Le foudroiement ou fulguration est les lésions occasionnées par la foudre. Les symptômes initiaux peuvent inclure une asystolie cardiaque et un arrêt respiratoire. Bien que l’asystolie puisse parfois se résoudre spontanément assez rapidement, l’arrêt respiratoire dure généralement plus longtemps. D’autres symptômes peuvent comprendre des brûlures et des blessures contondantes. Parmi les survivants, environ 75 % souffrent de problèmes de santé persistants, tels que des cataractes et une perte auditive. Si le décès survient, il est généralement dû à un rythme cardiaque anormal ou à une insuffisance respiratoire.
Les blessures causées par la foudre se divisent en coups directs, éclaboussures latérales, blessures par contact et courant de terre. Le courant de terre représente environ la moitié des cas et se produit lorsque la foudre frappe à proximité, se propageant ensuite jusqu'à la personne à travers le sol. Les éclaboussures latérales représentent environ un tiers des cas et se produisent lorsque la foudre frappe à proximité et saute dans les airs vers la personne. Une blessure par contact survient lorsque la personne touche l’objet frappé par la foudre. Les coups directs représentent environ 5 % des blessures. Les mécanismes de ces blessures peuvent inclure des blessures électriques, des brûlures dues à la chaleur et des traumatismes mécaniques. Le diagnostic repose généralement sur l’historique de la blessure et l’examen physique.
La prévention repose principalement sur l'évitement de l'extérieur pendant un orage. Si vous ne pouvez pas éviter de rester dehors, il est conseillé de vous accroupir. À l'intérieur, il est recommandé de ne pas utiliser d'appareils branchés sur des prises électriques et d'éviter tout contact avec de l'eau. Pour les patients en arrêt cardiaque sans pouls central, une réanimation cardiorespiratoire (RCR) doit être immédiatement débutée. Pour les personnes ayant un pouls central mais qui ne respirent pas, la ventilation artificielle, comme le bouche-à-bouche, est conseillée.
Les blessures causées par la foudre sont estimées à par an, avec environ . Les régions montagneuses et à forte humidité, comme l'Afrique centrale, enregistrent les taux les plus élevés de coups de foudre. Chez les femmes enceintes frappées par la foudre, la mort du bébé survient dans environ 50 % des cas. Aux États-Unis, environ sur est frappée par la foudre au cours de sa vie. Les hommes sont touchés quatre fois plus souvent que les femmes. La tranche d'âge la plus fréquemment touchée se situe entre 20 et .
La kéraunopathologie est la spécialité biomédicale qui étudie le foudroiement. « Kéraunopathologie » vient du grec ancien / , foudre, / , maladie et / , parole et signifie « parler ou traiter des maladies liées à la foudre ».
Historique Dans son Histoire naturelle (livre , chapitres 18, 43 et 51-56), Pline l'Ancien (23-79) est l'un des premiers encyclopédistes à décrire la foudre et des cas de foudroiement humain. La foudre est un feu céleste craché par les astres ; quand ce feu atteint les nuages, il se produit
Pline distingue plusieurs types de foudres. Celles qui n'embrasent pas, mais roussissent ; celles qui font fondre l'or et les métaux dans l'intérieur d'un sac sans le brûler, ni même faire fondre le cachet de cire qui le ferme ; les foudres à coup direct qui viennent d'en haut, et les foudres terrestres par rebond sur le sol. Ces différences tiennent à leurs différences d'origine astrale : Saturne, Jupiter ou Mars.
