Chapitre 4

Question 1

Expliquer plus précisément comment la decharge electrique pour faire une etincelle et un arc electrique fonctionne

Answer 1

electron place dans un champs electrique subit une force qui l’accelere
Par collisions, l’energie cinetique que l’electron a acquise engendre l’expulsion d’electrons ds molecules
reaction en chaine se produit → avalanche d’electrons qui se manifeste sous forme d’une etincelle

Question 2

Diff etincelle vs arc electrique

Answer 2

-> intensite et duree de la decharge et donc l’energie calorifique qui est degage

Question 3

A quoi sert les etincelles electriques et quelles sont ses caractéristiques?

Answer 3

comme systeme d’allumage
chaleur totale degagee par une etincelle electrique est faible (decharge de courte duree): de l’ordre de grandeur du milijoule (mJ)
dans certaine situation → source de chaleur suffisante pour amorcer une combustion (energie d’activation)
→ inflammation d’un melange de gaz/vapeur inflammable et d’air qui se trouve dans son intervalle d’infllammabilite → explosion atmospherique

Question 4

A quoi sert les arc electriques et ses caracteristiques

Answer 4

decharge degage une importante quantite d’energie -> peut initier l’inflammation de nbr materiaux combustibles
prod d’arc peut etre:
tres breve si intensite du courant est importante et que la securite de la ligne reagit (ex: court-circuit franc)
continu/intermittente si intensite du courat ne depasse pas la valeur nominale de la securite ou s’il n’y pas de securite
ex: deviation de courant, court-circuit sur la ligne reliant le pole positif d’une batterie 12v d’un vehicule au relais du demarreur)

Question 5

A quel point la chaleur degage par un arc electrique est consequente

Answer 5

vaporisation ponctuelle du materiau du conducteur: le cuivre vaporise se redepose sur les surfaces adjacente + froides
creation d’une certaine trace particuliere -> trace d’arcs
sur le conducteur du bas -> fonte aux extremites + volatilisation d’une partie
la vapeur s’est recondensee juste a cote pour former des “ex-croissances_ ie redepot de cuivre
trace d’arc: dues a un passage d’electron dans l’air > necessite un champ electrique donc une difference de potentiel -> pas d’equipotentialite

Question 6

Comment les etincelles se produisent?

Answer 6

• accumulation de charges sur des conducteurs separes par un isolant: accroissement du champ electrique (jusqu’au claquage)
• defaut de connexion
  -deviation de courant

Question 7

Expliquer un exemple d’accumulation de charge pour la prod d’etincelle

Answer 7

ex: la foudre: un endroit avec deficience de charge - et un endroit avec accumulation de charge +
systeme statique
on a d’accumulation + champ electrique important jusqu’au seuil d’ionisation de l’air -> phenomene de claquage
ouverture/fermeture d’un interrupteur (force de laplace)
→ peut etre retenu comme cause d’incendie si le phénomène se produit sur une periode suffisamment longue pour que la faible energie calorifique degage enflamme le combustible

Question 8

Expliquer le defaut de connexion pour la prod d’etincelle

Answer 8

defaut de contact au niveau d’une connexion constitue une resistance ponctuelle qui engendre invitablement un echauffemet
–> si une file lame d’air existe entre les conducteurs: etincelles
–> similaire a un defaut d’ouverture d’interrupteur
–> etincelle n’est pas neccessaire pour apparition d’une source potentielle de chaleur

Pour echauffement -> PASSAGE D’electron

Question 9

Que faut il pour qu’il y’est passage d’electrion

Answer 9

sous tension nimplique pas forcement passage d’electron
pour avoir electron –> ligne doit etre parcourur par un courant

Question 10

Expliquer un des defauts de connexion

Answer 10

defaut de serage

pas de prod d’etincelle ni arc electrique si contact avec la matrice mais ECHAUFFEMENT
–> resistance augmente ponctuellement –> s’echauffe a cet endroit la

prod d’etincelle en continu qui peut creer un arc si connexion –> echauffement bcp plus important qui passe par un isolant

