Brevet FR2676547A1 — publié le 19921120

L'invention concerne un dispositif d'alarme contre la foudre, conçu pour diminuer les risques d'accident, pouvant entraîner la mort ou des blessures, dûs à des coups de foudre se produisant dans une zone limitée qui reçoit un certain nombre de visiteurs, de spectateurs, de joueurs, etc et pour réduire les dommages accidentels causés dans des lieux o l'on utilise de nombreux ordinateurs, en prévoyant depuis une longue distance l'approche de nuages orageux et en jugeant correctement les activités orageuses. Ces dernières années, l'automatisation s'est développée de façon remarquable dans les usines, les laboratoires de recherche et les bureaux, et l'emploi d'ordinateurs dans de tels endroits s'est généralisé, et une telle tendance ne fait que continuer En même temps, les ennuis causés aux ordinateurs par la foudre ont augmenté de façon remarquable. Les usines et les bureaux qui utilisent de nombreux ordinateurs ont besoin d'urgence de systèmes d'alarme contre la foudre qui peuvent annoncer d'avance l'explosion du tonnerre et délivrer en temps utile un avertissement approprié de façon que, dans ces usines et ces bureaux, les exploitants puissent préalablement prendre des contre-mesures efficaces, telles que la commutation de 1 'alimentation des ordinateurs sur un générateur d'alimentation privé ou l'enlèvement des disquettes hors des ordinateurs de façon à sauvegarder leurs mémoires. Beaucoup de gens désirent donc pouvoir disposer d'un dispositif d'alarme sûr contre la foudre. Comme techniques conventionnelles se rapportant aux procédés de prévision des coups de foudre, on peut citer un procédé par radar, un procédé par réception d'onde radio, un procédé par mesure de champ électrique, etc 1 Procédé par radar (radar météorologique) On utilise une onde radio d 'une longueur d'onde de 3 à 10 cm, et les groupes de particules de précipitation (gouttes de pluie, flocons de neige, particules de glace, grêlons, etc) qui tombent des nuages par gravité sont détectés comme produisant un écho Comme les nuages de convection se transforment en nuages orageux quand la zone de précipitation devient supérieure à 7 km l'été et à 3 km l'hiver, on peut se référer à cela pour détecter les nuages orageux Les avantages et les inconvénients du procédé par radar sont les suivants: ( 1) On mesure soigneusement, de temps en temps, la position et l'échelle de la précipitation. ( 2) Comme une explosion de foudre est jugée indirectement depuis le haut de la zone de précipitation, la fiabilité est plutôt limitée. ( 3) Le procédé par radar est coûteux et requiert, pour sa mise-enoeuvre, des techniciens spécialement formés. 2 Procédé de réception par onde radio Ce procédé consiste à recevoir des ondes électromagnétiques produites par des décharges de foudre et à juger les activités de foudre, pour déterminer si elles sont ou non vigoureuses et/ou si la foudre s'approche ou non, en se basant sur l'intensité et sur la fréquence des signaux reçus Toutefois ce procédé présente les inconvénients suivants: ( 1) Comme il consiste à capter les ondes radio produites par des décharges orageuses, il n'est pas possible de prévoir la foudre avant son explosion. ( 2) Il y a une certaine probabilité que les ondes radio produites par des sources de bruits artificiels puissent être prises pour une décharge de foudre. ( 3) Une estimation correcte de la distance jusqu'au lieu des décharges de foudre est difficile. ( 4) Il est difficile de distinguer une onde radio faible provenant de nuages orageux proches d'une onde radio forte provenant de nuages orageux éloignés. ( 5) On peut obtenir une prévision analogue en pratiquant une réception de bruits, au moyen d'un récepteur radio ordinaire. ( 6) Il est impossible de faire la différence entre des coups de foudre et des décharges de nuages. Comme on l'a vu ci-dessus la réception par onde radio, en utilisant seulement un récepteur, n'est pas très efficace et, pour la période récente, elle n'est donc pas utilisée largement. Toutefois un système analogue mais plus sophistiqué, nommé "Procédé de détermination et de localisation de la foudre", a récemment été mis en oeuvre Les caractéristiques principales de ce procédé sont les suivantes: Le procédé utilise plus de trois stations dont chacune reçoit des ondes électromagnétiques provenant de décharges de foudre, détermine leurs directions de propagation et analyse leurs formes d'onde de façon à distinguer les coups de foudre des décharges de nuages. Les résultats obtenus sont rassemblés dans une station principale et rapidement traités par ordinateur, et les positions des coups de foudre sont déterminées. Ce procédé peut couvrir une large zone, telle qu'une zone ayant un rayon de 400 km, avec une relativement grande précision Cependant, comme ce procédé utilise des ondes radio, on ne peut éviter les erreurs liées à la détermination des directions De plus, ce procédé nécessite l'installation d'un équipement coûteux ainsi que l'emploi d'un grand nombre de spécialistes pour le fonctionnement et la gestion. 