• Qu'est-ce qu'une cage de Faraday ?
• Histoire de la cage de Faraday
• Comment fonctionne une cage de Faraday ?
• Comment faire une cage de Faraday ?
• Exemples de cage de Faraday

Nous vous expliquons ce qu'est une cage de Faraday, son histoire, son fonctionnement et sa construction. Aussi, des exemples de la vie quotidienne.

De nombreux toits fonctionnent comme une cage de Faraday pour isoler l'intérieur de l'électricité.

Qu'est-ce qu'une cage de Faraday ?

Une cage de Faraday est un conteneur garni de matériaux conducteurs d'électricité (telles que des plaques métalliques ou un treillis) qui fonctionne comme un bouclier contre les effets d'un champ électrique venant de l'étranger.

De nombreux éléments que nous utilisons dans la vie de tous les jours appliquent le principe de la cage de Faraday, par exemple : les câbles, les fours à micro-ondes, les voitures et les avions. Sa forme et sa taille peuvent varier, ainsi que les matériaux dont il est revêtu.

Histoire de la cage de Faraday

En 1836, Michael Faraday a réalisé les expériences qui lui ont permis de construire la cage isolante.

La cage de Faraday doit son nom à son inventeur, le physicien britannique Michael Faraday (1791-1867), qui a observé qu'un matériau conducteur ne présentait les effets d'une décharge électrique qu'à l'extérieur. Cela semblait indiquer que les charges sur le conducteur étaient réparties de manière à annuler les champs électriques internes.

Pour le prouver, en 1836, Faraday recouvrit les murs d'une pièce de tôles d'aluminium. À l'aide d'un générateur électrostatique, il a appliqué des décharges de haute Tension à l'extérieur de ladite pièce. Et avec un électroscope (un appareil qui détecte la présence de charges électriques dans un corps) a pu vérifier qu'à l'intérieur de la pièce le champ électrique était nul.

Grâce à cette expérience et à bien d'autres, Faraday occupe une place de choix parmi les scientifiques qui ont permis la électricité ont les usages pratiques que nous connaissons aujourd'hui.

Comment fonctionne une cage de Faraday ?

Lorsqu'un champ électrique est appliqué à un conteneur qui a été recouvert d'un treillis en aluminium ou en métal, le conteneur fonctionne comme un conducteur électrique polarisé.

Lorsqu'il est polarisé, le conducteur se charge positivement dans la direction dans laquelle le champ électromagnétique externe se déplace et, en même temps, il se charge négativement dans la direction opposée, générant un champ électrique d'amplitude égale mais opposé au champ électromagnétique qui a été appliqué.

La somme des deux champs, à l'intérieur dudit conteneur ou cage de Faraday, sera égale à zéro. C'est-à-dire que les matériaux conducteurs, en présence de champs électriques externes, ordonnent toujours leurs charges à leur surface de telle sorte que le champ électrique interne soit nul.

Comment faire une cage de Faraday ?

Envelopper entièrement un téléphone dans de l'aluminium bloquera son signal.

Réaliser une cage de Faraday est simple : il s'agit seulement d'enfermer un certain espace à l'intérieur d'un matériau conducteur. Le matériel nécessaire est tout à fait accessible : grillages métalliques, papier aluminium, caisses ou encore poubelle en acier.

Avant de continuer, nous devons prendre en compte les éléments suivants :

• Si nous allons utiliser un treillis métallique ou des grilles (comme ceux utilisés pour les poulaillers), les trous dans ce conducteur doivent être plus petits que le longueur signal à bloquer.
• L'espace intérieur doit être complètement isolé, sans fissures.
• L'épaisseur du conducteur à utiliser dépendra de la fréquence à bloquer.

Il existe de nombreuses façons de fabriquer une cage de Faraday, mais avec cette simple expérience, nous pouvons vérifier son effet de protection caractéristique :

• Fabriquez un cylindre avec un treillis métallique et une plate-forme en aluminium.
• Placez une radio syntonisée sur la plate-forme, puis montez le cylindre en treillis métallique sur la plate-forme. Vous remarquerez immédiatement comment la transmission radio s'arrête. Les ondes électromagnétiques que la radio doit recevoir sont interrompues par le placement du maillage.
• Prenez deux téléphones portables et vérifiez qu'ils peuvent passer et recevoir des appels sans difficulté. Enveloppez ensuite l'un des téléphones dans une feuille de papier d'aluminium. Lorsque vous appelez ce téléphone, vous remarquerez que le signal est bloqué.

Exemples de cage de Faraday

Le principe selon lequel fonctionnent les cages de Faraday peut être observé dans de nombreux exemples de la vie quotidienne :

• Lorsque nous constatons que nos téléphones portables ne fonctionnent pas dans un ascenseur ou à l'intérieur d'un bâtiment fait de grilles métalliques, nous sommes confrontés à une manifestation du principe de la cage de Faraday.
• Nos fours à micro-ondes sont équipés de cages de Faraday pour éviter leur vagues s'échapper à l'étranger et avoir un effet néfaste sur notre Santé.
• Les combinaisons spéciales des électriciens qui réparent les lignes à haute tension.
• Lorsque vous conduisez une voiture pendant un orage, il est recommandé de rester à l'intérieur du véhicule, car ses corps fonctionneront comme une cage de Faraday face à la foudre.
• Des feuilles ou treillis métalliques sont également placés sur les murs des laboratoires d'IRM où sont effectuées les IRM, pour empêcher les ondes de s'échapper et protéger la santé des opérateurs.
• Les cyberattaques ont généré une offre importante de produits pour inhiber les ondes électromagnétiques envoyées par d'éventuels pirates. Divers Entreprise Ils proposent des accessoires pour rendre nos appareils invisibles dans le domaine des connexions sans fil : housses pour clés de voiture, sacs à dos, enveloppes, portefeuilles ou porte-documents fabriqués selon le principe de la cage de Faraday.