Brevet FR2849722A1 — publié le 20040709

La présente invention a pour objet un paratonnerre désionisant de charge électrostatique essentiellement caractérisé en ce qu'il incorpore un système capable de consommer l'influence électrique d'un champ de haute tension atmosphérique. En appliquant le système nouveau objet de cette invention, on atteint l'objectif de maintenir le champ électrique stable entre la terre et l'atmosphère, supérieur à six cent mètres de distance en fonction du 10 risque kéraunique, en évitant ainsi la formation de foudre dans la vaste zone protégée. La foudre est la décharge électrique se produisant entre des nuages de pluie ou entre un des ces nuages et la terre, cette décharge étant visible, ayant des 15 trajectoires sinueuses et à ramifications irrégulières, parfois à plusieurs kilomètres de distance, un phénomène connu sous le nom d'éclair. A cet instant une onde sonore se produit également, appelée tonnerre. La façon dont les nuages sont chargés d'électricité 20 n'est pas connue, mais la plupart possèdent une charge négative à la base et une charge positive au sommet. Les diverses hypothèses expliquant comment se produit cette polarisation peuvent être divisées en deux catégories: celles qui indiquent qu'il faut de la glace et celles qui 25 n'en ont pas besoin. Beaucoup de météorologues croient que la glace est un facteur nécessaire car la foudre n'est généralement pas observée jusqu'à ce que la glace a été formée dans les couches supérieures des nuages. Certaines expériences ont démontré que lorsque les 30 dissolutions d'eau sont congelées, la glace gagne une charge négative tandis que l'eau reste chargée de façon positive. Si après l'amorçage de la solidification, l'air qui monte arrache des gouttelettes d'eau aux particules congelées, ces gouttelettes se concentreront à la partie supérieure du nuage, et la glace, agrégats plus grands, descendra jusqu'à la base. Par ailleurs, certaines expériences ont démontré que les gouttes d'eau les plus grandes, qui tombent plus vite, 5 deviennent négatives, tandis que les gouttelettes qui tombent plus lentement deviennent électropositives. Donc, la polarisation d'un nuage peut se produire à cause des vitesses de chute différentes des gouttes grandes et petites. tant donné que la charge négative se forme à la 10 base du nuage, elle induit une autre charge positive sur la terre située au-dessous, qui agit comme une deuxième plaque d'un condensateur géant. Lorsque le potentiel électrique entre deux nuages ou entre un nuage et la terre atteint une grandeur suffisante 15 (environ 10.000 V par cm), l'air est ionisé le long de la trajectoire étroite, et il se produit l'étincelle d'un éclair. On croit que c'est là la façon dont la charge négative est transportée vers le sol et que la charge négative totale de la surface de la Terre est conservée. On pense également que la polarisation électrique des nuages peut être la cause de la précipitation et non sa conséquence et que le potentiel électrique existant entre la ionosphère -couche supérieure de l'atmosphère- et la terre induit la polarisation. Selon cette théorie, le flux ascendant d'air chaud à travers un nuage emporte avec lui des particules à charge positive qui sont accumulées au sommet du nuage et qui attirent des charges négatives de la ionosphère. Ces dernières sont conduites vers la base du nuage par des 30 courants descendants, puissants, de la périphérie du nuage; de cette façon il est évité que les charges opposées se neutralisent les uns aux autres. 90% de la foudre qui vont des nuages au sol sont négatifs; le reste consiste en des étincelles positives. Moins souvent il peut arriver que la foudre du sol vers les nuages se produise, notamment depuis les sommets de montagnes ou d'objets élevés tels que les antennes de radio. Des études avec des caméras pour prises de vue 5 accélérée ont prouvé que la plupart des étincelles de la foudre sont des événements multiples composés de jusqu'à 42 "foudres" principales, chacune étant précédée d'une foudre guide. Elles suivent toutes une trajectoire initiale ionisée 10 pouvant être ramifiée avec le flux de courant. Comme la durée de la foudre ne dépasse pas les 0,0002 s, les durées entre chaque foudre occupent la plupart de la durée d'une "étincelle". La foudre dénommée en feuilles n'est que la réflection d'une foudre ordinaire dans les nuages. La 15 foudre en boule est un phénomène rare dans lequel la décharge prend la forme d'une boule lumineuse et lente qui parfois éclate et d'autres fois, tout simplement disparaît progressivement. L'état actuel de la technique consiste en l'existence 20 de paratonnerres passifs, pourvus de dispositif d'amorçage, genre "Franklin" ou à système multipoint, dont l'action est basée sur l'ionisation et l'excitation, constante ou à impulsions, du champ électroatmosphérique pour atteindre l'objectif basique et primordial, qui est 25 de tâcher de capter la décharge de la foudre. Il faut également citer les paratonnerres dits radioactifs qui, pour des raisons évidentes, ont été délaissés. On ne les utilise plus et leurs sources radioactives ont été récupérées de façon appropriée et 30 déposées dans de zones pour déchets spéciaux. Il faut signaler l'existence d'autres dispositifs de protection contre les phénomènes electro-atmosphériques qui sont basés sur la filtration des hautes fréquences et des composantes harmoniques, en disposant d'au moins deux connexions électriques