3 Procédé de mesure de champ électrique: En plus des procédés 1 et 2 mentionnés ci-dessus, il existe une procédé de mesure de champ électrique Ce procédé se propose de mesurer le champ électrique de surface et déclenche une alarme efficace lorsque le champ électrique dépasse une certaine valeur. Pour mesurer le champ électrique de surface, il existe les trois méthodes suivantes: ( 1) Mesure de champ électrique tournant. ( 2) Mesure de courant de couronne. ( 3) Détecteur de variations du champ électrique. Bien que l'appareil de mesure du champ électrique tournant soit capable de mesurer le champ électrique de surface de façon consécutive, il comprend des organes mécaniques tournants et nécessite un entretien soigneux et coûteux. L'appareil de mesure du courant de couronne présente l'inconvénient que la mesure de courant devient instable dans la zone critique de formation du courant de couronne Il est impossible de mesurer un courant de couronne à moins que les coups de foudre ne soient plus rapprochés que de 10 km et, pour prévoir l'approche des coups de foudre depuis une longue distance, il est nécessaire d'installer beaucoup d'appareils de mesure de courant de couronne dans une large zone En même temps, il est nécessaire d'installer un système de communication compliqué reliant ces appareils entre eux. Ce dispositif est destiné à mesurer le champ électrique de surface qui a la relation la plus intime avec les coups de foudre tout proches Bien que le dispositif convienne pour connaître le risque de coups de foudre locaux, il est difficile de prévoir de façon soignée la production de coups de foudre proches simplement à partir de l'intensité du champ électrique de surface car celle-ci est aussi affectée par la charge d'espace accumulée droit au-dessus de la surface du sol. Pour éviter l'effet d'une telle charge d'espace, on doit disposer des aiguilles à courant de couronne pour la mesure du courant de couronne à une hauteur telle qu'elles traversent la couche de charge d'espace superficielle Donc, pour surveiller de façon appropriée une large zone avec de tels dispositifs, de grandes dépenses de construction sont nécessaires, car on doit construire un nombre considérable de poteaux de support pour les aiguilles et on doit faire descendre des câbles de communication. Le détecteur de variations du champ électrique est destiné à détecter et compter les variations du champ électrique provoquées par des décharges de foudre, en mesurant la variation de tension électrique induite sur une électrode métallique fixée à un support au-dessus de la surface du sol, mais relié au sol au moyen d'un grand système de comptage Le nombre des variations du champ électrique comptées est intégré pour l'intervalle de temps prédéterminé et, quand ce nombre dépasse une valeur fixée à l'avance, une alarme se déclenche Selon ce procédé, une alarme peut être déclenchée quand des nuages orageux sont produits dans un rayon d'environ 30 km Toutefois pour déclencher l'alarme ci-dessus, un réglage de la valeur fixée à l'avance est plutôt difficile et le jugement pour savoir si des nuages orageux produits vont ou non approcher est également diffile. Dans le cas o des nuages de convection se développent juste au-dessus, la détection de variations du champ électrique commence seulement après que des décharges de foudre aient débuté et, par conséquent, l'alarme ne sera pas déclenchée à temps. Parmi les trois procédés conventionnels mentionnés ci-dessus, celui qui paraît relativement fiable est le procédé de mesure de champ électrique. La présente invention propose d'abord, en étudiant et en développant la fonction dudit appareil ( 2) de mesure de courant de couronne, un procédé pour prévoir l'approche de coups de foudre proches qui pourraient provoquer une catastrophe fatale et sérieuse. En second, en combinant ladite technique ( 3) de détection des variations du champ électrique et l'appareil ( 2) de mesure du courant de couronne, la présente invention propose un dispositif d'alarme contre la foudre à objet multiple, qui est basé sur l'information relative à l'activité de foudre totale sur une zone allant depuis une longue distance d'environ 30 km de rayon jusqu'à une très courte distance juste au-dessus La présente invention utilise la nature suivante du champ électrique et de la variation du champ électrique L'amplification minimale du détecteur de variation du champ électrique pour des décharges de foudre éloignées est proportionnelle aux distances des décharges, dans le cas o elles ont la même valeur de décharge Le courant de couronne dû au champ électrique de surface varie avec le carré du champ électrique. Le dispositif d'alarme contre la foudre à objet multiple, selon la présente invention, est simple et est aussi capable de fournir à l'utilisateur l'information selon laquelle les décharges de foudre se produisent ou non à une grande distance, selon laquelle elles se rapprochent ou non, et selon laquelle des nuages de convection se trouvant juste au-desus grossissent ou non dans des nuages orageux Toutes ces informations sont essentielles pour éviter de graves accidents dûs à la foudre et pour protéger les biens et les instruments électroniques contre les dommages causés par la foudre. L'usage de la présente invention peut être plus pratique que l'installation de systèmes coûteux tels que des postes de radar ou des systèmes dits de localisation de la foudre L'utilisation de la présente invention simultanément avec de tels systèmes augmentera énormément l'efficacité du système complet. On décrira ci-après deux caractéristiques importantes de la présente invention. 1 Détection des coups de foudre proches Selon la présente invention, quand un changement soudain de la polarité du courant de couronne est provoqué par un coup de foudre, les courants mesurés juste avant et juste après ce changement soudain fournissent une information de grande valeur Plus la différence est grande entre le courant avant le changement et le courant après le changement, et plus la charge consumée par le coup de foudre est grande De plus, plus le rapport du courant avant le changement au courant après le changement est grand, et plus l'effet de la charge d'espace près de la surface du sol est grand Comme cette charge d'espace se forme pour être la plus forte juste en dessous du centre du nuage chargé, le rapport le plus grand indique que la densité de charge d'espace est plus forte et donc que le centre du nuage est plus proche du site d'observation. L'utilisateur de la présente invention peut noter l'arrivée proche de coups de foudre en observant un graphique s'affichant sur l'enregistreur de graphiques raccordé au dispositif, ou en réglant les positions prédéterminées des aiguilles de relais positive et négative fixées au relais de l'appareil de mesure, ou par l'actionnement du circuit logique qui déclenche automatiquement un avertissement de coup de foudre proche. 