FR2600259A1 - Dispositif de decharge controlee d'energie electrostatique - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN DISPOSITIF PERMETTANT D'ELIMINER, EN EVITANT TOUTE SENSATION DESAGREABLE, LES CHARGES ELECTROSTATIQUES ACCUMULEES DANS LA VIE COURANTE, SUR SOI-MEME OU DANS DES OBJETS D'USAGE BANAL. IL EST CONSTITUE D'UN BOITIER EN MATIERE ISOLANTE DE DIMENSIONS REDUITES PERMETTANT DE LE TENIR AISEMENT AU CREUX DE LA MAIN. IL CONTIENT UNE RESISTANCE ELECTRIQUE DE VALEUR TRES ELEVEE, ENROBEE DE PATE A POUVOIR DIELECTRIQUE IMPORTANT. CETTE RESISTANCE EST RELIEE PAR L'UNE DE SES EXTREMITES A UNE PASTILLE METALLIQUE EN CONTACT AVEC LA MAIN ET PAR L'AUTRE A UNE ELECTRODE EN FORME DE DOIGT SERVANT A DIRIGER LA DECHARGE VERS UN CORPS CONDUCTEUR.

Description

La présente invention concerne un dispositif simple permettant d'éliminer les charges électrostatiques dont peuvent se trouver porteurs les personnes et certains corps. Elle a pour fonction d'éliminer ces charges.

L'électrisation du corps humain est un phénomène courant et qui se manifeste de plus en plus dans les conditions de la vie moderne.

L'usage des chaussures à semelles isolantes, comme celui de vêtements en matière synthétique sont des facteurs favorisant ce phénomène d'électrisation par suite du simple déplacement sur le sol ou par le frottements des vêtements entre eux, sur le corps et dans un air sec.

Certaines conditions de la vie moderne accentuent ce phénomène. Citons l'emploi de revêtements de sol très isolants, telles les moquettes de fibres acryliques, la ventilation d'air sec et réchauffé par les installations de climatisation.

Toutes ces manifestations sont d'autant plus aigues que le climat ambiant est caractérisé par un degré hygrométrique très bas.

Dans les régions à climat sec, les effets de ce phénomène physique sont bien connus de la population.

Le corps humain isolé (par des semelles ou du fait de la nature du sol) peut être considéré comme un condensateur dont le potentiel peut atteindre des valeurs comprises entre 5 Kilo et 10 Kilovolts dans les circonstances évoquées dans les lignes précédentes.

La capacité de ce condensateur "humain" par rapport à la terre oscille entre 100 et 300 picofarads et l'énergie maximale susceptible d'être libérée peut atteindre quelques dizaines de millijoules.

Cette énergie est suffisante pour provoquer une décharge dite "disruptive" au contact d'une masse co,nductrice telle une porte métallique, un cadre de porte ou un meuble de même nature.

La secousse ressentie est, en général, inoffensive mais elle est suffisamment désagréable pour que les personnes essayent de l'esquiver ou hésitent à faire certains gestes. Cette secousse deviendrait dangereuse en provoquant des réactions brusques, génératrices de chutes ou d'accidents divers. On imagine, par exemple, une personne juchée sur un escabeau et touchant à la porte métallique d'un meuble de rangement.

Enfin dans la fabrication et le transport de certaines matières les risques d'inflammation ou d'explosion résultant de l'électricité statique sont suffisamment grands pour que des procédés radicaux d'élimination des charges électrostatiques soient mis en oeuvre.

Dans ces cas extrêmes, les procédés employés pour se débarrasser des charges électrostatiques du corps humain sont connus et régulièrement mis en application : chaussures et vêtements conducteurs, sols conducteurs, usage prohibées matières plastiques et des tissus en fibres synthétiques. Ces procédés sont souvent conjugués avec d'autres moyens qui permettent d'éviter l'apparition ou l'accentuation des phénomènes d'ionisation des particules qui sont à l'origine de l'électrisation : humidification de l'air, mise à la terre systématique, éliminateurs à induction électrostatique, éliminateurs électriques et radioactifs.

