoup plus vastes pour des bateaux frappés par la foudre dans l’eau douce que pour des bateaux frappés par la foudre dans l’eau de mer parce que l’eau douce est un bien plus mauvais conducteur.

Par conséquent, il est beaucoup plus difficile de concevoir un système de protection adéquat pour des bateaux dans l’eau douce que pour des bateaux dans l’eau de mer.

La figure 3 récapitule ces données pour un échantillon de 71 bateaux qui ont été frappés par la foudre. Les barres montrent les pourcentages de bateaux dans chaque catégorie en fonction de l’ampleur des dégâts à la coque.

Les quatre catégories portent sur des bateaux avec/sans systèmes de protection dans l’eau de mer/eau douce. Les index de dégâts indiquent la gravité des dégâts subis par la coque comme indiqué dans la Table 1.

Dans des bateaux avec un indice de dégâts de 2 ou plus, la foudre avait formé son propre chemin à travers la coque du bateau. Si un système de protection contre la foudre était présent il a mal fonctionné. Comme les statistiques le montrent, des systèmes de protection déficients sont très commun dans l’eau douce : 40 % des bateaux protégés dans l’eau douce ont éprouvé ce niveau de dégâts. La cause la plus probable étant la formation d’ « arcs secondaires ».

Ceux-ci sont des étincelles qui se forment entre le système de protection contre la foudre et soit avec es conducteurs non mis à la terre soit avec l’eau.

Essentiellement, dissiper un courant de foudre dans l’eau douce réclame un système de terre sous-marin beaucoup plus important que ce qu’on trouve d’habitude sur les bateaux protégés. Ceci est décrit plus en détail ci-dessous.

Les aspects Techniques du Système de Protection de Foudre

Vue d’ensemble

Bien que la protection contre la foudre doive être conçue bateau-par-bateau et idéalement installée pendant la fabrication, il y a trois considérations principales dans un bon système de protection : (a) la mise à la terre, (b) le réseau d’équipotentialité et (c) la protection de l’électronique.

Le système de mise à la terre est destiné pour fournir un chemin de conduits adéquat du point d’attachement (point de départ de l’arc retour) de la foudre, d’habitude, la tête de mât, à un système de conducteurs dans l’eau, sans produire d’arcs secondaires.

Le système d’équipotentialité protège l’équipage et est composé de conducteurs reliant entre elles les grandes pièces métallique pour que de grandes différences de potentiel ne puissent se développer entre eux. La protection de l’électronique maîtrise la tension de l’alimentation électrique et les tensions des capteurs par une combinaison de dispositifs de protection passagers et par des techniques de câblage soignées.

Mise à la terre

L’idée du système de mise a la terre est d’écouler le courant de foudre par un trajet prédéterminé tel qu’il n’emprunte pas de lui-même de chemin explosif à travers la fibre de verre, le teck, les membres d’équipage, etc… La figure 4 montre ce qui peut arriver quand la foudre frappe un bateau de fibre de verre mal mis à la terre avec un mât d’aluminium. La foudre charge tout le gréement mais aucun chemin conducteur n’existe pour canaliser la charge vers l’eau. Le résultat est qu’il se produit des arcs destructifs entre les parties inférieures du gréement, par exemple le pied de mât ou les cadènes, et l’eau. Partout où ces arcs empruntent de mauvais conducteurs (la coque en fibre de verre, les cloisons de teck, les passes-coques, etc… ) une chaleur suffisante est dégagée qui fait éclater le matériau non conducteur, le transformant en un plasma ultra conducteur qui est plus chaud que la surface du soleil.

Les composants du système de mise à la terre sont : (i) un terminal aérien au sommet du mât ; (ii) des conducteurs de descente et ; (iii) des conducteurs de mise à la terre qui sont immergés sous l’eau (plaques de masse) Le terminal aérien est le point où l’on suppose que la foudre démarre, les conducteurs de descente conduisent le courant de l’aérien vers l’eau et les conducteurs de mise à la terre dissipent le courant dans l’eau sans formation d’arcs secondaires.

D’habitude le mât en aluminium est raccordé pour faire partie du réseau de conducteurs de descente.

Sur un bateau a voiles avec une radio VHF, l’antenne de VHF en tête de mât sert généralement de terminal aérien sacrificiel. En fait, un des premiers signes que la foudre a frappé un bateau est typiquement que les débris du matériau de l’antenne jonchent le pont.

La présence d’une antenne de VHF ou d’autres capteurs de tête de mât onéreux fait qu’un terminal aérien dédié soit fortement préférable, bien que cela dégrade les performances de la VHF.

