Un Capteur de l'Energie dissipée par la Foudre ?

Pour pouvoir réutiliser l'énergie phénoménale de la foudre, il faut dans un premier temps trouver un capteur de cette énergie. La solution la plus simple, la plus rapide et la plus logique serait d'utiliser les paratonnerres présents dans la majorité des zones touchées par les orages. En effet, les paratonnerres sont déjà installés et fonctionnelles et servent pour le moment à protéger les habitants et les immeubles de la foudre. On a pensé alors à étudier plus en détails le fonctionnement d' un paratonnerres

L'effet de pointe

Nous nous sommes demandé dans un premier temps pourquoi un éclair est-il attiré par une pointe. On remarque que les paratonnerres sont munis d'une pointe et c'est précisément sur cette pointe que la foudre va tomber. On a cherche à savoir par quel loi physique la foudre frappe preferencielement une pointe. En fait, Les physiciens appellent ce phénomène, l'effet de pointe. On observe de plus qu'un corps électrisé perd plus rapidement ses charges lorsque ce corps comporte des aspérités. En fait, les charges électriques sur un solide essaient de se répartir au mieux sur toute la surface de ce solide. Mais lorsque ce solide comporte une pointe ou une aspérité, les charges vont se regrouper sur le bout de la pointe. Plus la pointe est exigue, plus la densité des charges sera grande. Les charges sur le bout de la pointe vont être éjecté du solide étant donné que des charges de même signe se repoussent. Il va donc se former un champ électrique autour de la pointe. C'est ce champ électrique qui va guider la foudre vers la pointe car le champ électrique est de charge contraire aux nuages atmosphériques et des charges opposées s'attirent. Il se produit donc une ionisation de l'air, qui va rendre ce dernier conducteur. C'est pour cela qu'une pointe attire la foudre.

Le Paratonnerre

Les paratonnerres utilisent la propriété physique de l'effet de pointe qu'ils exploitent au maximum, étant donné qu'ils sont revêtus d'oxyde de baryum, de strontium ou de thorium, ce qui favorise la ionisation de l'air. Si la foudre tombe, elle est guidée vers l'extrémité du paratonnerre et canalisée jusqu'à une prise de terre de faible résistance, enfouie dans le sol, par des conducteurs en cuivre de forte section, capables de subir des intensités de plusieurs milliers d'ampères. Les paratonnerres du type Melsens utilisent les propriétés de la cage de Faraday. Ils se composent de plusieurs conducteurs qui ceinturent l'édifice et qui sont armés de pointes peu allongées. On peut donc penser à une transformation de ce système : au lieu de guider la foudre jusqu'à la prise de terre, on peut la guider jusqu'à un accumulateur qui transformera l'énergie de la foudre en énergie chimique.

Vidéo Présentant l'utilité du Paratonnerre

Animation Présentant le fonctionnement du paratonnerre