Mais ces techniques sont trop sophistiquées et coûteuses pour être employées dans notre cadre de vie et, sauf les exceptions mentionnées ci-dessus, sur les lieux de travail. La conséquence en est que les personnes se trouvent contraintes de subir les effets désagréables sinon dangereux de llélectrisation.

Un dispositif simple d'élimination des charges électrostatiques doit présenter un intérêt certain dans toutes les situations ou ces phénomènes se manifestent avec intensité. Comme dans les régions à climat sec, les intérieurs d'appartements quasi surchauffés avec moquettes, les grands bâtiments et hotels avec climatisation, longs couloirs, moquettes, etc...

L'utilité de ce dispositif n'en serait que plus grande dans les cas de risque non négligeable d'accidents comme dans certains bureaux et dans les salles de soins et d'opérations (dans ce dernier cas, en additif aux installations de protection des matériels et des sols).

Comme il est décrit ci-dessous, ce dispositif permet l'écoulement de l'électricité statique dont est chargée une personne vers un corps dit "conducteur" et ceci en réduisant l'intensité du courant d'échange jusqu'à le rendre indolore.

Réciproquement ce dispositif va permettre 3.'écoulement de l'électricité statique dont est chargé un objet à travers le corps de la personne qui entrera en contact avec cet objet et, là encore, sous- une intensité modérée, donc sans les désagréments de secousse et d'étincelle.

Dans ces deux cas le dispositif permet une mise en équipotentialité entre la personne et l'objet dans le sens du plus haut vers le plus bas potentiel. Si l'un ou l'autre des deux conducteurs est relié à la terre, ce qui est très fréquent, le potentiel de l'ensemble devient progressivement nul. Mais dans tous les cas, avec ou sans liaison à la terre, l'intensité du courant est inférieure au seuil de sensibilité du corps humain. (Ce seuil est normalisé à 20 milli-ampères)
Le cas fréquent d'une automobile qui s'est déplacée dans un air sec est un exemple d'application de la décharge d'un objet et à travers le corps humain. Le frottement continu de l'air sur certaines peintures de la carrosserie alors que l'automobile est isolée de la terre par les pneus engendre une charge électrostatique importante.Le conducteur qui, descendu à terre, retourne à son véhicule en touchant une poignée de porte ou en introduisant une clef dans la serrure de cette porte, provoquera la décharge avec ou non les désagréments connus selon qu'il ne pourra pas ou qu'il pourra user du dispositif décrit dans les lignes suivantes.

Comme il a été dit plus haut, la charge accumulée par le corps humain est susceptible de provoquer une décharge brutale, avec étincelle, de 5 à 10 Kilovolts, le niveau de 10 Kilovolts a été retenu pour les mesures et la mise au point du dispositif.

L'énergie libérée, W, de 50 à 100 millijoules e-la capacité, C, du corps de 100 à 300 picofarads sont, avec le para 1 2 mètre précédent, liées par la formule W = 2 C v2 .

La distance séparant les deux conducteurs (le corps humain et une pièce de métal) et, à partir de laquelle se produit une décharge ec étincelle quand on les approché l'un de l'autre est fonction de la différence de leur potentiel. (Jusqu'au moment ou se produit l'étincelle l'air agit comme un isolant ; son pouvoir isolant est appelé "rigidité diélectrique du système, lequel constitue dans son ensemble un "condensateur").

L'étincelle lors de la décharge est de 2 mm environ pour des différences de potentiel comprises entre 5 et 10 KV. Cette valeur qui dépend des conditions de température, de degré hygrométrique et de la forme des électrodes paraît être un minimum. Elle reste une indication précieuse sur le plan pratique pour déterminer les conditions de décharge.

