Une voiture protège-t-elle de la foudre ?

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réponse simple

Réponse simple :

La plupart des voitures disposent d’une carrosserie en métal, qui conduit particulièrement bien l’électricité1 et 2.

Grâce à cette caractéristique, lorsqu’un éclair heurte directement le véhicule, celui-ci agit comme une enveloppe protectrice en déviant le courant. Les charges électriques se répartissent immédiatement sur la surface externe de la voiture avant de rejoindre le sol. On dit alors que la voiture agit comme une cage de Faraday6, un phénomène qui permet garder indemnes les occupants de l'habitacle.

 

L'éclair suit la carrosserie et part dans le sol, comme une cage de faraday
L'éclair se fragmente, contourne l'habitacle puis passe du châssis au sol (source)
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La structure du véhicule n’étant pas parfaite, il existe toutefois des risques non-négligeables :

- Certains véhicules ne sont pas conçus avec des matériaux conducteurs (c’est le cas des caravanes et de certaines voitures en fibres de verre3), ils n’offrent alors aucune protection face à la foudre.

- Le passage de la foudre provoque une incroyable vague de chaleur pouvant mettre feu au véhicule8.

 

La toiture a fondu sous l'impact
Toiture détruite par la foudre (source)

- La présence d’une antenne radio affaiblit l’efficacité de la cage de Faraday, laissant passer une partie du courant dans l’habitacle9.

Heureusement, les situations où la foudre heurte directement le véhicule sont rares. En général, celle-ci s’abat plutôt sur le sol à proximité. Le courant se diffuse alors dans le terrain et la faible intensité qui en résulte ne parvient que rarement à remonter la barrière des pneus.

réponse avancée

Réponse avancée :

La protection qu'offre une voiture face à la foudre dépend non pas de ses pneus, mais de sa carrosserie. Dans la plupart des cas, elle est fabriquée à partir de tôle d'acier ou d'aluminium, mais il devient aussi de plus en plus fréquent de la construire en fibre de verre1. Une différence notable entre ces matériaux est que les premiers sont des bons conducteurs électriques, à l'inverse du dernier2 et 3.

 

La carrosserie est plus légère, mais vulnérable à la foudre
La fibre de verre allège la carrosserie, mais la rend vulnérable à la foudre (source)

Lorsque la foudre s'abat sur le toit d'une voiture en fibre de verre, les charges électriques produites par l'éclair auront de la difficulté à se déplacer dans la carrosserie. Elles risquent donc de se frayer un chemin par l'intérieur de l'habitacle, voir par ses occupants dans le pire des cas.

Il en va de même pour les véhicules particuliers, comme les caravanes, dont les matériaux ne sont pas conçus pour protéger de la foudre12.

À l'inverse, lorsque la carrosserie est en métal, la surface extérieure de la voiture se comporte comme une cage de Faraday6. Les charges libres au sein de la matière conductrice se réarrangent de manière à obtenir un équilibre caractérisé par un champ électrique nul dans la cavité qu'elle englobe.

La carrosserie protège les passagers de la foudre
En conduisant l'électricité, le métal isole la cavité interne

Cela signifie que le métal protège ce qui se trouve en son sein de toute influence électrique.

 

Une cage en métal dévie le courant et annule le champ interne (source)
(Une fois la vidéo lancée, cliquez sur "visionner sur youtube")


Le courant est ensuite redirigé vers le sol, soit en passant par le châssis, soit en traversant directement les jantes. Même si les pneus sont isolants, ces quelques centimètres de caoutchouc sont un obstacle négligeable pour une décharge d'une telle intensité.

 

L'éclair suit la carrosserie et part dans le sol, comme une cage de faraday
L'éclair se fragmente, contourne l'habitacle puis rejoint le sol (source)
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L'éclaire est dévié par la carrosserie
Il arrive que le courant traverse les pneus, endommageant ceux-ci (source)5

 

A l’intérieur d’une voiture, les passagers devraient donc théoriquement être protégés de la foudre. Cependant, comme la structure n’est pas parfaite, il existe tout de même des risques :

- Lorsque la foudre parcourt l'atmosphère, les gaz sont chauffés jusqu'à une température de 30'000 degrés. La voiture peut donc facilement subir des dégâts ou même prendre feu8.

