En 1752, Benjamin Franklin a ouvert un nouveau champ de recherches en démontrant la nature électrique de la foudre. Aujoud’hui, malgré de progrès considérables, le coup de foudre reste encore énigmatique.

La foudre est à l’origine d’importants dégâts et elle est une source phénoménale de perturbations électromagnétiques allant de très basses fréquences jusqu’aux ondes radio. Entre 30% et 60% des coupures de courant sont dues à la foudre, parfois avec des coûts exorbitants.

Le courant des décharges orageuses peut atteindre des centaines de milliers d’Ampères. Il peut être mesuré directement par : (1) des capteurs sur des structures élevées, ou (2) le déclenchement artificiel par des petites fusées mises à la terre par un fil conducteur.

Les valeurs statistiques du courant utilisées pour la protection contre la foudre sont basées sur les travaux du Prof. Berger qui a effectué des mesures sur deux tours de télévision au sommet du Monte San Salvatore à Lugano [1]. Son système  souffrait cependant de limitations de bande de fréquences et sensibilité. D’autre part, des études ont montré que les enregistrements expérimentaux sont ‘contaminés’ par des réflexions multiples dans la tour. Pour ces raisons, une nouvelle station de mesure a été mise sur pied sur la tour Säntis par l’EPFL et l’HEIG-VD avec le soutien du Fonds National de Recherche Scientifique et du bureau suisse pour l’éducation et la recherche.

La tour Säntis a 125m de hauteur et elle est construite au sommet du mont du même nom (Fig. 1a) à une altitude de 2505m. Une analyse pluriannuelle des données du système de détection de la foudre EUCLIDE a révélé que cette tour est une des structures les plus foudroyées en Suisse [1].

En juin 2010, la tour a été équipée d’un système de mesure sophistiqué. Quatre capteurs ont été installés à 20 m et 67 m le long de la tour : deux de type Rogowski dont la sortie est intégrée pour obtenir une reproduction du courant dans la tour, et deux capteurs «B-dot» conçus dans le cadre du projet pour mesurer sa dérivé temporelle (Fig 1b). Le système est contrôlé par internet depuis l’EPFL et la HEIG-VD.

Plusieurs dizaines d’enregistrements ont déjà été obtenus. Il est prévu que la station devienne un centre international de recherche expérimentale sur la foudre.

Fig 1:  (a) Tour de Télécommunications Säntis près de St. Galle, (b) diagramme du système de mesure

Remerciements. Ce travail a été réalisé dans le cadre de l’action européenne COST P18. Le soutien financier a été fourni par le bureau suisse pour l’éducation et la recherche (Projet No. C07.0037) et le Fonds National Suisse (Projet No. 200021-122457).

Références

[1] A. Rubinstein, C. Romero, M. Paolone, F. Rachidi, M. Rubinstein, P. Zweiacker, B. Daout, "Lightning measurement station on Mount Säntis in Switzerland", 10th International Symposium on Lightning Protection, Curitiba, Brazil, November 9-13, 2009.