Selon Pline, le seul animal qui ne soit pas toujours tué par la foudre est l'homme. La foudre ne frappe pas l'arbuste du laurier, ni le « veau marin » (phoque), ni l'aigle « qui pour cette raison est représenté armé de la foudre ». Parmi les cas humains foudroyés, Pline cite le cas de Marcia :
« Marcia, une romaine de haut rang, en fut frappée alors qu'elle était enceinte : son enfant fut tué, mais elle-même survécut sans aucun autre dommageSelon Schmitt, il s'agirait de Marcia, grand-mère paternelle de César (, note 147). L'anecdote est crédible dans la mesure où l'on sait qu'une électrisation même bénigne pour une femme enceinte peut être fatale pour le fœtus qui se trouve dans un liquide amniotique très bon conducteur (J.P. Campana. Principes de médecine légale. Arnette, 2003, ).. »
Pline l'Ancien fera autorité jusqu'au . C'est alors qu'Otto de Guericke (1602-1686) crée la première machine produisant de l'électricité statique : un globe de soufre tournant que l'on frotte pour en tirer des étincelles, comparées aux éclairs du ciel par l'inventeur.
Au , on admet l'existence d'une « vertu ou fluide électrique », Stephen Gray (1666-1736) montre qu'elle peut être transportée par des fils de soie ou de métal, et même à travers le corps humain. Il affirme que ce fluide est de même nature que la foudre. Benjamin Franklin (1706-1790) invente le paratonnerre et capte l'électricité atmosphérique en utilisant des cerfs volants munis d'une tige métallique pointue. Dès 1752, il établit la nature électrique de la foudre.
D'autres poursuivent les expériences de Franklin, comme le français Thomas-François Dalibard (1709-1778) ou encore Georges-Guillaume Richmann (né en 1716), professeur de physique à Saint-Pétersbourg, qui fut tué en 1753 en essayant de mesurer l'intensité de la foudre. C'est la première victime d'un accident d'électrocution (foudroiement non naturel, par expérimentation).
Finalement, l'étude détaillée et scientifique des conséquences biomédicales du foudroiement n'est établie que depuis la fin du en médecine vétérinaire, du en médecine humaine.
Mécanismes physiques
Caractéristiques d'un coup de foudre
vignette|La foudre s'abat sur Brasilia, 24 décembre 2006. Les énergies mises en jeu lors d'un coup de foudre sont considérables : la température atteint à , la tension varie de 10 à 100 millions de volts, l'intensité supérieure à (jusqu'à ). Toutefois, le temps de contact est extrêmement bref, entre un millième et un dix-millième de seconde. Cette exposition n'est pas répétitive. Toutefois des décharges prolongées existent, de 0,5 à 1 seconde, ce sont les « gros éclairs », les plus dangereux.
De plus, l'éclair électrique se propage le plus souvent à la surface du corps, et ce dernier n'est alors traversé que par quelques ampères. Des brûlures profondes n'apparaissent qu'aux points d'entrée et de sortie de la décharge. Les chances de survie sont donc importantes (selon les études, de 75 à 95 % des fulgurés survivent).
Types de coup de foudre L'électrisation d'un être vivant par courant de foudre peut se produire selon quatre mécanismes : un mécanisme direct et trois mécanismes indirects.
Le coup de foudre direct est le plus rare, mais aussi le plus grave. Les plus fréquents sont les coups de foudre indirects : éclair latéral et par le sol.
Coup de foudre par éclair latéral C'est un foudroiement secondaire par « éclaboussement ». Le courant se déplace d'un objet de haute résistance frappé par la foudre, vers un individu dont le corps est de plus faible résistance. C'est le cas de ceux qui s'abritent de l'orage sous un arbre, dans une cabane ou une grotte. Dans ces cas-là, la différence de potentiel entre le tronc de la personne et la terre s'élève suffisamment pour produire un éclair latéral. Le courant ainsi dérivé prend le trajet de moindre résistance, c'est-à-dire le corps de la personne, et s'écoule à travers lui vers la terre. Certains foudroiements collectifs en plein air sont provoqués par un éclair latéral et se propagent d'une personne à une autre.
Coup de foudre par tension de pas C'est un coup de foudre par le sol, lorsqu'une personne se trouve à proximité d'un impact de foudre. Le courant diffuse dans la terre autour du point d'impact, parcourt une jambe de la victime, puis l'autre selon la voie de moindre résistance. C'est la cause la plus fréquente de foudroiement du bétail du fait du trajet entre les pattes avant et arrière et de la présence du cœur entre les deux, alors que chez l'homme debout, le courant passe d'un pied à l'autre, par le bas-ventre, évitant le cœur.