Le sommet de ce terminal aérien devrait être suffisamment haut pour que l’angle entre lui et n’importe quel autre objet de tête de mât reste inférieur a 45 degrés. En d’autres mots, le terminal aérien fournit un cône de protection qui attire la foudre (ou, plus exactement, lance une étincelle d’attachement) vers lui plutôt que vers tout autre objet situe sous la surface conique dont il est le sommet et dont l’angle fait 90 degrés.

Un mât d’aluminium est le conducteur de descente préféré, étant un bien meilleur conducteur que les étais en inox. Si le mât repose sur la cabine, un conducteur de descente est nécessaire pour connecter la base de mât aux plaques de masse.

Utilisez au moins du cuivre de jauge AWG 4 avec de préférence des connexions bimétalliques cuivre/inox pour empêcher la corrosion galvanique.

Alternativement, faites une connexion brassée ou soudée pour améliorer le contact électrique et diminuer les risques de corrosion du contact, peignez la ensuite avec une revêtement isolant. Un mât reposant directement sur la quille doit de la même façon être connecté aux boulons de quille par un conducteur en cuivre d’au moins AWG 4.

Les plaques de masse en contact avec l’eau devront être connectées avec soin aux conducteurs de descente pour éviter la corrosion galvanique. Dans l’eau salée un unique conducteur de mise à la terre d’une surface d’un pied carré (0,1 m2) ou plus est généralement suffisant. A cet égard, une quille en plomb connectée au conducteur de descente par les boulons de quille est adéquate. Si le plomb est peint ou recouvert de fibre de verre des réparations mineures peuvent être nécessaire après un coup de foudre. Cependant, la peinture ou la fibre de verre ne mettent pas sérieusement en péril l’utilisation du plomb de quille pour son usage de mise à la terre.

Notez que ce système peut ne pas être efficace dans l’embouchure des rivières maritimes ou une couche d’eau douce moins dense peut se situer à un niveau au-dessus de celui de l’eau de mer.

La situation dans l’eau douce est beaucoup plus compliquée dans la mesure ou les tensions impliquées pendant un coup de foudre y sont environ mille fois plus élevées que lorsqu’il se produit en eau de mer. Une bonne base de départ est de mettre un fer plat de 3 mm x 20 mm (3/4 « x 1/8) en inox ou en cuivre le long de la face extérieure de la proue du bateau. Raccordez-le à l’étais, au pied de mât et au pataras par des conducteurs de descente en cuivre AWG 4. Cependant, ce n’est généralement pas suffisant, il faudra aussi faire courir des bandes de masse à l’extérieur de la coque et proche des installations métalliques telles que des réservoirs de carburant, des tuyauteries, le câblage, etc… Raccordez-les au système d’équipotentialité en utilisant des conducteurs de descente quasi verticaux. Sous aucun prétexte ces conducteurs de descente ne doivent s’approcher de la coque sauf là où ils passent dans la coque pour se raccorder à la bande de masse principale : autrement le conducteur peut causer un arc secondaire à travers la coque.

Le moteur, l’arbre d’hélice et l’hélice devraient être considérés comme faisant partie du système de mise à la terre et raccordés de manière appropriée.

La façon par laquelle un bateau correctement mis à la terre réagit à un coup de foudre est illustrée dans la Figure 5. La charge de foudre qui s’écoule par le gréement ne s’accumule pas au point où il se forme des arcs secondaires destructifs, comme c’était le cas pour un bateau mal mis à la terre. Au lieu de cela, il est déchargé dans l’eau sur une large zone. Plus la charge est repartie dans l’eau de manière régulière, plus faible est le risque d’un arc secondaire à travers la coque.

Réseau d’équipotentialité

La différence entre le système de mise a la terre et le système d’équipotentialité est seulement un d’ordre de grandeur puisque les deux sont interconnectés et que tous les deux conduiront le courant pendant un coup de foudre. Alors que le système de mise a la terre est conçu pour gérer la totalité du courant de foudre, le système d’équipotentialité consiste principalement en des connexions horizontales entre les équipements métalliques pour empêcher l’apparition de différences de potentiel entre elles. Le système d’équipotentialité est une mesure destine à protéger l’équipage et lui permettre de travailler sur le bateau sans risques de chocs électriques. Cela peut arriver aussi bien de la foudre voisine que des coups de foudre directs. Des conducteurs d’un calibre plus faible que ceux utilisés dans le système de mise à la terre sont suffisant pour le système d’équipotentialité, au minimum du cuivre AWG 8. Comme avec les conducteurs de descente les connexions doivent être faites de manière à réduire au minimum la corrosion galvanique. Les équipements métalliques qui doivent être raccordés au système d’équipotentialité, en utilisant autant que possible des connections horizontales et en évitant la proximité de la coque, sont les rails de fargue, les cadènes, le gouvernail, les commandes moteur, les balcons avant et arrière, le pied des antennes, le fil de terre de l’électronique, etc.

