- En août 1980, dans une usine de ruban adhésif 3M en Caroline du Sud, un « mur invisible » est apparu sous un film de polypropylene chargé électriquement se déplaçant rapidement, au point d’empêcher les personnes de passer
- Un équipement qui enroulait un film PP de 20 ft de large et 50,000 ft de long sur plusieurs bobines formait une structure en « tente » avec deux murs de 20 ft et un plafond, et le film se déplaçait à environ 1000 ft/min
- Le mesureur de champ électrique portable de 200KV/ft de David Swenson est monté jusqu’au maximum même sur le sol de l’usine, loin de l’équipement, et il n’a pas pu avancer au milieu du passage malgré tout son poids porté vers l’avant
- Le phénomène n’était pas toujours reproductible, il est réapparu tôt le matin lorsque l’humidité était plus basse, et un témoignage ultérieur indique qu’il ne s’est plus reproduit après la correction d’un problème de mise à la terre
- Une simple force de Coulomb suffit mal à expliquer une frontière ressentie comme un « mur » ; il reste possible qu’un nuage d’air ionisé ou un gradient de pression de l’air ait bloqué les personnes
Le « mur invisible » dans une usine 3M en 1980
- David Swenson a consigné un cas observé dans une usine 3M où des ouvriers rencontraient un étrange « mur invisible » dans l’espace situé sous un film de polypropylene (PP) électriquement chargé et se déplaçant rapidement
- Ce mur était assez fort pour empêcher le passage d’une personne, et quiconque s’en approchait ne pouvait pas se retourner et devait reculer à pied pour sortir
- Ce cas a été présenté le 14 septembre 1995, lors de la session spéciale « Electrostatic Considerations in Industry » du 17th Annual EOS/ESD Symposium, sous le titre « Large Plastic Web Electrostatic Problems, Results, and Cure »
- Le problème y était présenté comme un cas résolu de manière « simple et économique »
Conditions de l’installation et mécanisme de génération d’électricité statique
- L’incident s’est produit en août 1980 en Caroline du Sud, dans un environnement alors marqué par une humidité très élevée
- Le procédé consistait à découper un rouleau de film PP de 20 ft de large et 50,000 ft de long pour le transférer sur plusieurs bobines plus petites
- Le film se déroulait à grande vitesse depuis le rouleau principal
- Il montait de 20 ft vers le haut en passant par un rouleau au plafond
- Il avançait horizontalement sur 20 ft avant de redescendre vers le dispositif de coupe
- Il était ensuite enroulé en rouleaux plus courts
- L’ensemble du trajet du film ressemblait à une tente cubique composée de deux murs de 20 ft de côté et d’un plafond
- Les bobines se déplaçaient à 1000 ft/min, soit environ 10 MPH
- Le film PP avait des structures de surface différentes sur ses deux faces, et lorsque la texture ou la microstructure diffère fortement, une électrisation par contact peut se produire même entre matériaux identiques
- Ce déséquilibre de charge de surface est un problème courant dans cette industrie, traité comme un phénomène proche d’une « static cling de l’ordre du mégavolt »
Ce que Swenson a vu sur place
- Lorsque Swenson est entré sur le sol de l’usine, le mesureur de champ électrique portable de 200KV/ft est monté au maximum même loin de l’équipement
- En marchant dans le passage formé par le film PP en mouvement, il a été bloqué vers le milieu par un « mur invisible »
- Il n’a pas pu passer, même en portant tout le poids de son corps vers l’avant
- Il a vu une mouche proche être attirée vers le plastique chargé en mouvement
- Swenson a supposé que le champ électrique pouvait être assez fort pour aspirer même des oiseaux
- Le responsable de production n’a d’abord pas cru ce récit et, lorsqu’ils sont retournés ensemble sur place, le mur avait disparu
- Les ouvriers savaient que l’effet apparaissait tôt le matin lorsque l’humidité était plus basse, et ils ont décidé de refaire l’essai un autre jour
- Lors de la seconde tentative, tôt le matin, le champ électrique sous la « tente » était assez fort pour hérisser les cheveux courts et bouclés du responsable de production, et l’effet de mur invisible est réapparu
- Le responsable a réagi en disant qu’il ne savait pas s’il fallait « réparer ça ou vendre des billets d’entrée »
Pourquoi le seul champ électrique ne suffit pas à l’expliquer
- Du point de vue d’une force de Coulomb classique, on s’attendrait à ce que le film PP attire une personne vers l’intérieur plutôt que de la repousser comme un « mur »
- Même en supposant qu’une personne soit repoussée depuis la zone centrale, la force devrait agir comme un coussin diffus augmentant progressivement avec la distance ; il est difficile d’expliquer ainsi l’apparition d’un mur discontinu au centre
- Lorsque le film se déroule, une forte charge nette apparaît du côté de la longue bande, mais les charges sont créées par paires et la charge totale doit se conserver ; il devrait donc y avoir une charge de signe opposé du côté de la bobine