Ces types de coup de foudre (par éclair latéral et par tension de pas) rendent compte des cas où un seul éclair peut causer un foudroiement collectif (plusieurs victimes).
Coup de foudre par tension de toucher La foudre frappe un objet conducteur en contact direct avec la victime (piolet, tuyauterie, paroi d'une grotte). Le courant passe de l'objet à la victime selon la voie de moindre résistance. Ce phénomène correspond à une électrocution de contact avec une quantité considérable de courant. Le foudroiement d'une personne par l'intermédiaire d'un objet brandi au-dessus de sa tête ( fourche, club de golf ou parapluie) correspond à un foudroiement par coup direct.
Coup de foudre direct Le coup de foudre direct se produit lorsqu'un être humain ou un animal, debout en contact avec le sol, est sur le trajet de l'éclair. Le courant entre par la partie la plus haute à ce moment-là (le plus souvent la tête, mais ce peut être aussi une main, un avant-bras) et s'écoule vers le sol en passant par les membres inférieurs.
Il ne concerne que 5 % des cas humains, mais ce sont les plus graves (le cœur étant le plus souvent dans le trajet du courant).
Physiopathologie
La physiopathologie d'une fulguration est celle d'une électrisation par un courant continu de haute énergie pendant une fraction de seconde.
Les tissus biologiques ont des résistances électriques différentes : le système nerveux est moins résistant que le sang, moins résistant lui-même que le tissu musculaire, moins résistant que la masse grasse, moins résistant que les os.
De manière simplifiée, les événements d'une fulguration se succèdent : le courant traverse le corps, dont la résistance totale en de telles conditions est faible, estimée à ; la différence de potentiel entre les deux points d'entrée/sortie du courant (tête/pieds) atteint une valeur de 300 kilovolts (kV), correspondant à peu près à un potentiel suffisant pour qu'un arc soit amorcé entre les deux points de contact, à l'extérieur, à la surface du corps, entre peau et vêtements. Selon la loi d'Ohm, le corps est parcouru par une décharge impulsionnelle dont le pic atteint en 1 ou 2 microsecondes ; la très grande majorité du courant s'écoule tout naturellement dans l'arc de contournement externe ainsi amorcé (chemin de moindre résistance). La différence de potentiel entre les deux points de contact (tête-pieds) diminue et n'est plus que de environ. Selon la loi d'Ohm, le courant traversant le corps est donc au maximum de (en moyenne de 3 ou ), pendant au moins quelques millièmes de seconde.
Dans cette séquence simplifiée l'écoulement de la majeure partie du courant de l'arc dans l'arc de contournement externe (donc à l'extérieur du corps) et la durée en général très brève du passage de courant dans le corps ont un effet protecteur, limitant le risque de fibrillation ventriculaire et de brûlures électrothermiques internes.
Atteintes directes Les effets électriques non thermiques sont surtout les atteintes cardiaques (troubles du rythme, arrêt cardiaque), neurologiques, et musculaires. Le courant électrique provoquant des troubles de la perméabilité de la membrane cellulaire des cellules nerveuses et musculaires.
Des effets électrothermiques (effet Joule) se manifestent à l'intérieur du corps et surtout à l'extérieur du corps (à sa surface). Les brûlures de la peau se concentrent souvent au contact des pièces métalliques des vêtements : elles peuvent fondre au passage du courant de foudre en surface.
Atteintes indirectes Ces atteintes sont très diverses mais ne se rencontrent pas toutes ensemble chez une même victime. On décrit ainsi plusieurs effets : l'effet de souffle (blast) par surpression, échauffement et vaporisation, responsable d'hémorragies internes, d'atteinte pulmonaire et de traumatismes indirects (contusions et fractures par chute ou projection) ;