Quelques Articles et présentations de matériaux, ou produits
biologiques, écologiques, tout ce qui peut nous aider dans notre travail
pour la Terre et le Vent
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(photo Taco: Un Druide dans un
Arbres) |
Electricité Statique et
ionisation négative, ionisateurs possibles
"Comment l'électricité statique est-elle produite?"
L'électricité statique se développe
toujours sur la surface d'un milieu isolant diélectrique ") ou
d'un conducteur isolé. Ce sera la surface exposée d'un objet
quelconque: dessus d'une table ou d'un siège - chaise, canapé,
lit, fauteuil.- , surface d'un meuble comme d'un appareil électronique
dont le boîtier est en matériau plastique; surface d'un tapis
ou d'une moquette, comme d'un revêtement mural, de sol ou de plafond,
des sièges ou des revêtements intérieurs d'une automobile
ou d'une voiture de chemin de fer, d'une lingerie féminine ou d'un
vêtement banal, faits du même type de matériau.
Ce sera identiquement le cas de tous les aérosols
contenus habituellement dans l'air où nous vivons: poussières,
particules diverses de toutes origines, germes de toutes natures, inoffensifs
ou pathogènes.
Dans ce cas, c'est parce que l'air est lui-même un
excellent isolant que ces aérosols conserveront la charge statique
acquise (le plus souvent positive) si rien n'est fait pour l'éliminer.
Le mécanisme habituel d'acquisition de la charge est appelé
"tribo-électrisation" ; c'est en fait le mécanisme
de "charge par frottement" de deux surfaces ou d'une surface soumise
à un flux gazeux rapide : l’une d'elle "arrache" et
emporte les électrons enlevés à l'autre, qui conserve
alors une charge positive.
En fait, l'échange de charges entre les deux composants
dépend des caractéristiques électroniques (atomiques)
des matériaux en contact: accepteurs ou relatifs d'électrons.
Il se trouve que dans le cas le plus général
des matériaux synthétiques ("plastiques") utilisés
tant en construction qu'en ameublement ou en informatique-électronique,
la charge superficielle acquise du fait de tous les frottements inévitables
- y compris les courants d'air - sera positive.
Ceci signifie que les molécules composant ces matériaux
(longues chaînes moléculaires saturées) auront perdu (cédé)
au moins un électron superficiel, libérant ainsi une charge
positive excédentaire qui restera bien entendu fortement liée
à la surface du matériau.
Une cause supplémentaire de même nature résultera
de l'impact des poussières brassées par l'air en mouvement sur
les surfaces environnantes: dans ce cas (toutefois minoritaire), des charges
positives ou négatives seront acquises par ces poussières suivant
la nature de l'obstacle rencontré.
C’est là l'équivalent de "l'effet
Lenard" auquel sont soumises des gouttes d'eau pulvérisées
sur une surface solide: les gouttes se chargent positivement et le substrat
- en général le sol - évacue alors cette charge positive
tandis que les électrons sont dispersés dans l'air environnant.
Bien entendu; la présence d'une source (naturelle
ou artificielle) d'ions positifs ou négatifs au voisinage de tout objet
isolant ou conducteur imposera l'acquisition d'une charge électrique
du même signe par l'objet.
Un objet isolant pourra acquérir une forte charge
positive et la conserver extrêmement longtemps, avec les inconvénients
graves qui résultent éventuellement de la tension élevée
acquise: celle-ci peut atteindre ou dépasser aisément plusieurs
dizaines de milliers de Volts; sauf exception, la charge négative acquise
sera presque toujours beaucoup plus faible et s'éliminera en général
rapidement.
Ceci résulte évidemment du fait que la charge
positive appartient en général au substrat qui la porte et lui
reste liée, tandis que l'électron surnuméraire est généralement
très peu lié à ce substrat et possède donc une
très grande mobilité.
La conséquence en sera la possibilité d'utiliser
des sources assez intenses de charges (ions) négatives pour éliminer
les charges positives statiques sans risque d'apparition d'un excès
gênant de charges négatives.