Les illustrations de la Figure 6 montrent ce qui arrive à bord d’un bateau doté ou non doté d’un système d’équipotentialité lors d’un coup de foudre. Sur le bateau non équipotentialisé des tensions élevées se développent entre le mât, les cadènes, l’étais, le pataras, la roue, le poste de gouvernail, des rails de fargue, l’électronique, le câblage, les parties métalliques de l’installation de plomberie, le moteur, etc. Ceci rend la manœuvre du bateau extrêmement dangereuse, même si la foudre ne frappe pas le bateau directement. Sur le bateau protégé par le cône ces tensions sont contrariées par les conducteurs d’équipotentialité. Notez, cependant, que les champs magnétiques importants associés à un coup de foudre direct rendent l’idée de tensions contrariées inappropriées. Des tensions appréciables peuvent se développer entre les extrémités de longs conducteurs même si les conducteurs sont connectés ensemble à leur autre extrémité. Le gouvernail est une place particulièrement dangereuse par suite de sa proximité avec les commandes du moteur, la borne, le poste de gouvernail et le pataras. L’homme de barre de la Figure 6 (en bas) ne sourirait pas s’il avait une main sur la barre et l’autre sur les commandes du moteur, par exemple. (Notez qu’il barre d’une main dans sa poche pour réduire au minimum le risque d’établir une connexion entre deux conducteurs ayant des tensions différentes. Ce n’est pas aussi sûr que de jeter l’ancre par-dessus bord et d’aller se réfugier dans la cabine !)

Pour des postes tels que le gouvernail ou il y a d’habitude quelqu’un, il est crucial que les conducteurs d’équipotentialité soient tenus aussi courts et droits que possible.

Electronique

Des surtensions tueuses d’électronique peuvent apparaitre sur les fils d’alimentation CC (courant continu), l’arrivée d’antenne, ou toute autre raccordement tel que le conducteur d’un capteur. Les pièces électroniques sur un petit bateau à voiles qui est frappé par la foudre sont particulièrement difficiles à protéger puisqu’il est impossible de détourner le courant de foudre à une distance suffisante de l’électronique. Cette difficulté et la nature multiforme des dégâts affectant l’électronique, sont illustrées dans la Figure 7 qui montre les pourcentages de bateaux avec les dégâts d’électronique d’ampleurs différentes.

Dans ce cas il y a moins de distinction à faire entre des bateaux frappés dans l’eau douce et ceux frappés dans l’eau de mer comme c’était le cas pour les dégâts de coque, mais la même tendance est évidente :

Les bateaux avec système de protection frappés dans d’eau de mer se comportent mieux que les bateaux sans système de protection frappés en d’eau douce.

Plus remarquable, 96 % des bateaux ont subis des dégâts au moins à l’électronique. Apparemment un système de protection contre la foudre, comme installé sur les bateaux dans l’enquête, ne préserve pas nécessairement l’électronique. Notez que pour ces bateaux « la protection contre la foudre » a simplement signifié que le bateau était relié à la terre, et pas nécessairement doté un réseau d’équipotentialité et de dispositifs de suppression des transitoires, comme explique ci-dessous.

Pour protéger l’électronique, il ne suffit pas simplement d’écouler les courant vers la terre (l’eau) sans faire de trou dans la coque. En raison des tensions basses typiques de l’électronique maritime moderne, il suffit de quelques volts supplémentaires pour causer des dégâts importants. Cependant, les techniques qui sont utilisées pour protéger les ordinateurs, la télévision par câble et les équipements de radio à terre peuvent aussi être utilisées dans les équipements CA et CC (AC et DC) du bord.

Quelques dispositifs sont aisément disponibles dans les magasins d’électronique. Les antennes de radio peuvent être protégées en utilisant le matériel conçu pour protéger la télévision câblée de la foudre. Connectez la prise de terre  au réseau de mise à la terre anti-foudre. Des prises de protection contre les transitoires du courant alternatif ou des prises équipées de varistor MOV (metal oxide varistors (MOV) conviennent sur des bateaux, mais il faut connecter leur plot de terre au fil de terre du quai.

