L'électricité statique et ses risques

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L'électricité statique : risque en cas de décharge électrostatique ESD !

Origine de l'électricité statique

A partir du moment où un frottement s'exerce entre 2 matériauxSurtout s'ils sont différents.
Par ailleurs, la charge dépend de la nature de ceux-ci, des électrons s'arrachent ce qui a pour effet de modifier leur charge électrique.
Voiture électricité statique

N'avez-vous jamais 'pris le jus' en sortant de la voiture ?
Pourquoi ? A cause autant de vos propres frottements sur les sièges en tissus ou velours, à cause de l'auto qui a roulé et de ses pneux isolants... La liste est longue !

Quels matériaux sont concernés ?

Tous mais seuls les isolants auront la caractéristique d'être capables de conserver ces charges pendant plusieurs jours à mois. Comme un condensateur, c'est d'ailleurs ainsi que l'on choisit aussi la matière isolante de ce composant.

Exemple légendaire !

Cliquez pour rejouer l'animation

Attention ! je n'étais point né :-) !
Mais la légende rapporte qu'à la cour du roi, nombre de courtisans avaient pour jeu de soulever les cheveux des perruques de belles dames grâce à la magie de l'électricité statique !
Ils frottaient un morceau de bakélite sur leur revers de manche et tels les confettis sur l'animation ci-dessus, ils soulevaient les cheveux de ces dames :-) !

Pourquoi est-ce dangereux ?
En zone explosive ATEX :
Poussières, granulés, poudres, gaz, vapeurs d'hydrocarbures, farines...
La moindre étincelle due à cette décharge électrostatique peut provoquer une explosion !

L'équipotentialité est une bonne solution !

Comme vu précédemment le meilleur moyen de s'affranchir des risques liés aux potentiels flottants, (dus à toutes les masses métalliques non référencées), consiste à relier les masses à notre référence : la terre...
Les camions citernes, avant de remplir les cuves, réalisent une liaison équipotentielle avec des raccords anti-déflagrationNotamment en bronze (ATEX) afin d'éviter toute étincelle et donc risque d'explosion ! comme schématisé ci-dessous :
Camion citerne liaison équipotentielle

Les bornes de prise de terre ou masseLa masse c'est la carcasse conductrice (métal...). Notre cuve est dans le sol : elle fait office donc à la fois de masse et de terre ! sont placées en hauteur, éloignées des vapeurs d’hydrocarbures, lourdes : au sol...

Le cas des avions !

Les avions ne peuvent réaliser de liaison avec le solA chaque atterrissage, une liaison équipotentielle est réalisée afin d'éviter tout risque pour les passagers quittant l'avion
Le volume conducteur de l'avion représente une masse bien plus importante et donc une capacité et un risque plus élevés qu'une voiture !
Sachez que les hélicoptères réalisent aussi une équipotentialité en cas atterrissage sur un porte-avion......
En vol, un éclair peut traverser un avion, cela n'est pas aussi dangereux que s'il était au sol !

Pourquoi ?

L'avion n'est pas en contact avec le sol, à l'instar des oiseaux se posant sur un fil, il peut changer de potentielLe potentiel est relatif, comme on a les pieds au sol, notre référence est le sol et on considère que c'est le 0 !
Mais quel 0 ? Zéro par rapport à quoi ? A nous, mais le 0 de l'oiseau change tout le temps ! Il peut devenir le potentiel d'une phase lorsqu'il se pose sur un fil ! !
L'avion est lui-même équipotentiel, ainsi s'il change de référence, c'est tout l'avion qui change de valeur et il n'y a pas de différence au seinLes lignards (électriciens qui travaillent au potentiel des lignes HT) sont entourés d'isolants, comme l'avion, mais se vêtissent d'une combinaison conductrice qui empêche toute différence de potentiel dans leur corps ! même de l'avion !
C'est donc au moment du décollage et de atterrissage qu'il existe un risque importantEn vol, même si un passager marche dans l'avion, il ne sera pas soumis aux cercles de potentiel car contrairement au sol qui est un conducteur assez moyen, l'avion est bon conducteur et donc U = R × I sera plus faible. Mais surtout, en vol, l'avion est entouré d'isolant donc I est bien plus faible qu'au sol :
Rappelez-vous que la foudre est le seul cas où le sol, notre terre, devient une des 2 bornes du générateur et pas seulement un conducteur !.

L'équipotentialité est essentielle car elle rend toute ddpdifférence de potentiel (tension) est impossible !
Nous verrons à quel point cela est vrai en CEMCompatibilité Électromagnétique

En laboratoire électronique on dispose de bracelets antistatique, on insère les composants dans des pochettes antistatiques et on doit s'habiller de cotonSurtout pas de fibres synthétiques ! et quelquefois de chaussures spécialesIncompatibles avec le risque électrique, à n'utiliser qu'en TBTS !
Ces chaussures comportent une pastille conductrice pour écouler les charges inhérentes à la marche de l'individu... !
Le sol étant lui aussi chargé en carbone ou autre conducteur le rendant totalement antistatique !
Ces équipements ont dits anti ESD ou DESDécharge ElectroStatique DES ou ESD pour ElectroStatic Discharge en français. Symboles d'équipotentialité