- La charge de surface limitée des bobines ne suffit pas à tout expliquer, ce qui laisse penser qu’une charge opposée pouvait se perdre par un chemin invisible
- L’un des chemins possibles est un air ionisé produit dans l’ouverture où le film se détache de la bobine
Hypothèse de l’air ionisé et du gradient de pression
- Il est possible que les bobines aient émis en grande quantité de l’air ionisé de polarité opposée à celle du film en mouvement
- Si une décharge se produisait dans l’espace entre le film et la bobine, de l’air chargé pouvait être créé et, si le film se décollait par le haut de la bobine, cet air pouvait pénétrer à l’intérieur de la « tente » de film
- Une autre possibilité est que les UV et le champ électrique issus d’une décharge corona entre le film et la bobine aient ionisé l’air des deux côtés du film plastique et dispersé de l’air chargé
- Dans ce cas, le « mur invisible » pourrait être un nuage d’ions dans l’air capturé par le champ électrique du film chargé, ou bien le gradient de pression ainsi créé
- Un gradient de pression de seulement une fraction de PSI par pied pourrait suffire à empêcher une personne d’avancer
- Si cette explication est correcte, la force de répulsion ressentie provenait de la pression de l’air plutôt que de l’attraction ou de la répulsion électrostatique elle-même
Interprétations supplémentaires sur le sol, les rouleaux et les flux d’air
- Dans les problèmes d’électricité statique, un sol en béton peut se comporter non comme un isolant mais comme un conducteur
- Dans des situations impliquant des mégavolts et des microampères, la frontière entre isolant et conducteur se déplace vers une zone de très haute résistance
- La résistivité du béton se situe dans la gamme des mégaohms, ce qui peut le faire agir comme une plaque métallique mise à la terre
- Les deux bobines de PP ont peut-être agi comme des electrets porteurs de charges opposées
- Le film PP se déplaçant rapidement peut créer un fort courant d’air, avec la possibilité d’un flux comparable à une tornade horizontale de 20 ft de diamètre
- Un tel flux d’air pourrait piéger de gros ions, ou un nuage ionique composé de microgouttelettes d’eau
- Il s’agit ici non d’une explication établie, mais de spéculations
Témoignages ultérieurs et résolution
- Un témoignage Reddit de 2016 indique que des phénomènes similaires survenaient encore parfois dans une usine 3M, et affirme avoir vu de petites rondelles et des boulons jetés vers le champ électrique être repoussés
- Un autre témoignage de 2016 dit avoir rencontré Swenson lors d’une conférence ESD, et rapporte que l’équipement atteignait sa valeur maximale même à distance, empêchant d’obtenir la mesure maximale réelle
- Selon ce même témoignage, les conditions de température, de pression et d’humidité devaient rester dans une plage étroite, et la porte du quai étant laissée ouverte, des insectes et des moineaux étaient aspirés et gâchaient le produit
- Ce phénomène était connu des techniciens avant même l’expérience de Swenson, et le témoignage ajoute qu’il ne s’est plus reproduit après la correction d’un problème de mise à la terre de l’équipement
- Ces témoignages Reddit sont cités séparément du cas principal
Questions en suspens
- L’incident s’est produit en 1980, et le rapport a été présenté lors d’une conférence ESD en 1995
- On ne sait pas où se trouve aujourd’hui ce sheet-slitter de 3M
- Côté Reddit, certains ont affirmé que 3M avait vendu cet équipement ; il est donc possible qu’il soit resté en Caroline du Sud pour être utilisé ailleurs, ou qu’il ait été déplacé dans une autre région
- La question de savoir si l’on pourrait coucher ce « mur invisible » pour en faire un « sol invisible » sur lequel une personne pourrait se tenir montre que l’interprétation physique du phénomène reste encore incertaine
1 commentaires
Avis de Hacker News
Ça me rappelle la fois où, au travail, je suis devenu un générateur de Van de Graaff.
J’étais projectionniste dans un cinéma à l’époque où il fallait changer sans cesse des bobines de 20 minutes, et je devais surveiller deux projecteurs à arc au carbone haute tension refroidis à l’eau. Quand le film cassait, il fallait le recoller ; donc, quand une copie arrivait au cinéma, on comptait et notait le nombre de collures sur chaque bobine, puis le cinéma suivant faisait la même chose, et les copies avec trop de raccords étaient mises au rebut.
On comptait les collures en rembobinant rapidement la bobine avec un moteur de table et un variateur de vitesse, en laissant le film défiler entre les doigts et en comptant les petits « toc » au passage. On m’avait appris à me mettre à la terre en touchant de l’autre main la plaque métallique de l’interrupteur du variateur, mais un jour j’ai oublié, et mes cheveux ont commencé à se dresser.
J’avais rembobiné la majeure partie de la bobine à très grande vitesse en accumulant de la charge dans mon corps, et quand j’ai tendu la main vers la plaque de l’interrupteur, un arc électrique de 8 à 10 pouces a jailli entre la plaque et mon doigt. Depuis, je tiens toujours la plaque de l’interrupteur.