2.Nouvelles dispositions d'électrodes pour la mesure du courant de couronne et la détection des variations du champ électrique. En ce qui concerne les électrodes en aiguille à courant de couronne et les électrodes de détection des variations du champ électrique, plusieurs problèmes subsistent encore Pour les problèmes dûs au fait que le courant de couronne varie de façon irrégulière au niveau du champ électrique critique lors de l'installation du courant de couronne, on augmente selon la présente invention le nombre des électrodes en aiguille à courant de couronne afin d'égaliser l'irrégularité A cet effet on installe cinq groupes de six électrodes en aiguille à courant de couronne isolées, disposées radialement sur une électrode hémisphérique. Sous un fort champ électrique, un courant de couronne pulsé circule depuis l'électrode de détection des variations du champ électrique et vient troubler la détection des variations du champ Lorsque des gouttes de pluie ou des flocons de neige viennent frapper l'électrode de détection des -variations du champ électrique dans la même condition, un courant pulsé dérangeant circule aussi Pour éviter un fonctionnement défectueux causé par les courant pulsés, une disposition s'avère nécessaire pour que l'électrode de détection des variations de champ ne soit pas exposée à un champ électrique très fort Seloon la présente invention, ce problème a été résolu avec succès en adoptant un système d'électrode synthétisée, c'est-à-dire que des groupes d'électrodes en aiguille à courant de couronne sont disposées radialement sur une électrode hémisphérique de détection des variations du champ électrique, qui détecte les variations de champ mégnétique et réduit le champ électrique appliqué à une électrode hémisphérique. Aux dessins annexés: La figure 1 est une représentation qui montre la relation existant entre un nuage orageux servant de modèle et un champ électrique de surface; la figure 2 montre les changements dans le temps du champ électrique de surface enregistré en un point (A) de la figure 1, lorsque le nuage orageux se déplace dans la direction représentée par une flèche la figure 3 est une représentation qui montre la relation entre des électrodes en aiguille et la charge d'espace se trouvant au-dessus de la surface du sol, sous un nuage orageux habituel; la figure 4 est une représentantion qui montre la distribution de la charge d'espace à la périphérie des électrodes en aiguille, juste après un coup de foudre; la figure 5 est une représentation qui montre la distribution de charge dans un nuage orageux, la charge d'espace au-dessus de la surface du sol et la distribution des lignes de force électrique qui indique le champ électrique principal; la figure 6 est une représentation juste après un coup de foudre (décharge du nuage vers le sol). Elle montre comment a changé le champ électrique de la figure 5, - les figures 7 (a) et 7 (b) sont des exemples d'enregistrements de variations soudaines du champ électrique de surface provoquées par des coups de foudre proches; la figure 8 est un schéma synoptique qui montre un système de détection des variations du champ électrique; la figure 9 est une vue qui montre un microampèremètre avec deux aiguilles préréglées formant contacts de relais qui sont fixées des deux côtés du point zéro Le point zéro préréglé est disposé au centre du microampèremètre; la figure 10 est une vue de côté qui montre un capteur de détection de foudre synthétisé consistant en une électrode métallique hémisphérique pour la détection des variations du champ et en des groupes d'électrodes en aiguilles à courant de couronne disposées radialement sur 1 'électrode hémisphérique détectant les variations du champ; la figure 11 est un schéma du dispositif d'alarme contre la foudre selon l'invention, dans lequel le circuit de détection des coups de foudre proches est relié au capteur de détection de foudre synthétisé de la figure 10; et la figure 12 est un schéma synoptique du dispositif d'alarme contre la foudre selon l'invention, qui déclenche une alarme contre la foudre à objet multiple. On se réfère d'abord à la figure 1 qui montre un modèle de nuage orageux et le champ électrique correspondant A la figure, le site d'observation indiqué en (A) correspond à une région à beau temps o le champ électrique de surface est dirigé vers le bas. Le site indiqué en (B) se trouve juste en-dessous d'un nuage orageux o le champ électrique de surface est dirigé vers le haut, et le site indiqué en (C) est un site o le champ électrique de surface change de direction La figure 2 est un enregistrement dans le temps du champ électrique de surface observé initialement sur le site (A) de la figure 1 et de façon continue pendant la période o le nuage orageux se déplace dans la direction représentée par la flèche Le champ électrique change soudainement et sa valeur absolue se réduit, comme représenté par les petites flèches, à chaque fois que des décharges de foudre se produisent. Le circuit de détection des coups de foudre proches surveille les variations soudaines du champ électrique de surface sur le graphique d'un enregistreur relié au microampèremètre, capte les variations soudaines de très grande amplitude telles que représentées en P à la figure 2, et juge si les coups de foudre s'approchent auprès du site d'observation. On décrira maintenant de quelle façon travaille chaque partie du dispositif selon l'invention. 