2- Conséquences des charges statiques pour les personnes?
Elles seront essentiellement de trois ordres:
- Risque de "chocs électriques" lorsque
la personne aura acquis une charge (descente de voiture et contact avec la
portière (10.000 à 20.000 Volts), lors du port de chaussures
à semelles isolantes sur sol isolant (tension atteinte environ 40.000
Volts), puis contact manuel avec un objet conducteur etc... donc toutes circonstances
ou une charge importante aura été acquise et sera brusquement
libérée.
Ceci peut entraîner un risque certain pour des personnes
présentant des troubles nerveux ou cardio-vasculaires, et entraîner
en particulier des contractures musculaires causes de chutes ou de blessures.
- En dehors de ces effets "aigus", pour beaucoup
de personnes sensibles surviennent en général des troubles plus
discrets mais persistants, pouvant s'aggraver plus ou moins rapidement (migraines,
céphalées, vertiges, somnolence, pertes de vigilance, fatigue
apparaissant trop rapidement, difficultés de récupération
de cette fatigue, irritabilité, difficultés d'endormissement,
troubles du sommeil, troubles respiratoires variés, etc.).
Largement reconnus et identifiés par corps médical,
ces troubles sont toujours cause d'inconfort tout d'abord, puis de gêne
de plus en plus mal supportée, finissant le plus souvent par la nécessité
d'une médicalisation peu ou pas efficace, toujours indésirable,
cause de troubles secondaires, parfois dangereuse (conduite de véhicules,
postes de responsabilité, etc.)
De tels effets sont observés en nombre et en intensité
croissants sur de nombreux sites de travail, en particulier les locaux "climatisés"
et les locaux destinés à l'informatique ("bureautique"),
mais également dans un nombre croissant de véhicules dans lesquels
se multiplie l'utilisation de matériaux plastiques à forte vocation
"statique"et l'installation d'une climatisation.
L'accroissement du nombre des accidents de circulation dus
manifestement à des pertes de vigilance semble dorénavant en
rapport étroit avec cette multiplication des matériaux plastiques
et la forte charge positive qu'ils développent à l'intérieur
de ces véhicules, par ailleurs lieux d'une pollution permanente intense
d'origine extérieure (hydrocarbures d'échappements, etc.) .
Ce mécanisme est encore aggravé par le tabagisme
qui introduit dans l'air du véhicule un supplément de gros ions
positifs toxiques, peu mobiles, ingérés en permanence par les
occupants.
- La charge acquise par les surfaces isolantes entraîne
l'existence permanente d'un champ (force) électrique répulsif
qui entretient la présence dans l'air des particules d'aérosols
présentes - micropoussières et germes - sans possibilité
d'élimination spontanée, et aboutit à l'arrêt d'émission
d’ions négatifs. Micropollution et contamination sont alors deux
facteurs de risque résultant indissociables, entretenus par l'état
électrique environnant.
Il importe donc que dans tous les lieux soumis à ces
effets statiques soit mise en place une procédure de "décontamination
électrique" fondée sur l'introduction systématique
de charges négatives ("ionisation" négative de l'air
ambiant) obligatoirement liée à un traitement "antistatique"
des surfaces environnantes.
3- Conséquences pour les objets?
Suivant les lieux et les objets présents, divers inconvénients
ou dangers pourront apparaître:
- Incidents lors de la manipulation d'objets en feuilles
minces (papier, plastique, etc.),
- Dépôt de poussières chargées sur des surfaces
"critiques" : risques de destruction de composants en micro-électronique
et en micromécanique entre autres,
- Dépôt de poussières et de contaminants chargés
en industrie pharmaceutique, en milieu hospitaliers, etc.,
- Risques "d'étincelage" entraînant des explosions
dans l'industrie chimique et pétrolière,
- Risques de perturbations électriques graves de systèmes sensibles
(ordinateurs, monitoring en salles chirurgicales ou en réanimation,
etc.).