Question 11

expliquer des facon d’avoir une deviation de courant

Answer 11

-defaut d’isolation

Question 12

expliquer le defaut d’isolation

Answer 12

mettre a nu 2 conducteurs de potentiel different
–> une phase et le neutre
–> phase et terre
–> deux phases differents
un champs electrique entre ces 2 conducteur pour conduire a la prod d’etincelle ou d’arc electrique

Question 13

a quoi est consecutif les defaut d’siolation

Answer 13

• une contrainte mecanique tel qu’une abrasion ou une coupure
  -contrainte thermique ou chimique

Question 14

quels sont les 2 dysfonctionnement possible d’un defaut d’isolation

Answer 14

1. contact direct ds conducteurs, ou par le biais dun element externe
   –> court-circuit qui provoque le declanchement des coupes-surintensite
2. les 2 conducteurs non isoles sont proches mais pas en contact: aps de court circuit
   –> mais si electrolyte (jonction conductrice) peut se mettre entre les conductions
   eau par exemple –> qui contient des sels mineraux –> presence d’ion
   —> permet le passage d’une faible quantite de courant mais avec une resistance non negligeable

Question 15

Donner la definition du deviation de courant

Answer 15

conducteurs dont l’isolation a été lésée mécaniquement :
déviation de courant en présence d’un électrolyte (passage d’ion)

Question 16

quels sont els 2 aspects a considerer comme hypothese d’incendie en cas de deviation ?

Answer 16

• les conditions permettant l’etablissement du phenomene electrique qui produit lechauffement –> alteration
• conditions thermodynamiques qui permette l’inflammation du combustible –> MILIEU ISOLE

Question 17

Donner les conditions a l’apparition du phenomene dans la deviation electrique

Answer 17

paramètre electriques
- ligne sous tension
- defaut d’isolement: neccessaire mais pas suffisant (si lesion mais pas d’elecrolyte, pas possible)
conditions environnementales
- deport de matiere faiblement conductrice (electrolyte) a la surface de l’isolant: indispensable
→ si electrolyte est l’humidite, le passage du courant est temporaire: la chaleur produite evapore l’humidite et augmente le defaut d’isolement. Le cycle peut se produire sur une longue periode

Question 18

quels sont les consequences inevitable d’une deviation de courant

Answer 18

court-circuit franc qui va déclencher les securites

si feu > consequence = cables qui fondent, se touchent et arc → déclenchement des securites
Donc possibilite d’avoir les traces mm si securite et incendie -> voir si capable de differencier si d’abord deviation puis déclenchement puis incendie ou si incendie d’abord

Question 19

Quels st les conditions a la prod de la chaleur?

Answer 19

deviation degage ponctuellement de la chaleur –> mm si la ligne n’alimente pas de recepteur
– dans sa phase initiale, pas de declanchement du sur intensite car intensite du courant debite est faible –> va endomager le reste du circuit
– effet joule genere par la deviation du courant peut degager suffisamenet de chaleur pour decomposer les combustibles –> pyrolyse –> allumer les phases gazeuzes mele dans l’air –> ligne brule –> coupe surintensite se declanche suite au court circuit -> trace d’arc a la fin

Question 20

pq dit on que les traces d’arc dans la deviation peuvnet etre anterieur ou posterieur

Answer 20

soit genere par deviation (anterieur)
soit generer pa l’incendie (posterieur)

Question 21

Definition ligne sous tnesion

Answer 21

L’alimentation est raccordée au réseau mais aucun courant ne circule. Une différence de potentiel existe entre les conducteurs jusqu’au point d’ouverture du circuit.
ex: interrupteur qui est ouvert

ON PEUT AVOIR UN ECHAUFFEMENT SI DEVIATION DE COURANT
PAS D’ECHAUFFEMENT LORS DU DEFAUT DE CONNEXION

Question 22

Def ligne parcouru par un courant

Answer 22

La ligne electrique est parcourur par un courant, l’interrupteur est ferme.
→ deviation de courant (faut etre sous tension) ou un defaut de connexion (faut etre sous tension et parcouru par un courant) peut se produire sur n’importe quel troncon du circuit

