La tension de pas

Sommaire de ce cours :

Chargement page et sommaire en cours...

La tension de pas : la foudre qui tue à distance

Le courant s'étale dans le sol

Quand la foudre frappe le sol, son courant ne s'arrête pas sous le point d'impact : il s'étale dans la terre, dans toutes les directions. Le sol, conducteur médiocre, monte alors à un potentiel très élevé au point d'impact, qui baisse à mesure qu'on s'en éloigne : des cercles de même potentiel se dessinent autour de l'impact.

Tension de pas : les cercles de potentiel autour d'un impact de foudre

Quand la foudre frappe le sol, son courant s'étale dans la terre et le sol monte à un potentiel qui baisse avec la distance : des cercles de même potentiel entourent l'impact. Pour un éclair de 30 000 ampères et un sol ordinaire de résistivité 100 ohms mètre, le sol monte à environ 48 000 V à 10 mètres. Entre deux pieds écartés de 70 cm à cette distance, la tension de pas dépasse 3 000 V ; pieds joints, elle tombe sous 500 V.

potentiel du sol à la distance r ≈ ρ × I ÷ (2 × π × r)

Exemple avec un éclair médian de 30 000 A et un sol ordinaire, de résistivité ρ ≈ 100 Ω·mLa résistivité du sol : quelques dizaines d'Ω·m pour une terre argileuse humide, des centaines ou des milliers pour un sable ou une roche sèche. Voir le cours Prise de terre, en lien en fin de page. : à 10 mètres de l'impact, le sol monte à près de 48 000 V ; à 10,70 m, à 44 600 V environ. Deux pieds posés à ces deux endroits, écartés de 70 cm : plus de 3 000 V entre eux. C'est la tension de pas.

La même physique que la prise de terre :
autour d'un piquet de terre qui écoule un courant de défaut, le sol forme la même « cuvette de tension » (cours Prise de terre, chapitre 3).

Écartez les pieds, la tension monte

Distance de l'impact :

Éclair de 30 000 A, sol ordinaire (ρ ≈ 100 Ω·m), homogène. Choisissez une distance et une posture.

Essayez :
à 10 m de l'impact, un pas ordinaire de 70 cm prend 3 120 V ; pieds joints, moins de 500 V ; en courant, à grandes enjambées, plus de 6 000 V. Puis passez à la vache.

Ces tensions ne durent que quelques dizaines de microsecondes, mais elles poussent dans les jambes un courant qui monte par un pied et redescend par l'autre.Ordre de grandeur pour un sol homogène et un éclair médian. Un sol plus sec, plus résistant, donne des tensions plus fortes ; tout près de l'impact, le sol s'ionise et des arcs courent en surface.

Envie de 0 pub ? Le Pass dès 9 €

Pourquoi la vache, et pas le berger

Il arrive qu'un seul éclair tue un troupeau entier, parfois des dizaines de bêtes, quand l'éleveur qui marchait à côté s'en sort.

Pourquoi la tension de pas tue les vaches

Une vache écarte ses pattes avant et arrière de plus d'un mètre et prend une grande tension de pas. Surtout, le courant entre par les pattes arrière et ressort par les pattes avant : il traverse le thorax et le cœur. Chez une personne debout, il monte par une jambe et redescend par l'autre, loin du cœur.

une vache écarte ses pattes avant et arrière de plus d'un mètre : elle prend une grande tension de pas ;
surtout, le courant entre par les pattes arrière et ressort par les pattes avant : il traverse le thorax, donc le cœur ;
chez une personne debout, il monte par une jambe et redescend par l'autre : le cœur reste loin de son chemin.

Et c'est souvent sous un arbre isolé que le troupeau s'abrite : au pire endroit.Explication retenue par le manuel vétérinaire Merck. La légende du bataillon foudroyé en marchant au pas cadencé, racontée dans le cours DDR Protection terre, illustre la même idée.

Être touché sans être frappé

Comment la foudre touche les victimes : coup direct, éclair latéral, courant du sol

D'après les études reprises par le service météorologique des États-Unis, le coup direct ne concerne que 3 à 5 % des victimes de la foudre. L'éclair latéral, qui saute d'un arbre ou d'un poteau vers une personne proche, en concerne 20 à 30 %, et le courant qui s'étale dans le sol, la tension de pas, 40 à 50 %. Le contact avec un objet frappé et les traceurs ascendants font les autres victimes.

D'après les études reprises par le service météorologique des États-Unis, le coup direct est rare : quelques pour cent des victimes seulement. Le plus souvent, c'est le courant qui s'étale dans le sol, ou l'éclair qui saute d'un arbre ou d'un poteau voisin, l'éclair latéral.

Surpris dehors par l'orage :

dès le premier tonnerre, rejoignez un bâtiment en dur ou une voiture fermée à toit métallique (chapitre 6) ;
sans courir : à tout petits pas, ou mieux, à petits bonds pieds joints, comme un kangourou, sans vous faire tomber. Chaque grande enjambée pose vos pieds sur deux cercles de potentiel éloignés (cours Soyez Vigilants, en lien en fin de page) ;
loin des arbres isolés, des poteaux, des clôtures et de tout ce qui dépasse ; rangez le parapluie, la canne à pêche, le club de golf ;
si l'orage éclate au-dessus de vous sans abri à portée : accroupi, pieds joints, la tête rentrée, sans vous allonger ni poser les mains au sol.

Soyons honnêtes :
la position accroupie, pieds joints, réduit le risque venu du sol, mais ne protège ni d'un coup direct ni d'un éclair latéral : le seul vrai abri reste le bâtiment ou la voiture. D'où l'intérêt de partir dès le premier grondement, quand l'orage est encore à une dizaine de kilomètres : vous avez le temps d'y aller sans courir.