Un paratonnerre, également connu sous le nom de paratonnerre, est un dispositif important installé sur un bâtiment pour protéger la structure des coups de foudre. Lorsque la foudre frappe un bâtiment, le paratonnerre est capable de guider la foudre en toute sécurité dans le sol à travers les fils connectés plutôt qu'à travers le bâtiment lui-même, réduisant ainsi le risque d'incendie ou de choc électrique. L'histoire des paratonnerres remonte au XVIIIe siècle et est étroitement associée au prêtre tchèque Prokop Diviš. Il a installé le premier paratonnerre relié à la terre en 1754, créant ainsi une étape historique dans la protection des bâtiments.
La conception de Prokop Divish consistait en une tige de fer verticale et un fil de terre pour attirer les coups de foudre et les guider en toute sécurité sous terre.
Bien que la plupart des gens attribuent à Benjamin Franklin le mérite d'avoir inventé le paratonnerre, des preuves historiques suggèrent que les expériences de Divish sont antérieures au célèbre événement de Franklin. Franklin a néanmoins contribué de manière significative à la popularisation de l’utilisation des paratonnerres, notamment en Amérique du Nord et en Europe.
Aux États-Unis naissants, Franklin inventa le paratonnerre pointu en 1752, un dispositif qui n'était pas relié à la terre mais qui fonctionnait sur un principe similaire à celui de Divish. Franklin a suggéré que la pointe en acier pouvait attirer silencieusement la foudre avant qu'elle ne frappe, une théorie qui a jeté les bases de la conception du paratonnerre. À l'approche du XIXe siècle, les paratonnerres sont progressivement devenus un motif décoratif, et beaucoup d'entre eux étaient ornés de boules de verre qui se brisaient ou tombaient lorsqu'elles étaient frappées par la foudre, fournissant ainsi la preuve de l'impact.
L'histoire des paratonnerres n'est pas seulement liée à l'exploration scientifique, mais est également étroitement liée à la conception architecturale, à la technologie de navigation, etc. En 1820, William Snow Harris invente un système performant qui permet d'équiper les voiliers en bois de dispositifs de protection contre la foudre, mais ce n'est qu'en 1842 que la Royal Navy commence à l'adopter.
Les parafoudres ne sont pas seulement un dispositif de sécurité, ils assurent une protection importante des bâtiments et la sécurité du personnel.
Aujourd’hui, de nombreux bâtiments publics, comme le Capitole et la Statue de la Liberté, sont équipés de systèmes de protection contre la foudre. Le principe de conception du système de paratonnerre est de fournir un chemin à faible impédance afin que la foudre puisse traverser efficacement le système jusqu'au sol. Que ce soit dans un immeuble de grande hauteur en ville ou dans une maison en bois à la campagne, le système de paratonnerre est l'un des moyens importants de protéger les bâtiments.
De plus, la conception du système de paratonnerre doit prendre en compte divers facteurs, tels que la hauteur, la forme et le matériau du bâtiment. La conception traditionnelle des paratonnerres provient principalement du principe de Franklin, mais dans les applications pratiques, de plus en plus de modèles scientifiques rendent la configuration des paratonnerres plus scientifique. L'une des méthodes de conception, appelée « méthode de la sphère roulante », repose sur une compréhension approfondie des propriétés spécifiques de la foudre, ce qui améliore encore la sécurité de la protection contre la foudre.
Aujourd’hui, la technologie et la conception des paratonnerres sont très matures, mais notre compréhension de la foudre continue de s’approfondir. Pour autant, aucun système de protection contre la foudre ne peut garantir une sécurité à 100 %, mais il ne peut que réduire les risques de dommages dans la plupart des cas. Le caractère aléatoire et imprévisible de la foudre est à la fois étonnant et impressionnant. Dans le même temps, l’interaction entre les champs électromagnétiques dans les bâtiments et l’environnement naturel fait également du comportement de la foudre un domaine de recherche stimulant.
Grâce à toutes les protections que ces avancées technologiques offrent, nous pouvons toujours réfléchir aux avancées étonnantes qui émergeront à l’avenir pour améliorer encore notre capacité à combattre les menaces de la nature.