De tels risques entraînent dès à présent
la mise en œuvre de dispositifs de prévention - souvent coûteux
mais indispensables - dans de nombreuses industries. Hors du milieu industriel,
les matériels restent sujets à incidents ou pannes parfois sévères
et difficiles à surmonter. Pour les raisons exposées ci-après,
l'ionisation négative n'y est pourtant encore que rarement utilisée.
4_ L'effet des ioniseurs "ordinaires" autres que
OR'IONS@ ?
Tous les dispositifs générateurs d'ions négatifs
sont fondés sur "l'effet couronne""Corona") :
- Émission d'électrons par une pointe portée
à une haute tension négative de l'ordre 6.000 à 12.000
Volts. Dans la configuration habituelle de ces appareils, la tension doit
être élevée pour obtenir un débit électronique
suffisant aux applications. Les électrons énergétiques
émis par la pointe créent alors une zone de "plasma"
- région comportant une forte densité de charges des deux signes
- responsable de la production inévitable d’ozone, espèce
moléculaire comptant 3 atomes d'oxygène.
Cette molécule, formée avec acquisition d'énergie,
est instable, violemment oxydante, cytotoxique, donc dangereuse pour toute
matière vivante présente.
De plus, ses propriétés violemment oxydantes
entraînent le risque supplémentaire de dégradation ou
de destruction d'objets ou sensibles ou fragiles, par exemple dans l'industrie
microélectronique et chimique.
L'ozone doit donc être impérativement exclu.
Lors de toute production d'ions négatifs. Sa présence inévitable
interdit donc l'utilisation des ioniseurs à effet couronne "ordinaires"
tels qu'ils continuent à être livrés à ce jour.
5- L'effet de "OR'IONS@" .En quoi est-il différent des autres
ioniseurs ?
Quinze années de recherches fondamentales sur la production
des ions par effet couronne, et sur les propriétés de la zone
de plasma, ont permis la réalisation d'une source d'ions négatifs
puissante, fonctionnant à tension modérée (environ 4.500
Volts), totalement dépourvue d'émission d'ozone (contrôles
permanents effectués au Laboratoire officiel d'expertises éco
toxicologiques de GENÈVE, en Suisse).
C'est un dispositif "d'optique électronique"
imposant un "surconfinement de plasma" qui assure cette absence
totale d'ozone et la capacité pour l'appareil d'assurer une émission
électronique homogène dans l'ensemble du volume à traiter:
ceci est vérifié suivant les besoins à l'aide d'une sonde
électronique de mesure spécialement créée à
cette fin. Ce nouveau type d'ioniseur, "OR'IONS », est le seul
à disposer de la protection conférée par plusieurs Brevets
internationaux.
Dans de telles conditions, on dispose alors de l'assurance
d'opérer une complète "décontamination" - en
particulier électrostatique - du site à traiter, en éliminant
tout risque lié à l'ozone alors absent. Il est possible en particulier
d'utiliser un nombre aussi important que nécessaire d'appareils, convenablement
disposés, pour obtenir à coup sûr les résultats
attendus, sans aucun inconvénient ou risque pour les personnes présentes
comme pour le matériel sensible.
Avec un recul actuel de plus de douze années, aucun
incident ou nuisance n'a jamais été observé, tant pour
les personnes que pour les matériels exposés à une ionisation
permanente par Ionisat.
6- L’effet des antistatiques et leur utilisation avec
« OR’IONS »?
Les deux utilisations sont toujours parfaitement complémentaires:
- OR'IONS assure l'élimination de la surcharge statique
présente; de plus, il restaure une atmosphère normalement ionisée
et assainie si l'élimination des aérosols présents peut
être assurée
- à cette fin, l'introduction de l'antistatique sur
les surfaces critiques permet un écoulement rapide et régulier
des charges et la disparition quasi-immédiate des phénomènes
gênants, ainsi que le retour à une ambiance saine pour le personnel.