Idéalement ce plot de terre devrait aussi être connectée à la mise à la terre de protection contre la foudre mais cette façon de faire peut provoquer des problèmes de courants de terre dans les marinas. Quant à la protection de l’électronique CC, qui est probablement la plus importante, des dispositifs de protection contre les transitoires existent qui écrêtent les tensions là ou l’équipement se raccorde au circuit d’alimentation. Ils sont disponibles auprès de sociétés comme General Electric ou auprès de distributeurs d’électronique en vente par correspondance.

On peut les trouver sous le nom générique de « transient suppressor » et sont de types divers : varistor à oxyde métallique (MOV), diode silicium à avalanche, diode Zener de suppression des surtensions. Il est important de placer ce dispositif de protection immédiatement à côté de l’équipement et chaque équipement doit avoir son dispositif propre. On peut encore réduire les surtensions qui apparaissent aux entrées DC en utilisant des paires torsadées comme fil d’alimentation, idéalement sous gaine conductrice connectée au système d’équipotentialité. L’idée générale est de réduire au minimum l’espacement entre le fil + et le fil – dans l’alimentation CC. Si un centre de contrôle principal existe, entourez-le d’une enceinte conductrice qui fera cage de faraday connectée au système d’équipotentialité. Les capteurs passe-coque sont particulièrement vulnérables. En raison de l’orientation typiquement verticale des câbles les raccordant à leur électronique principale, ils devraient être considérés comme faisant partie du système de mise à la terre anti-foudre. Puisque les fils utilisés dans ces câbles sont d’un calibre insuffisant pour résister à un coup de foudre, un conducteur cuivre A WG 4 devrait courir le long de tout fil aboutissant à un capteur passe-coque. Une extrémité de ce conducteur de cuivre devrait être reconnecté au système de mise à la terre anti-foudre et l’autre extrémité devrait être raccordée à une bande de terre près du capteur sous-marin et sur l’extérieur de la coque.

On ne peut pas garantir une efficacité à 100 % les systèmes de protection contre la foudre, même si toutes les mesures évoquées précédemment sont mise en œuvre pour les systèmes d’électronique. Le débranchement de l’équipement avant un orage aide à l’isoler des surtensions induites par la foudre et, plus grand est l’écart entre les parties débranchées, mieux c’est. Préférez un débranchement plutôt que des commutateurs à couteau et préférez ces derniers aux boutons d’un panneau de commutateur.

Sécurité Personnelle

Considérez le plus mauvais scénario de cas d’un coup de foudre sur un bateau à voiles – un petit bateau dans l’eau douce. Même si le bateau a été équipé d’un système de protection bien fait, il est toujours une situation extrêmement dangereuse. Si la protection contre la foudre n’existe pas, la situation est mortelle. Dans les deux cas, les secteurs à éviter sont près de la ligne de flottaison et près de toute grande pièce métallique. Dans le bateau non protégé, une zone supplémentaire de danger existe à proximité de la bôme ou du mât. Même sur un bateau non protégé, il est imprudent d’aller dans l’eau, l’électrocution étant fortement probable si la foudre frappe à proximité. En fait, il n’y a aucune place sûre sur un petit bateau à voiles non protégé et dans un bateau protégé il y a seulement les places de sécurité relative. Il y a, cependant, une place qui est plus dangereuse qu’un petit bateau à voiles non protégé, c’est un petit bateau non protégé sans mât. Chaque année il y a de multiples décès de canotiers dans des bateaux éventrés à cause des coups de foudre, mais très peu de rapports font état de marins tués par la foudre sur les bateaux à voiles.

Les règles générales évoquées plus haut s’appliquent aussi aux plus grands bateaux à voiles. Ceux-ci sont généralement plus sûrs, dès lors qu’ils sont protégés, puisqu’il est possible de se tenir écarté de la ligne de flottaison et des grands objets métalliques tout en restant toujours sec à l’intérieur de la cabine.

Concernant l’électricité non maîtrisée, un corps humain sec est beaucoup moins attirant qu’un corps humide.

Conclusions

La protection de foudre sur un bateau à voiles consiste à détourner le courant de foudre vers l’eau sans causer de dégâts à la coque, de blessure personnelle, ou des dommages à l’électronique. Cela implique l’existence d’un chemin conducteur continu, principalement vertical, partant d’au-dessus de n’importe quel capteur vulnérable en tête de mât jusqu’aux conducteurs de mise à la terre immergés dans l’eau (le système de mise à la terre) et d’un réseau de conducteurs interconnectés, principalement horizontaux, reliés aux grandes parties métalliques, y compris le système de mise à la terre (le système d’équipotentialité). Des dispositifs de suppression des transitoires sont nécessaires sur chaque équipement électronique et le câblage devrait être intégralement en paire torsadée pour la protection de l’électronique.

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