1 Détection des coups de foudre proches. Il est bien connu que sous la base d'un nuage (généralement la partie inférieure des nuages est chargée négativement), il se forme au-dessus de la surface du sol une charge d'espace de polarité opposée à celle de la charge du nuage Les figures 3 et 4 montrent la distribution de la charge d'espace au voisinage d'un capteur de détection de foudre synthétisé, avant et après des coups de foudre La figure 5 montre de façon typique un exemple de la distribution de la charge électrique d'un nuage orageux et du champ électrique juste avant les coups de foudre En raison de la charge il électrique négative se trouvant à la partie inférieure du nuage, il se forme sous la base du nuage une charge d'espace représentée par D Le champ électrique devient le plus fort au bord inférieur de la charge électrique négative dans le nuage, et une amorce de coup de foudre part de cette position Le champ électrique est dirigé vers le haut à l'endroit du site d'observation A de la figure Le champ électrique est d'environ 5-v 10 kv/m en raison de l'effet de la charge d'espace La figure 6 montre quel est l'état juste après un coup de foudre. Bien que la plus grande partie de la charge négative d'un nuage se décharge dans le sol lors d'un coup de foudre, la charge d'espace reste telle quelle était En conséquence le champ électrique de surface change de direction, comme cela est indiqué par les lignes de force sur la figure, et la valeur absolue du champ électrique de surface reste à peu près la même ou devient un peu supérieure à celle juste au-dessus du coup de foudre. Comme on enregistre de façon continue le champ électrique de surface sur un diagramme, on peut traiter numériquement sa variation soudaine provoquée par le coup de foudre On a représenté par Xa la valeur absolue du champ électrique de surface mesuré sur le site d'observation A de la figure 5 juste avant les coups de foudre et par Xb celle mesurée sur le même site juste après les coups de foudre La valeur absolue du champ électrique au même endroit juste avant les coups de foudre, en supposant qu'il n'existe pas de charge d'espace, est représentée par X Ce champ électrique X est obtenu en soustrayant le champ électrique Xb dû à la charge d'espace du champ électrique Xa, c'est-à-dire X = Xa (-Xb) = Xa + Xb D'autre part, selon les résultats présents de l'étude de la foudre, on estime que le potentiel électrique du centre de la charge négative dans des nuages orageux est de 10 V et que sa hauteur au-dessus du sol est de 5 x 10 m On peut donc esquisser la relation suivante X= 10 = 2 x 10 V/m = 20 k V/m x 103 Donc, même lorsqu'on n'obtient pas par le présent dispositif un facteur de réduction correct pour une mesure absolue, on peut faire une estimation d'une valeur absolue approximative du champ électrique de surface Par exemple, si les valeurs Xa et Xb sont égales avant et après le coup de foudre comme représenté à la figure 7 (a et b), on peut obtenir l'estimation approximative suivante: Xa + Xb = X 20 k V/m, Xa = Xb donc Xa = Xb = 10 k V/m, Xa et Xb sont dirigés vers le haut et vers le bas respectivement. Si Xb est environ deux fois Xa en valeur absolue comme représentée à la figure 7 (b), on peut obtenir la relation suivante. Xa + Xb = 20 k V/m, Xb = 2 Xa Donc approximativement Xa = 7 k V/m et Xb = 13 k V/m De façon similaire, Xa et Xb sont dirigés vers le haut et vers le bas. Ce qui précède constitue une estimation numérique approximative pour un nuage orageux typique. Le fait que l'amplitude de la variation soudaine du champ électrique Xa + Xb = X soit grande, signifie que la quantité de la charge électrique dépensée par un coup de foudre est grande Pareillement, le fait que le rapport Xb / Xa soit grand signifie que l'effet de la charge d'espace est important Comme la charge d'espace formée est plus forte juste en- dessous du centre du nuage orageux, on peut estimer que plus le rapport Xb/Xa est grand, et plus le centre du nuage orageux est proche du site d'observation Par exemple, si les amplitudes 8 X, aux figures 7 (a) et 7 (b) sont environ les mêmes et si la valeur de Xb/Xa à la figure 7 (b) est deux fois celle de la figure 7 (a), on estime que le centre du nuage orageux est beaucoup plus proche du site d'observation dans la situation de la figure 7 (b) par comparaison avec celle de la figure 7 (a). A cet égard, le fait que les deux quantités mentionnées ci-dessus augmentent graduellement indique qu'un puissant nuage orageux s'approche. Egalement, selon la présente invention, on peut détecter automatiquement l'approche des coups de foudre soit grâce aux aiguilles de relais positive et négative préréglées d'un microampèremètre à contacts de relais, ou en utilisant un circuit logique d'un semiconducteur. 2 Dispositif d'alarme anti-foudre à objet multiple. Il comprend une électrode métallique hémisphérique pour la détection des variations du champ électrique, qui est fixée à la surface du sol, et une électrode en aiguille à courant de couronne, cette électrode étant montée, par l'intermédiaire d'un isolateur, sur l'électrode métallique hémisphérique en faisant corps avec elle La détection des coups de foudre proches présente la fonction additionnelle de délivrer un premier avertissement lorsque soit un détecteur des variations du champ électrique relié directement à l'électrode métallique hémisphérique de détection des variations du champ, soit un circuit de détection de courant de couronne relié directement aux aiguilles à courant de couronne, est activé séparément, et de délivrer un second avertissement lorsque ceux-ci sont activés simultanément. Comme la valeur du champ électrique de surface et la valeur de ses variations soudaines sont suffisamment grandes dans la zone indiquée en K aux figures 1 et 2, le détecteur des variations du champ électrique et le circuit de détection du courant de couronne connecté au microampéremètre fonctionnent à peu près simultanément. Comme on l'a déjà mentionné, le dispositif de la présente invention comprend aussi le circuit de détection de coups de foudre proches et délivre un "avertissement de coup de foudre proche" comme alarme d'urgence finale. En conséquence le dispositif d'alarme contre la foudre à objet multiple de la présente invention peut aisément juger si un orage s'approche, si le risque de coups de foudre augmente en raison de l'approche des coups de foudre, et si l'orage s'éloigne. 