Brevet FR2814000A1 — publié le 20020315

Par la présente, l'innovation concerne l'application des connaissances en électricité à l'usage de la protection des personnes, des animaux et de tout bien contre le risque (électrocution, destruction, incendie...) des coups de foudre sous ou à proximité des arbres. La foudre frappe encore et fait des victimes dans les espaces boisés, y compris en ville. La description qui suit apporte des solutions à ce problème par l'invention de dispositifs issus de techniques distinctes et destinés à cet effet. 1) Un premier dispositif référencé sur l'annexe 1 par D 1 consiste à mettre l'arbre au potentiel de la terre. Il est destiné s'opposer à l'accumulation des charges électrostatiques sur les couches extérieures des arbres, en particulier, l'électricité d'origine atmosphérique engendrée par la polarisation des nuages. 2) Un deuxième dispositif référencé par D2 consiste à mettre le potentiel de la terre au- dessus des corps à protéger. Par exemple, plus haut que les personnes. Il est destiné à servir d'abri contre la foudre sous ou à proximité des arbres. Sa fonction consiste à véhiculer les courants de coups de foudre quand ils se produisent sur l'(es) arbre(s). 3) Un troisième dispositif référencé par Dl 2 est issu de la combinaison de D 1 et D2. Selon l'invention, le phénomène ayant conduit â la réalisation du dispositif Dl est schématisé par l'annexe 1, figure 1. Ce phénomène s'articule sur le fait qu'en période de perturbations atmosphériques dites "temps orageux", les nuages électrisés peuvent engendrer sur l'arbre des charges électrostatiques. Ces charges peuvent s'accumuler et être à l'origine de l'amorce et du déclenchement de la foudre à cet endroit. La structure de l'arbre à protéger contre le risque de décharge est supposée à feuillage dense, formant une couche sur l'extérieur, l'intérieur peut être supposé creux, les branches ne touchent pas le sol : Il s'agit de la structure d'arbres la plus répandue, particulièrement en ville. Le bois de la partie inférieure du tronc peut être considéré de grande résistance électrique. La présence de charges électrostatiques enveloppant l'arbre forme le condensateur C 1 avec la terre de charges " + ". Il en est de même entre les nuages et la terre (C2). Les deux condensateurs peuvent être assimilés à deux capacités montées en parallèle. L'introduction entre les deux pôles du condensateur Cl d'une personne ou de tout corps à conductibilité supérieure, peut servir de court-circuit au système et la décharge s'effectue à travers ce corps. Dans ce cas, la décharge de C 1 peut entraîner la décharge du condensateur C2 à travers ce même corps. Le rôle du dispositif D1 est d'atténuer ce risque en s'attaquant à la cause qui est précisément, l'accumulation des charges électrostatiques sur les couches extérieures des arbres, extrémités de branches et feuillage. Selon (invention, la caractéristique essentielle de ce dispositif résulte dans le fait de relier par un quelconque procédé, les couches susceptibles d'être électrisées des arbres à la terre et d'éviter la formation de C1. Ce procédé est lui-même caractérisée par son pouvoir à assurer un écoulement progressif de l'électricité entre l'arbre et la terre et/ou à mettre l'arbre au potentiel de la terre. Ce dispositif est relié d'un côté à la terre selon les normes et de l'autre, il doit atteindre les extrémités des branches et le feuillage. II peut être réalisé, à titre d'exemples (non limitatifs) de Un conducteur ordinaire, tresse ou multifilaire dont la partie dénudée qui va sur l'arbre est éparpillée sur le feuillage ; Une bande de toile faite de matériau flexible et bon conducteur, fixée à même le tronc d'arbre et les branches par une colle ou une résine ou au moyen d'un procédé quelconque ; Une solution (peinture, verni, résine, colle), mélange, patte ou aggloméré ou tout produit qui a les caractéristiques à la fois, d'être souple pour contenir les déformations de l'arbre, de s'étaler par un quelconque procédé, de se fixer et d'être bon conducteur d'électricité. Il convient pour ce cas, de prolonger le dispositif, à la base de l'arbre, par un conducteur rigide à (effet de relier la terre. Les descriptions énoncées selon l'invention et concernant la bande de toile et la solution ne sont pas limitatives dans leurs applications aux arbres. Elles peuvent être aussi utilisées à l'effet de s'opposer à l'accumulation des charges électriques dans le bâtiment et dans d'autres domaines d'applications. Leurs caractéristiques peuvent changer selon le domaine. Le dispositif D2, schématisé en annexe 1 figure 2, selon l'invention, obéit à la loi établissant que le courant électrique choisit toujours le chemin le plus court. Il consiste donc à installer à proximité des arbres, un matériau relié à la terre et plus proche à atteindre par la foudre qu'un autre corps, par exemple le corps d'une personne. Il doit être de meilleure conductibilité électrique que le corps à protéger. Ce dispositif est donc un abri qui a pour fonction de véhiculer les charges des coups de foudre en épargnant tout autre corps qui se trouve sous ou à proximité de l'arbre. La réalisation du dispositif D2 nécessite des prédispositions du site à protéger et particulièrement, la taille des arbres. A titre indicatif et approximatif, pour une protection sécurisante de personnes, le dispositif D2 peut être en cuivre étamé, d'un diamètre moyen de 30 (trente) mmz, situé au moins, par