externes à la tête qui sont principalement constituées par des éléments tels que des bobines, résistances et condensateurs connectés à l'intérieur, caractérisés en ce qu'ils contiennent des 5 sables siliciques absorbant l'inertie thermique lorsque tout le système fonctionne ensemble. La nouvelle technologie pour paratonnerre objet de cette invention est conçue à partir de l'étude préalable du champ électrostatique présent dans l'atmosphère. Ses 10 caractéristiques essentielles, comme base de fonctionnement, sont fondées sur la compensation du champ électrique généré entre différents points sur le sol et l'atmosphère ayant des charges électrostatiques de signes opposés à l'origine de la formation de foudre. Plus 15 précisément, le système objet de cette invention consomme cette énergie naturelle fournie, en illuminant le paratonnerre à partir d'une valeur de haute tension dudit champ électrique, généralement de l'ordre de 3.000 volts selon la zone géographique. Le paratonnerre objet de l'invention est constitué de deux armatures en aluminium à géométries différentes, mécaniquement séparées entre elles par au moins deux dispositifs isolateurs désionisants à l'intérieur desquels on a agencé un diélectrique (de préférence du gaz noble), 25 variable en fonction de l'excitation de ce champ électrostatique. De préférence, ces dispositifs isolateurs sont au nombre de trois. Un mât isolé électriquement supporte l'ensemble. Le paratonnerre désionisant à charge électrostatique 30 constitué conformément à ce qui a été exposé et objet de la nouvelle technologie à la base de l'invention, a un fonctionnement atypique et tout à fait différent des principes de fonctionnement des systèmes actuels de paratonnerre. Le système objet de cette description annule la saturation des charges électrostatiques dans l'atmosphère qui sont responsables des formations de la foudre. Le paratonnerre est fait avec des matériaux agréés 5 par la Communauté Européenne, ne contenant pas de minéraux, de terres siliciées ou spéciales, de composants radioactifs émettant des radiations polluantes, d'explosifs ni tout autre produit pouvant affecter la sécurité des personnes ou être nuisible pour 10 l'environnement. L'installation de prises de terre et de conducteur électrique à terre ainsi que sa situation physique, se feront conformément à la réglementation en vigueur sur les paratonnerres, sans avoir besoin d'aucune alimentation 15 électrique ni de connexion externe complémentaire. Afin de donner une explication détaillée de l'objet de ce brevet, des dessins sont annexés à cette description dans lesquels une mise en oeuvre de celui-ci a été représentée. Dans ces dessins: La Fig. 1 montre en projection latérale et en plan le paratonnerre de l'invention; et La Fig. 2 le montre en coupe longitudinale et en plan coupé pour une meilleure compréhension.. Comme on peut voir d'après la figure 1, ce paratonnerre désionisateur de charge électrostatique est constitué par deux armatures, l'une sous forme de bague (1) et l'autre sous forme de poire renversée (2), séparées électriquement par des supports sous forme de cône en 30 matériau isolant (3), autrement dit des isolateurs, au nombre de trois dans l'exemple représenté, tout cela supporté par un mât (4) dment protégé électriquement. A la partie intérieure de l'isolateur (3) un diélectrique (5) est agencé, tel qu'un gaz noble, variable selon l'excitation du champ électrostatique atmosphérique entre les armatures (1, 2). Le dispositif étant ainsi constitué, au moment o le champ électrostatique arrive à une valeur d'environ 3000 5 volts selon la zone géographique, le système de désionisation est activé, en consommant l'influence électrique naturelle fournie par ce champ, à partir d'une consommation constante, le paratonnerre désionisateur de champ électrostatique est allumé. Le domaine d'action du paratonnerre selon l'invention est variable, selon l'étendue de la zone géographique à protéger. De ce point de vue, une valeur de référence est, par exemple, un rayon de 650 m. La forme extérieure, l'agencement et l'aspect 15 extérieur des éléments formant le paratonnerre, ainsi que les matériaux employés pour le réaliser, seront susceptibles de variations techniques selon le besoin de protection d'une certaine zone ou superficie géographique, avec son contexte d'environnement, qui est le but 20 principal basique de cette invention. Les facteurs signalés ne limiteront donc pas l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Paratonnerre désionisant de charge électrostatique, caractérisé en ce qu'il est constitué par deux armatures (1, 2) à géométries différentes, de 5 préférence en aluminium séparées électriquement par au moins deux isolateurs, le tout étant supporté par un mât (4) isolé électriquement, et possédant, de plus, à l'intérieur de chacun des isolateurs (3) un diélectrique (5) variable, tel qu'un gaz noble, selon le champ 10 électrostatique atmosphérique, de sorte que chaque isolateur (3), lorsqu'il compense l'énergie en son intérieur, annule la saturation des charges électrostatiques dans l'atmosphère de la zone protégée qui sont responsables des formations de foudre. 2. - Paratonnerre selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte trois isolateurs (3). 3. - Paratonnerre selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'une (1) des armatures est en forme de bague et l'autre (2) des armatures est en forme de 20 poire renversée.