3 Réglage de la sensibilité du détecteur des variations du champ électrique. La figure 8 est un schéma synoptique montrant un détecteur des variations du champ électrique qui comprend un amplificateur basse fréquence 41 avec commutateur de gain, un circuit de comptage 42 des variations du champ électrique, un circuit de temporisation 43, et un circuit 44 de déclenchement d'alarme La sensibilité du détecteur des variations du champ électrique est proportionnelle au gain (dont l'unité est le db) de l'amplificateur basse fréquence (sur la figure, i représente le côté d'entrée et O le côté de sortie). En admettant que le gain de l'amplificateur basse fréquence reste le même, la sensibilité du détecteur des variations du champ électrique devient forte lorsqu'il est activé par le comptage d'un faible nombre de variations pendant une période de temps relativement longue (l'unité est la minute). En conséquence le réglage de la sensibilité de base est réalisé en actionnant un commutateur de l'amplificateur basse-fréquence (généralement équipé d'un commutateur à trois positions de l Odb/20 db/30 db). Un réglage fin est réalisé par la combinaison du circuit de comptage des variations du champ électrique (généralement équipé d'un commutateur à cinq positions allant de la première fois à la cinquième fois) et du circuit de temporisation (généralement équipé d'un commutateur à trois positions d'une minute, trois minutes et cinq minutes). A la figure 8, la sensibilité devient la plus forte lorsque l'amplificateur basse-fréquence est à la position 30 db, le circuit de comptage des variations du champ électrique est à la position "une fois", et le circuit temporisateur est sur la position cinq minutes, et la surveillance peut s'effectuer sur une zone d'un peu plus de 30 km de rayon. 4 Capteur de détection de foudre synthétisé. On décrira, en référence à la figure 10, un capteur de détection de foudre synthétisé constitué par la combinaison de foudre synthétisé constitué par la combinaison en un seul élément d'une électrode métallique hémisphérique de détection des variations du champ et d'un groupe d'électrodes en aiguille à courant de couronne disposées radialement sur une électrode hémisphérique par l'intermédiaire d'un isolateur. Un isolateur en forme de parapluie est monté à la partie supérieure de chacun des tubes métalliques 55 qui sont installés radialement sur une électrode métallique hémisphérique 59 de détection des variations du champ Plusieurs bossages effilés 52 sont disposés sur la surface supérieure d'une base métallique 51 de forme arrondie montée à l'extrémité de l'isolateur Des électrodes en aiguille à courant de couronne 53, présentant une extrémité effilée quelque peu pointue sont montées radialement sur la base métallique 51, de façon amovible, à des intervalles appropriés Ces électrodes en aiguille à courant de couronne sont toutes reliées électriquement et de façon intégrale, par l'intermédiaire d'un fil conducteur, à la face interne de l'électrode métallique hémisphérique de détection des variations du champ, dans un état isolé des électrodes en aiguille à courant de couronne Les électrodesen aiguille à courant de couronne 53, la base métallique 51 de forme arrondie, ect sont en une matière conductrice telle que de l'acier inoxydable Toutefois la présente invention ne se limite pas à cette matière Le nombre d'aiguilles ext fixé de façon qu'un élément en tube métallique 55 comprenne six électrodes en aiguille à courant de couronne 53 Comme l'électrode métallique hémisphérique 59 de détection des variations du champ est équipée de cinq éléments en tubes métalliques, c'est au total trente électrodes en aiguille à courant de couronne 53 qui sont disséminées radialement pour détecter le courant de couronne On peut utiliser, comme aiguilles des électrodes en aiguille à courant de couronne, des aiguilles médicales ou des électrodes en aiguille similaires (qu'on désignera ci-après simplement comme "aiguilles d'injection"). Le chiffre de référence 51 désigne une base métallique de forme arrondie, qui est une véritable boule circulaire La base métallique 51 de forme arrondie n'est pas nécessairement une boule circulaire; cela *peut être aussi une boule de toute configuration similaire ou d'une forme elliptique pour autant qu'elle soit d'une configuration qui rende difficile sa rupture par le courant de couronne. Le chiffre de référence 52 désigne des bossages effilés qui se dressent radialement sur la surface supérieure de la base métallique 51 à des intervalles appropriés Une aiguille d'injection 53 pour constituer les électrodes en aiguille à courant de couronne est montée, de façon à pouvoir être remplacée, sur chacun des bossages 52 par des moyens de mise en prise, etc Au dessin le chiffre de référence 54 désigne les isolateurs en forme de parapluie, le chiffre 55 les tubes métalliques, le chiffre 56 les isolateurs, le chiffre 57 les arbres, le chiffre 58 les bornes de liaison, et le chiffre 59 une électrode métallique hémisphérique de détection des variations du champ Si on équipe un élément avec un trop grand nombre d'électrodes en aiguille à courant de couronne 53, le courant de couronne est saturé et donc indésirable. Comme un tel groupe d'électrodes en aiguille à courant de couronne 53, installé radialement sur une électrode hémisphérique, est normalement disposé à l'extérieur, celles-ci sont soumises à des nuisances de la part des oiseaux et des insectes Toutefois, comme plusieurs électrodes en aiguille à courant de couronne 53 sont prévues, il n'en résulte pas un dommage important