rapport à la terre à une hauteur de 3 (trois) mètres et espacé de 1 (un) mètres du tronc d'arbres et du branchage. Les supports peuvent être d'un métal rigide et dimensionnés aux caractéristiques du dispositif. Ils doivent être reliés à la terre selon les normes. Le dispositif D12 est issu de la combinaison des caractéristiques fonctionnelles de D1 et D2. Il est conçu de telle sorte qu'il s'oppose à l'accumulation des charges sur l'arbre tout en ayant la capacité de véhiculer la charge de la foudre et ce, dans le cas de conditions non prises en compte par Dl. Les schémas annexés permettent de comprendre le fonctionnement des dispositifs et illustrent des applications en tant qu'exemples et non limitatifs L'annexe 1 représente le fonctionnement (expliqué plus haut) des dispositifs DI et D2. Sur la figure 1 est représenté selon l'invention, le schéma d'un arbre : E représente l'enveloppe formée par les extrémités de branches et le feuillage ; Les charges " - " des nuages engendrant des dépôts électrostatiques sur l'arbre et créant, avec la terre de charges " + ", deux condensateurs C 1 et C2 dont les potentiels respectifs sont représentés par les voltmètres V 1 et V2. Sur la figure 2 est schématisée : Le dispositif Dl par les conducteurs qui longent les branches essentielles de l'arbre jusqu'à l'enveloppe " E " et est relié à la terre par le conducteur " T ". II est à noter que le dispositif D1 est représenté sur le schéma par une bande en toile conductrice qui dépasse les branches et s'éparpille sur le feuillage aux environs de la section de l'arbre la plus large. Nous appelons le dispositif Dl : " La Masse-antifoudre " ; Le dispositif D2 est monté sur " T " qui assure la fonction de mât servant de support au dispositif et sert en même temps, de liaison terre. L'annexe 2 représente un exemple d'application du dispositif D2 pour le cas des arbres juxtaposés à une rangée. II est composé du conducteur horizontal dont les caractéristiques sont exposées plus haut et est relié à la terre par les mâts (supports-terre) " T " qui peuvent être répétés sur la longueur du dispositif autant de fois qu'il est nécessaire. " h " représente la hauteur minimale d'installation du dispositif et " e " l'espace qu'il convient au minimum de respecter entre le tronc et le branchage des arbres. Nous appelons le dispositif D2 : "L'Abri- antifoudre". L'annexe 3 représente un exemple d'application du dispositif D12. Il s'agit d'un modèle élémentaire composé d'un conducteur monté en forme de spirale, relié à la terre par " T " et maintenu par des attaches " A " sur les supports " S". Ces supports sont inclinés selon l'axe " xx " et fixés à (arbre par le système " F ". Le diamètre " d " du dispositif, estimé plus haut dans la description, sert de base pour le calcul des dimensions d'un conducteur de section autre que ronde. Ce même dispositif peut être monté en mode D2 en respectant l'espace " e " décrit dans l'annexe 2. Dans ce cas de montage, la liaison " T " sert de terre et de mât supportant le dispositif. L'annexe 4 reprend le cas de figure de l'annexe 2 où le dispositif D2 est remplacé par le dispositif D12. Celui-ci traverse le feuillage des arbres aux environs de la plus grande section des arbres pour assurer l'écoulement des charges électrostatiques ; Le dispositif est supporté par les branches des arbres à l'aide des fixations "F" ; La liaison " T " sert à relier le dispositif à la terre et n'assure pas la fonction de support ; Le raccord " R " représente un mode de montage et sert à prolonger le dispositif entre les arbres. Ce dispositif peut être doubler à l'autre face de la rangée d'arbres. L'annexe 5 représente un exemple de dispositif D12 appliqué à un espace boisé à plusieurs rangées d'arbres. Les caractéristiques de ce dispositif sont semblables à celles de l'exemple 4. Du fait de la juxtaposition des arbres, le dispositif s'articule sur la ceinture " Cp " du bloc d'arbres ; Des traverses " Cs " servent pour augmenter le contact du dispositif avec le feuillage des arbres et peuvent être répéter selon les caractéristiques du site à protéger. Nous appelons le dispositif D12 du nom de: "La Ceinture-antifoudre ". REVENDICATIONS 1) Dispositif de protection contre la foudre spécifique aux arbres caractérisé en ce qu'il est matérialisé par l'installation d'un conducteur électrique de diamètre, par approximation, rapporté- à une section ronde en cuivre étamé de 30 (trente) mm', destiné à s'opposer à l'accumulation des charges électriques statiques d'origine atmosphérique et à être en mesure de véhiculer les courants de coups de foudre de ou vers la terre, et caractérisé en ce que ce conducteur est relié d'un côté à la terre au moyen d'une liaison (T) et de l'autre côté aux étrémités des branches afin de les relier électriquement au feuillage, en traversant les arbres aux environs de la plus grande section, et il est installé en spirale quand il est appliqué à un seul arbre ou- sur le pourtour d'un bloc d'arbres quand il est appliqué à une ou plusieurs rangées d'arbres. 2) Dispositif de protection contre la foudre spécifique aux arbres selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il s'installe sous 1(es)'arbre(s) à une distance située au moins, par rapport à la terre à une hauteur de 3 (trois) mètres et espacé de 1 (un) mètre des troncs d'arbres et du branchage, la liaison (T) assurant la fonction de liaison à la terre et servant aussi de mâts supportant le dispositif.