Dans ce sens, l'antistatique "facilite" l'action d' « OR'IONS
» et en accroît l'efficacité si nécessaire.
Bien entendu, il faut cependant toujours s'assurer - ou assurer
- un retour convenable des charges vers la Terre (sol du local suffisamment
conducteur et relié à la Terre) afin que l'antistatique ait
son efficacité maximum.
7- Mise à la Terre des surfaces et objet, et traitements antistatiques?
Si les charges déposées sur un objet quelconque
ne peuvent pas s'écouler vers la Terre, l'utilisation de l'ionisation
négative n'aura que peu ou pas d'effet, en présence comme en
l'absence de traitement antistatique. Les charges resteront sur les surfaces.
L’atmosphère conservera ses polluants et contaminants, et leurs
effets nocifs habituels se manifesteront.
Il faudra donc assurer cette mise à la Terre par les
moyens habituellement utilisés dans les sites critiques: ruban métallique
disposé au sol autour des locaux et mis à la terre, puis dépôt
d'antistatique sur toute les surfaces; mise à la Terre directe de certains
meubles ou appareils dans les cas critiques (salles d'ordinateurs, de milieux
cliniques_ de fabrication de composants sensibles en électronique ou
micromécanique, etc...)
L'utilisation de OR'IONS conjuguée obligatoirement
à cette mise à la Terre assurera alors un complet assainissement
des locaux concernés.
8. Essais en France.
Des expérimentations systématiques ont été
effectuées en milieux industriels affectés par les problèmes
d'électricité statique et les dangers résultants, en
fabrication microélectronique en particulier.
Les mesures ont été faites entre autres dans
le cadre de la Société SAGEM, à l'aide de sondes de mesure
de champ électrique: avant mise en œuvre de OR'IONS la tension
moyenne mesurée au niveau des tables d'assemblage de composants était
de l'ordre de 4.000 à 6.000 Volts suivant les sites.
Dès la mise en marche des OR'IONS, la tension mesurée
tombait à une valeur d'une fraction de Volt et s'y maintenait, assurant
une totale sécurité de travail.
Ces résultats sont d'ailleurs systématiquement
observés dans tous les lieux où existe un tel phénomène,
vérifiant ainsi la réalité et l'efficacité du
traitement antistatique par injection de charges négatives avec OR'IONS,
ainsi que l'absence complète d'accumulation de ces charges négatives.
9 - Essais en Suisse.
Des expérimentations semblables sont actuellement
poursuivies en Suisse, entre autres dans des usines de micromécanique
horlogère, où l'électricité statique est responsable
de la précipitation de particules dangereuses pour les micro-mécanismes
en cours d'assemblage. Les excellents résultats obtenus confirment
la qualité du traitement par OR’IONS.
Il faut rappeler par ailleurs que toutes les industries sensibles
aux parasites d'origine statique font usage au minimum de traitements par
produits antistatiques associés à la mise à la Terre
systématique des équipements critiques (Electricité de
France, compagnies pétrolières, industries du papier, etc...)
10- En conclusion:
L'absence, jusqu’à une date récente,
de sources d’ions négatifs dépourvues d'ozone ne permettait
pas à ces industries, et aux divers organismes publics ou privés
concernés, d’utiliser sans risques les propriétés
de l’ionisation négative.
Il n’en sera évidemment plus de même dans
l’avenir, et une solution sure, efficace et peu onéreuse pourra
dorénavant être utilisée sans restriction pour le plus
grand bénéfice des personnes et des biens.
OUVRAGES SPECIALISES CONSULTABLES.
"The Feynman Lectures on Physics" par R. FEYNMAN,
Nobel de Physique. Tome 2 ¬Electromagnétisme -1 . Addison-Wesley
Company, Inc. Califomia Institut of Technology .
"Haute Tension" : Traité d'Electricité,
d'Electronique et d'Electrotechnique. par M. AGUET et M. IANOZ . Dunod Editeur
Paris - Presses polytechniques romandes.
Prof. J. BRETON
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