même si plusieurs électrodes en aiguille à courant de couronne sont abimées Le courant de couronne produit par l'éclatement d'un orage varie de façon importante au niveau de la valeur du courant au début de l'orage. Cependant dans ce cas, comme on utilise plusieurs aiguilles, il est fait une moyenne des décharges de courant de couronne De plus, il se peut que l'action sur le champ électrique s'effectue depuis une direction diagonale, selon les conditions géographiques et le lieu d'installation Toutefois il n'en résulte pas de différence importante au niveau de la sensibilité du dispositif de la présente invention, en raison de sa construction. Lorsque le dispositif est installé en un lieu élevé, qui peut être soumis à une forte pluie depuis une direction latérale, la configuration de l'électrode métallique hémisphérique 59 de détection des variations du champ ne nécessite pas nécessairement une forme hémisphérique A la place on peut utiliser une forme très proche de celle d'une boule Egalement, lorsque l'installation a lieu sur une montagne élevée o l'orage approche à partir d'une altitude plus basse, on installe parfois radialement plusieurs tubes métalliques , fixés à la base métallique 51 de forme arrondie, pourvus à leur extrémité supérieure des électrodes en aiguille 53 à courant de couronne, de façon qu'ils regardent vers le bas. Lorsque les nuages orageux approchent, une grande quantité de courant de couronne circule à partir du groupe d'électrodes en aiguille à courant de couronne installées radialement sur une électrode hémisphérique. Il en résulte que, lorsqu'une quantité importante de charge négative se trouve à la base des nuages, comme représenté aux figures 3 et 4, une faible couronne éclate depuis l'herbe, les arbres, les rochers ou d'autres substances qui font saillie au voisinage de la surface du sol, et il se produit une décharge d'ions positifs Toutefois, comme des ions en nombre particulièrement grand sont produits au sommet de l'électrode synthétisée de la présente invention, en raison de sa structure, la sensibilité de la détection des coups de foudre proches est améliorée et extrêmement efficace. En général, quand le courant pulsé circule jusqu'à l'électrode pour détecter les variations du champ électrique, il arrive parfois que le détecteur des variations du champ électrique fonctionne mal L'une des raisons d'un tel mauvais fonctionnement est que le courant de couronne circule jusqu'à l'électrode (car le courant de couronne est une onde pulsée), une autre raison est que les gouttes de pluie ou les flocons de neige heurtent l'électrode ou se fixent sur elle (dans ce cas, il y a aussi circulation d'un courant pulsé) En tout cas, une quantité importante de champ électrique agit sur l'électrode de détection des variations du champ électrique Toutefois l'électrode métallique hémisphérique 59 de détection des variations du champ selon la présente invention présente une forme arrondie et la partie de tête de chacun des tubes métalliques 55 est aussi couverte par un isolateur rond en forme de parapluie En plus les parties d'extrémité de plusieurs des électrodes 53 en aiguille à courant de couronne sont positionnées sur la partie supérieure de l'électrode métallique hémisphérique 59 de détection des variations du champ En conséquence, le champ électrique est concentré sur les extrémités des aiguilles du groupe d'électrodes en aiguille à courant de couronne qui sont installées radialement sur une électrode hémisphérique, juste au-dessous des nuages orageux Il en résulte que l'électrode métallique hémisphérique 59 de détection des variations du champ ne reçoit pas directement une grande quantité de champ électrique et il n'y a donc pas lieu de redouter un mauvais fonctionnement du détecteur des variations du champ électrique. Il arrive également qu'un courant anormal circule dans les aiguilles à courant de couronne, en provoquant un mauvais fonctionnement C'est le cas quand des gouttes de pluie électrifiées frappent la partie d'électrode méaltallique hémisphérique 59 de détection des variations du champ, la charge des gouttes de pluie étant transférée à l'électrode métallique hémisphérique 59 de détection des variations du champ et cette charge s'accumule dans l'électrode 59, bien que ce soit pour une courte période de temps Même si l'état du champ électrique n'est pas tel que du courant de couronne circule à partir de lui, il arrive que du courant circule de l'électrode métallique hémisphérique de détection des variations du champ vers les électrodes en aiguille à courant de couronne, en provoquant un mauvais fonctionnement Cependant, comme l'isolateur 54 en forme de parapluie réalise une isolation parfaite, la charge des gouttes de pluie ne peut pas être une cause de mauvais fonctionnement. Réalisation synthétisée à partir de ce qui précède La figure 11 montre une forme de réalisation d'un dispositif d'alarme contre la foudre relié à un circuit de détection des coups de foudre proches utilisant la détection des coups de foudre proches selon la présente invention Une résistance 20 de forte valeur est branchée entre l'électrode métallique hémisphérique 59 de détection des variations du champ et une électrode de terre 2 On a désigné en 53 des électrodes en aiguille à courant de couronne, en 54 des isolateurs en forme de parapluie, en 7 un amplificateur de courant continu, en 8 ' un microampèremètre avec contacts de relais, dont le centre constitue le zéro et dont les deux côtés sont pourvus de pointes de relais préréglées, comme représenté à la figure 9, et en 10 un circuit de relais annexé au microampèremètre 8 ', ce dernier et le circuit de relais 10 étant reliés à l'amplificateur de courant continu 7 Un contact pour courant positif du circuit de relais 10, annexé au microampèremètre 8 ', est relié au relais 11 et un contact pour courant négatif est relié de façon analogue