Question 23

Comment se produit la chaleur (quel formuel)

Answer 23

par la loi de joule
Ecal = R x I2 x t [J]

augmentation de la resistance a un endroit –> ponctuelle
si R est negligable (en gen) alors I ne bouge pas

Question 24

Expliquer la prod de chaleur dans la deviation de courant

Answer 24

cheminement de courant par un “mauvais” conducteur
→ creation d’un circuit en parallele
intensite qui passe par ce nouveau circuit en parallele et est defini par la resistance interne du consommateur = recepteur definit la quantite d’energie qu’il a besoin
dans la deviation, c’est a l’endroit ou est l’electrolyte = I et R dependent de ce recepteur = TRES difficile d’estimer la quantite de chaleur car tres variable

Question 25

Peut-on savoir cb de temps neccessaire pour qu’une deviation de courant ou un defaut de connexion aboutisse a une inflammation ?

Answer 25

variable, impossible a determiner
depend de:
le bilan calorifique
la duree d’apartition du defaut
la nature du milieu environnant

Question 26

Expliquer la prod d’arc comme consequence de l’incendie

Answer 26

→ traces qui peuvent etre exploitees pour localiser la zone d’origine de l’incendie
→ si la destruction des isolations d’une alimentation electrique par le feu permet le contact entre des conductions de potentiel different, cela engendre un court-circuit franc qui declanche les coupe-surintensite
→ EXAMEN DES TABLEAUX ELECTRIQUES → reconstruire la seq des declanchements

Question 27

comment differencier la deviation de courant d’un court circuit?

Answer 27

pas trop abouti
Examen microscopique/ instrumentaux
gaz de combustion si c’est apres un incendie mais la solubulite des gaz dans le cuivre est plus grande pour la phase solide que pour la phase gazeuse

requiert necessairement une approche globale tenant compte de l’environnement ou ces traces ont ete detectees:
presentes au point d’origine du sinistre?
possibilites d’alteration de l’isolation des conducteurs
presences d’elements combustibles aux alentours
ligne exposee a la chaleur d’un incendie
→ reflexion fondee sur des considerations thermodynamique

Question 28

donner les couches de l’atmosphere

Answer 28

terre: accumulateur infini, pas de charge mais elles peuvent se deplacer librement donc on peut avoir localement des accumulations
ionisphere: presence des charges dans l’atmosphere
dielectrique: isolant entre le ionisphere et la terre

Question 29

expliquer l’effet de couronne

Answer 29

sur une surface plane, une asperite permet l’accumulation de charges: accroissement du champ electrique local
ponctuellement, ce rendorforcement du champ peut atteindre le seuil de ionisation de l’air
-> petite decharge de quelque centimetres: effet de couronne

Question 30

Comment les charges se forment elles lors d’une couronne?

Answer 30

Partie superieur: cristaux de glace charges positivement
Partie inferieure: gouttelette charges negativement
—> champs electrique
lors de la limite du claquage est atteinte → decharge
eclair: entre les couches interieures du nuage
foudre: entre le nuage et la terre

Question 31

Epxliquer la foudre

Answer 31

canal faiblement ionise se cree entre le nuage et le sol -> traceur
coup descendant:
le traceur se developpe principalement a partir de la couche negative du nuage
coup ascendant:
traceur part du sol: extension de l’effet de couronne

Question 32

Que se passe til si de la foudre passe a travers une construction?

Answer 32

effet thermique (loi de joule)
fusion et vaporisation de piece conductrice, inflammation d’element combustibles
effet mecanique
eclatement de piece isolante, canalisation etc
effet electromagnetique
induction, tjr importante, altere les composants electronique d’apareil utilises lors de l’impact de la foudre
peut se repartir ds les reseaux electrique, ds recepteurs installes dans ds immeubles voisins du point d’impact peuvent egalement etre touches