D’où vient l’électricité statique et pourquoi cause-t-elle des chocs?

  • Forum
  • Le 18 novembre 2014

  • Martin LaSalle

Vous êtes dans une voiture et vous vous apprêtez à en sortir. Une fois les deux pieds hors du véhicule,vous touchez la porte puis, au moment d’agripper la poignée, surprise! vous subissez un petit choc pas très agréable… Pourquoi cette décharge électrique?

 

Lorsqu’on dit qu’il y a de l’électricité dans l’air, c’est vrai! En fait, l’électricité statique est omniprésente : elle est partout, car toute matière est formée d’atomes composés de particules électriques positives et négatives, qu’on appelle respectivement protons et électrons, et de neutrons – qui sont neutres.

L’électricité statique est produite par le frottement de deux surfaces, qui entraîne un transfert d’électrons. Et certains matériaux ont une tendance plus grande à perdre des électrons, comme les tissus synthétiques, la laine ou le verre, tandis que d’autres les attirent, comme l’ébonite ou le caoutchouc.

«Sans nous en apercevoir, notre propre corps est en perpétuel déséquilibre électrostatique : en fonction des éléments avec lesquels nous entrons en contact, nous perdons ou gagnons des dizaines, voire des centaines d’électrons à chaque instant», explique Andrea Bianchi, professeur au Département de physique de l’Université de Montréal.

Revenons à l’exemple de l’automobile : en déplaçant vos fesses sur le siège de la voiture, vous créez un frottement qui libère votre corps d’une certaine quantité d’électrons. Ces particules négatives transitent alors par le siège vers l’extérieur du véhicule tout en y demeurant accrochées. Pourquoi vers l’extérieur? Parce qu’étant tous chargés négativement les électrons tendent à s’éloigner les uns des autres en raison du phénomène de répulsion (les charges semblables se repoussent, alors que les charges opposées s’attirent).

De cette façon, le véhicule se trouve en surcharge d’électrons pendant que vous êtes en surcharge d’ions positifs (protons).

Arrivé à destination, vous touchez la poignée, qui devient un vecteur de transfert du surplus d’électrons. Et, durant un court laps de temps, l’électricité n’est plus… statique : la petite décharge électrique qui s’ensuit correspond au passage des électrons en provenance de l’auto vers votre corps chargé positivement. Ce petit choc correspond à une décharge de 20 à 30 kilovolts, ce qui représente une quantité d’énergie plutôt faible.

En hiver, les chocs sont plus nombreux et plus puissants. Pourquoi? «Parce qu’en hiver l’air est plus sec, ce qui ralentit le transfert des électrons», poursuit M. Bianchi.

Contrairement à l’été, où l’air humide facilite le transfert d’électrons même en petite quantité, «l’air sec de l’hiver est un meilleur isolant, c’est-à-dire qu’il isole davantage les électrons, qui doivent s’accumuler en plus grande quantité pour franchir la barrière isolante. C’est ce qui explique pourquoi les chocs en hiver sont plus forts.»

Bien qu’elle paraisse désagréable, l’électricité statique s’avère souvent utile : par le passé, on s’en est servi notamment pour fabriquer les premiers générateurs qui ont alimenté les accélérateurs de particules. De nos jours, c’est grâce à l’électricité statique qui se trouve au bout de vos doigts qu’il est possible d’interagir avec les écrans tactiles!


Martin LaSalle