Introduction
Le paratonnerre est l'une des premières applications pratiques de la compréhension scientifique de l'électricité. Avant son invention, la foudre était un phénomène redouté, source d'incendies catastrophiques pour les bâtiments, en particulier les églises et les granges. En canalisant l'énergie de la décharge électrique atmosphérique vers le sol de manière contrôlée, le paratonnerre a révolutionné la protection des biens et des personnes.
Contexte
Au milieu du XVIIIe siècle, la nature de la foudre était encore mystérieuse et souvent attribuée à des causes divines ou surnaturelles. Les scientifiques s'intéressaient de près aux propriétés de l'électricité « en bouteille » (la bouteille de Leyde venait d'être inventée), mais son lien avec les phénomènes naturels restait à prouver. Benjamin Franklin, homme aux multiples talents (imprimeur, éditeur, scientifique, diplomate), émit l'hypothèse audacieuse que les éclairs étaient des décharges électriques à très grande échelle. Son célèbre projet d'expérience avec un cerf-volant, décrit en 1750, visait à démontrer cette équivalence.
Inventeur
Benjamin Franklin (1706-1790) n'était pas un scientifique de profession, mais un esprit des Lumières doté d'une curiosité insatiable. Ses travaux sur l'électricité, compilés dans « Expériences et Observations sur l'Électricité », lui valurent une renommée internationale et la médaille Copley de la Royal Society. En plus du paratonnerre, il est à l'origine de nombreuses autres inventions (poêle à bois, lunettes à double foyer) et a joué un rôle politique majeur dans la fondation des États-Unis. Son approche était résolument pratique, cherchant à transformer la connaissance scientifique en bénéfice pour la société.
Fonctionnement
Le principe est celui de la « cage de Faraday » appliquée à un point unique. Le paratonnerre classique se compose de trois éléments : une tige métallique pointue (en cuivre ou en aluminium) placée au point le plus élevé de la structure à protéger, un câble conducteur de descente de forte section, et une prise de terre (un système de piquets ou une plaque enterrée). La pointe favorise l'« effet de pointe », créant un champ électrique intense qui facilite l'amorçage d'un « traceur ascendant » à la rencontre du leader descendant de la foudre. Une fois la connexion établie, la décharge principale emprunte ce chemin conducteur privilégié, contournant la structure, et se dissipe sans dommage dans le sol. Les normes modernes précisent des angles de protection (cône de protection) définissant la zone couverte.
Evolution
L'invention initiale de Franklin, une simple tige pointue, a rapidement été débattue (la controverse des pointes émoussées vs pointues, notamment en France). Au XIXe siècle, l'ajout d'une petite boule au sommet fut parfois préconisé pour des raisons esthétiques. Les systèmes se sont sophistiqués avec des parafoudres à dispositif d'amorçage (PDA) qui, par un mécanisme électronique, génèrent un traceur ascendant plus précoce, élargissant la zone de protection. Les normes de sécurité (NF C 17-102 en France) régissent désormais l'installation, qui intègre aussi des parafoudres pour protéger les installations électriques internes contre les surtensions induites. Les matériaux ont évolué vers des alliages à haute conductivité et résistance à la corrosion.
Impact
L'impact du paratonnerre fut immédiat et profond. Il a sauvé d'innombrables vies et biens, réduisant drastiquement les incendies dus à la foudre. Symboliquement, il marque le triomphe de la raison scientifique sur la superstition, démontrant que l'homme pouvait non seulement comprendre mais aussi maîtriser partiellement une force naturelle dévastatrice. Il a validé les théories sur l'électricité et ouvert la voie à tout le domaine de l'électrotechnique. Aujourd'hui, il est indispensable pour la protection des bâtiments sensibles (hôpitaux, musées, centrales), des monuments historiques, des installations industrielles et des réseaux de communication. C'est une invention de sécurité publique devenue universelle et discrète.