 

La chaleur dégagée par l'impact a laissé une trace
Marque d'un éclair sur une carrosserie (source)

La toiture a fondu sous l'impact
Toiture détruite par la foudre (source)

- L'antenne radio et les câbles qui lui sont reliés forment un accès pour la foudre à l'intérieur du véhicule9. Une partie de la charge peut alors être déviée par ce biais et créer des dommages potentiels.

- Il est recommandé de ne pas toucher les structures métalliques de la voiture. Même si le risque est faible, il n'est pas à exclure que le courant électrique puisse traverser le corps du passager7.

- La présence de vitres limite l’efficacité de la cage de Faraday. Il est donc possible qu'un champ électrique soit engendré au sein de l'automobile. Il n'aura pas d'effet perceptible sur les personnes, mais pourra endommager le matériel électronique8.

Il est toutefois rare que la foudre touche directement un véhicule, il arrive plus fréquemment qu'elle heurte le sol à proximité. Dans ce cas, le courant perd de son intensité en se propageant à la surface du terrain, si bien que les pneus en caoutchouc sont suffisants pour arrêter une éventuelle décharge qui remonterait9 et 10.

Les avions sont quant à eux plus souvent sujets à cette problématique. On recense en moyenne un coup de foudre chaque 1'000 heures de vol11 et ces éclairs sont généralement provoqués par le passage de l'avion lui-même. Ces appareils ont donc été conçus de manière à supporter le plus efficacement possible ces contraintes, en se comportant notamment comme des cages de Faraday plus performantes.

 

Les éclaires sont déviés comme dans une cage de Faraday
La carlingue agit comme une cage de faraday afin de protéger l'habitacle (source)

Commentaires   

0 #13 JOANNA 26-06-2016 17:40
J'ai eu un "accident" vendredi soir en alsace.
j'ai appris seulement le lendemain qu'en faite, j'avais été victime moi aussi de foudroiement dans ma voiture.
je roulais tranquillement, j'avais attendu que l'orage se calme pour partir de chez une amie.
et d'un cou, une xplostion. une odeur bizarre, et puis je me souviens simplement d'avoir vu du blanc (airbags) et un feu orange clignotant qui était sur la route devant.
les hauts parleurs ont exploses, ainsi que mon téléphone. les pneus... moi je n'ai rien heureusement, miraculée m'a t-on dit..
je suis sorti immédiatement de la voiture.
le sol était glissant car j'ai perdue l'huile et qu'elle s'est répandue. la boite de vitesse, ainsi que le bas de caisse ont exploses également.
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+1 #12 intrascience 22-11-2015 00:39
@ Duchamps :

Intéressant, ce témoignage, heureusement que vous n'avez rien eu ! Je pensais qu'avec la force d'un éclair, l'impact serait plus important (notamment au niveau sonore dans la voiture).
Donc il n'y a même pas eu de marque sur le sommet de la carrosserie ?
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+3 #11 Duchamps 21-11-2015 19:24
Bonjour,
Un jour d'orage en montagne, nous nous sommes abrité avec les enfants dans notre voiture (un toyota Landcruiser). Mon mari était a environ 50 m et parlait avec des amis à l'abri d'un avant toit lorsque nous avons pris la foudre sur la voiture. Ce qui est étonnant c'est que nous n'avons rien senti et que si personne ne nous l'avait dit on ne l'aurait pas su. On a juste était ébloui par une lumière bleue, et on a entendu comme un déchirement. Mon mari et les amis ont vu l'éclair et l'ont entendu très fort et en même temps. Ils ont eu l'impression que la voiture devenait bleue, mais ils ne regardaient pas exactement dans cette direction... La voiture a roulé normalement ensuite, seule la radio et le klaxonne n'ont plus fonctionné...
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