au relais 12 Les numéros 13 et 14 désignent des circuits auxiliaires (temps de retour: 0,1 G-, 0,5 sec), 15 désigne un relais qui est actionné quand le contact pour courant positif et le contact pour courant négatif sont commandés simultanément, et 19 désigne un circuit d'alarme destiné à produire "un avertissement de coup de foudre proche". Dans cette réalisation, on utilise le microampèremètre avec les contacts de relais pour détecter les changements soudains de polarité du courant de couronne Cependant, cette partie peut être remplacée par un circuit logique d'un semiconducteur. Enfin on a représenté à la figure 12 une forme d'exécution d'un dispositif d'alarme contre la foudre qui utilise un dispositif d'alarme contre la foudre à objet multiple selon la présente invention On a désigné en 59 une électrode métallique hémisphérique de détection des variations de champ électrique, en 2 une borne de terre, et en 4 un détecteur des variations de champ électrique qui sort des signaux pendant un temps prédéterminé (environ 30 sec) On a désigné en 53 des électrodes en aiguille à courant de couronne, en 54 des isolateurs en forme de parapluie, en 7 un amplificateur de courant continu dont la sensibilité peut être réglée, en 8 et 8 ' des microampèremètres (voir figure 9) avec contacts de relais, dont le centre constitue le zéro et dont les deux côtés sont pourvus d'aiguilles préréglées, et en 9 et 10 des circuits de relais annexés aux microampèremètres 8 et 8 ', les éléments 8 et 9 et les éléments 8 ' et 10 étant reliés à l'amplificateur de courant continu 7 Le circuit de relais 9 annexé à un microampèremètre 8 est actionné par les aiguilles préréglées en rapport avec les quantités de courant positif et de courant négatif D'autre part un contact pour courant positif du circuit de relais 10 annexé au microampèremètre 8 ' est relié au relais 11, et un contact pour courant négatif est relié de façon analogue au relais 12 Les chiffres de référence 13 et 14 désignent des circuits auxiliaires (temps de retour: 0,1 -v 0,5 sec), 15 désigne un relais qui est actionné lorsque le contact pour courant électrique positif et le contact pour courant électrique négatif sont actionnés à peu près simultanément, 17 désigne un circuit délivrant un "premier avertissement" 18 désigne un circuit délivrant un "second avertissement" et 19 désigne un circuit délivrant un "avertissement de coup de foudre proche". Lorsque le détecteur 4 de variations du champ électrique est actionné pour produire un signal de sortie ou lorsque du courant de couronne circule dans les électrodes 53 en aiguille à courant de couronne et lorsque le circuit de relais 9 annexé au microampèremètre 8 est actionné de façon à dépasser les aiguilles préréglées (à la fois du côté positif et du côté négatif) du microampèremètre 8 pour délivrer un signal d'avertissement, le circuit d'avertissement 17 du "premier avertissement" est commandé pourvu que l'un quelconque des signaux d'avertissement soit sorti. Lorsque les deux signaux mentionnés ci-dessus sont sortis presque simultanément, le circuit d'avertissement 18 du "second avertissement" est commandé. Dans le cas de coups de foudre proches, par exemple, un nuage orageux est proche et le courant de couronne dépasse djà l'aiguille négative préréglée du microampèremètre 8 ' Quand des coups de foudre se produisent ensuite, la polarité du courant de couronne change soudainement et un courant de couronne positif s'échappe parfois au-delà de l'aiguille préréglée positive Cependant, comme la charge négative à la base du nuage augmente quand le temps passe, la valeur de courant du microampèremètre se trouve réduite et l'aiguille revient à la position qui était la sienne avant que les coups de foudre se produisent. La valeur du courant de couronne juste avant ce changement est représentée par Ixa et la valeur du courant de couronne juste après ce changement est représentée par Ixb La position de l'aiguille du microampèremètre se déplace soudainement de Ixa à Ixb en raison des coups de foudre Lorsque les deux relais 11 et 12 sont commandés presque simultanément par dépassement des aiguilles positive et négative préréglées qui sont déterminées en tenant compte des valeurs de Ixb Ixa et de Ixb/Ixa, le circuit de relais est commandé par les circuits auxiliaires 13 et 14 pour actionner le circuit d'avertissement 19 de l'avertissement de coup de foudre proche". Si les aiguilles préréglées du microampèremètre 8 ' ont été positionnées en prenant en considération la valeur de Ixb Ixa et la valeur de Ixb/Ixa, de façon à pouvoir comparer Ixa et Ixb, un avertissement peut être délivré lorsque la probabilité d'un coup de foudre franc proche augmente Aussi, on peut remplacer la partie de relais de mesure par un circuit logique utilisant un semiconducteur. Même dans le cas o un coup de foudre frappe un pylone métallique de soutien de lignes de transmission d'énergie qui se trouve à une distance éloignée, il est possible que des usines et des bureaux comportant un système commandé par ordinateur qui utilise beaucoup d'ordinateurs subissent d'énormes dommages en raison d'une interruption de service ou d'une chute de tension instantanée Selon le dispositif d'alarme contre la foudre de la présente invention, le détecteur des variations du champ électrique peut détecter des activités de foudre relativement distantes et semi-distantes et une activité de foudre qui se développe rapidement juste au-dessus est immédiatement captée par le détecteur de courant de couronne et les alarmes correspondantes peuvent être déclenchées. L'approche d'un point de coup de foudre proche peut aussi être détectée par le circuit de détection de coups de foudre proches indiqué ci-avant et une alarme de coup de foudre proche sera déclenchée. De cette façon, en prévoyant les possibilités de dommages significatifs dûs à la foudre dans des usines et des