Le dispositif proposé est composé essentiellement d'une résistance calculée à une valeur suffisante et qui est incorporée à un objet simple. Celui-ci par sa forme, sa dimension va permettre à une personne d'établir commodément un contact entre elle et le conducteur à travers lequel elle va se décharger de sa charge électrostatique.

Cette liaison est établie par deux pièces métalliques conductrices dont la disposition rendra plus facile et plus efficace les contacts "personne-résistance" et "résistance-conducteur d' écou- lement".

Ces deux pièces de contact auront la forme la plus convenable: plate pour la première ; de forme tronconique ou s'en rapprochant pour la seconde, en vue de faciliter ces contacts et l'écoulement
L'ensemble de ces trois éléments est incorporé dans une pâte en constituant le support. Cette pâte choisie à pouvoir diélectrique très élevée, donc, constituant un bon isolant, contraint la décharge à circuler dans le système contacts-résistance. Autrement dit, elle permet d'éviter ce qu'on appelle 1' "effet de contournement".

Le système conducteur et le support isolant constituent une pièce rigide de modeste dimension. Cette pièce sera intégrée dans un objet qui sera, à la fois, le support et l'instrument simple permettant la banalisation de son utilisation. Ce sera par exemple, un porte-clef qu'il suffira de metre en contact avec un conducteur tel une porte ou un cadre de porte métallique, une serrure,..., pour que la charge électrostatique disparaisse. De même, le système se présentant sous la forme d'un objet plat pourra être fixé à un cadre de porte pour être à la portée du geste par lequel, une personne se déchargera de l'électricité statique qu'elle a accumulé dans le lieu de séjour dont elle va franchir le seuil.

Le caractère simple et économique du dispositif résulte du fait que c'est la personne risquant d'être incommodée par la décharge qui accomplit le geste nécessaire tout en étant elle-même une partie de l'élément chargé ou de l'élément conducteur. Ceci revient à faire l'économie de certains organes constituant les dispositifs utilisés jusqu'à présent.

Une autre remarque doit être faite. Le dispositif ne présente aucun risque si, par inadvertance, il était emplové dans des conditions de tension pour lequel il n'a pas été fait. Dans le cas où une personne songerait à utiliser le dispositif pour éviter une décharge provenant, par exemple, d'un appareil électro-ménager à isolement défaillant, sont geste serait inefficace et n'entrainerait aucune conséquence dangereuse. En effet la tension d'alimentation de l'appareil est de beaucoup inférieure aux valeurs des tensions des charaes electrostatiaues. L'intensité du courant qui franchirait le dispositif pour arriver à la personne serait infime puisqu'elle serait égale à la tension (220 Volts, par exemple) divisée par la valeur de la résistance qui, dans le dispositif présenté, est très élevée.

Claims (5)

REVENDICATIONS

1) Dispositif pour favoriser l'écoulement de l'électricité statique dont se trouve chargée une personne ou un objet se trouvant en contact avec lui, caractérisé en ce qu'il comporte 1) une résistance - 2) une pièce conductrice permettant la liaison entre la personne et la résistance - 3) un conducteur-récep- teur permettant l'écoulement de la charge à la terre - 4) un produit enrobant ces pièces, à pouvoir isolant élevé - 5) un support constituant l'objet à manipuler.

2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la resistance est de valeur suffisante pour ralentir l'écoulement de la charge.

3) Dispositif selon les revendications 1 et 2 caratérisé en ce qu'il comporte deux pièces métalliques ; l'une au contact de la main du porteur et l'autre, au contact du conducteur oppose en potentiel, ces deux parties étant reliées de part et diautre à la résistance.

4) Dispositif selon les revendications 1, 2 et 3 caracterise en ce qu'un corps isolant enrobe totalement et intimement le corps de la résistance.

5) Dispositif selon les revendications 1, 2, 3 et 4 caractérisé en ce que le dispositif exige un geste volontaire d1 une personne désirant éliminer une charge électrostatique, la dite personne se trouvant intégrée au circuit de décharge.