bureaux commandés par ordinateur sur une grande échelle, au moyen d'un dispositif d'alarme contre la foudre selon la présente invention basé sur le dispositif d'alarme contre la foudre à objet multiple, on peut éviter une catastrophe en faisant appel à une contremesure efficace comme par exemple le branchement sur une alimentation privée. De plus, comme le dispositif d'alarme contre la foudre de la présente invention est capable de délivrer de façon correcte un avertissement en temps utile de l'éclatement d'un orage dans une zone limitée, telle qu'un terrain de football, un terrain de baseball ou des sites de constructions, o se trouvent un grand nombre de personnes, il peut être d'un grand secours pour empêcher un accident dû à la foudre pouvant avoir pour résultat de nombreux morts ou blessés. On peut aussi utiliser le dispositif d'alarme contre la foudre de la présente invention pour prévoir les coups de foudre et les coups d'air anormaux les accompagnant, qui rendent dangereuses les opérations de décollage et d'atterrissage des avions, et pour localiser les tempêtes par un réglage approprié de sa sensibilité. Comme cela apparaît bien de description qui précède, la présente invention rend possible la délivrance de bonne heure d'un signal d'avertissement par une prévision correcte des coups de foudre sans se soucier si les coups de foudre sont ceux qui entrent dans une zone surveillée ou sont constitués par un éclatement de foudre juste au-dessus. Comme le dispositif d'alarme contre la foudre selon la présente invention ne demande pas un grand espace ou emplacement pour son installation et ne nécessite pas de grands poteaux de support, puisqu'il tire avantage du phénomène de la charge d'espace, son entretien s'avère facile L'application de l'invention convient particulèrement à des endroits tels que des aéroports, ou des obstacles de grande hauteur ne sont pas les bienvenus En outre, si on utilise l'invention en même temps que des informations obtenues par radar dans un aéroport, on peut obtenir des prévisions d'une grande probabilité Comme le dispositif est peu coûteux et comme les coûts d'installation sont faibles, le dispositif d'alarme contre la foudre selon la présente invention est économique En plus, comme même un amateur peut l'utiliser facilement et comme l'invention est difficilement susceptible de provoquer une gêne, il y a peu d'entretien ce qui constitue un avantage significatif. REVENDICATIONS 1 Dispositif d'alarme contre la foudre, caractérisé en ce que sa partie essentielle consiste en un circuit de détection des coups de foudre proches qui mesure le courant de couronne parcourant des électrodes en aiguille à courant de couronne ( 53), qui compare une valeur de courant de couronne Ixa juste avant les changements soudains de polarité dûs au coup de foudre et une valeur de courant de couronne Ixb juste après les changements soudains de polarité ce qui indique la présence de coups de foudre, et qui délivre automatiquement un avertissement de coup de foudre proche lorsqu'une valeur préréglée est dépassée, laquelle est fixée en prenant en considération au préalable les valeurs de Ixb Ixa et de Ixb/Ixa. 2 Dispositif d'alarme contre la foudre selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de détection des coups de foudre proches mesure le courant de couronne au moyen d'un groupe d'électrodes en aiguille à courant de couronne ( 53) qui sont disposées radialement sur une électrode de forme hémisphérique ( 59), et délivre automatiquement un "avertissement de coup de foudre proche". 3 Dispositif d'alarme contre la foudre selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend de plus un capteur de détection de foudre synthétisé qui est formé intégralement d'un groupe d'électrodes en aiguille à courant de couronne ( 53) installées radialement sur une électrode hémisphérique comportant une électrode métallique hémisphérique de détection des variations du champ électrique ( 59), des tubes métalliques ( 55) disposés radialement sur la dite électrode métallique ( 59) des isolateurs ( 54) en forme de parapluie montés sur les parties supérieures desdits tubes métalliques ( 55), plusieurs bossages effilés ( 52) faisant saillie radialement à partir d'une surface supérieure d'une base métallique de forme arrondie ( 51) montée sur chacun desdits isolateurs ( 54), et des t aiguilles à courant de couronne qui sont montées chacune de façon amovible sur chacun desdits bossages effilés ( 52), ledit groupe d'aiguilles à courant de couronne installées radialement sur une électrode hémisphérique ( 59) étant reliées audit circuit de détection de coups de foudre proches et à un circuit de détection de courant de couronne, ladite électrode métallique hémisphérique ( 59) de détection des variations du champ électrique étant reliée à un détecteur de variations du champ électrique ( 4), un "premier avertissement" étant déclenché quand ledit détecteur des variations du champ électrique ( 4) et ledit circuit de détection de courant de couronne sont actionnés séparément, un "second avertissement" étant déclenché quand ledit détecteur des variations du champ électrique ( 4) et ledit circuit de détection de courant de couronne sont actionnés simultanément, et "un avertissement de coups de foudre proches" étant déclenché quand ledit circuit de détection de coups de foudre proches est actionné. 4 Dispositif d'alarme contre la foudre selon la revendication 3, caractérisé en ce que le détecteur de variations du champ électrique ( 4) est constitué d'une combinaison de commutateurs à plusieurs positions capables de régler le gain d'un amplificateur ( 41), le nombre de comptages deun intégrateur des variations soudaines du champ électrique ( 42), un circuit temporisateur ( 43), etc parmi des circuits de comptage de la fréquence des variations soudaines du champ électrique pendant un temps prédéterminé.