J’ai vite appris à saisir un porte-clés de machine de 3 pouces et à le poser contre le châssis des machines à sous ; il y avait souvent des étincelles violettes d’environ 3 pouces, et je sentais même mes vêtements bouger. Une fois, j’ai aussi redémarré le système de suivi des joueurs des machines à sous ; mieux valait que ce soit lui qui prenne le choc plutôt que moi.
Dans un ancien casino où je travaillais, un manager m’avait dit qu’ils pulvérisaient de l’assouplissant textile sur les tapis pour réduire l’électricité statique, mais je ne sais pas si ça marchait.
J’ai donc commencé à actionner l’interrupteur avec le coude. C’est le même éclair, mais ça fait moins mal avec le coude.
https://en.wikipedia.org/wiki/Van_de_Graaff_generator
Comme je travaille réellement avec de la haute tension, cette histoire me paraît assez suspecte. Si on fait les calculs, ce serait techniquement possible avec un flux de champ électrique extrêmement dense, mais dans la réalité, ça semble presque impossible.
En particulier, des tensions aussi élevées que celles décrites ont une forte tendance à s’équilibrer avec de grands éclairs en présence d’une humidité élevée. À mon avis, il y avait probablement un endroit où l’on pouvait sentir fortement le champ électrique, et les rumeurs et récits l’ont transformé en « mur ».
Le principal problème, c’est que le phénomène est décrit comme un « mur », et non comme un champ qui augmente progressivement, c’est-à-dire selon une loi en carré. Mais s’il existe réellement, dans un environnement suffisamment humide, un effet de réseau transmis par des particules chargées, alors la loi en carré pourrait se transformer en autre chose. Rien qu’une loi cubique pourrait déjà donner l’impression d’un mur à l’échelle humaine.
Ce n’est pas tant « j’ai envie d’y croire » que « c’est bizarre, mais dans des conditions reproductibles, les mathématiques pourraient peut-être le permettre ». Le contexte pertinent relève de la physique mathématique et de l’analyse des solutions de ces équations aux dérivées partielles ; ces équations ont des solutions assez étranges. Ce serait bien que quelqu’un essaie.
Il y a une différence qui vaut la peine d’être étudiée entre les effets observés entre des charges ponctuelles idéales et les effets de réseau qui n’apparaissent que lorsqu’ils se propagent à travers un réseau de charges ponctuelles moins idéales.
Quelqu’un qui entrerait dans un tel espace aurait, il me semble, bien plus de chances de devenir un paratonnerre qu’une mouche prise dans une toile d’araignée.
Je me demande si vous avez remarqué que, depuis que tout le monde se promène avec une caméra vidéo 4K60 dans la poche, la plupart des témoignages d’OVNI et de Bigfoot ont disparu.
Il y a eu un fil en 1995, puis ce phénomène n’a plus jamais été vu ni entendu.
ANTEC '97 Conference Proceedings, CRC Press, p. 1310–1313
https://www.google.com/books/edition/SPE_ANTEC_1997_Proceedi...
Ce fil s’appuyait sur une présentation en conférence et un article antérieurs. Si ce cas précis n’a pas été reproduit, c’est parce qu’il n’a pas d’usage pratique, qu’il nécessite beaucoup d’équipement, qu’il faut volontairement mal exploiter cet équipement avec des risques de dommages ou de blessures, et que le coût de l’essai serait extrêmement élevé.
Personne ne va volontairement mettre en place un environnement capable de faire tourner 1 mile de film PP de 20 pieds de large à 1000 pieds par minute, puis couper délibérément une partie de la mise à la terre de l’équipement et le faire fonctionner pendant des heures, des jours ou des semaines à plus de 100 °F et plus de 95 % d’humidité. Rien que l’installation coûterait des millions de dollars, et l’exploitation pourrait coûter encore autant.
Le fait qu’un phénomène étrange soit rare et difficile à enregistrer ne prouve pas son absence, et ne constitue pas non plus une preuve de son absence.
Elle repose sur des principes physiques connus, et le contexte extrêmement particulier semblait dans la plage où quelque chose comme ça pouvait potentiellement se produire. J’ai donc supposé qu’il s’agissait d’un cas limite extrêmement rare, survenu « cette seule fois ».
Ce n’est pas non plus le genre de chose sur laquelle des gens travaillant dans une grande usine 3M auraient vraiment intérêt à mentir.
Cela a déjà été discuté auparavant.
https://news.ycombinator.com/item?id=16299441 (2018)
https://news.ycombinator.com/item?id=5387052 (2013)
https://news.ycombinator.com/item?id=3274335 (2011)
Les champs électriques aiment vraiment être linéaires, mais les effets anormaux décrits sont très non linéaires.
Des effets non idéaux comme les mesures de champ électrique élevé peuvent être linéaires. Mais ce mur n’affecte que les êtres vivants, comme les oiseaux, les insectes et les humains.
À titre d’hypothèse, ce mur serait un phénomène médié par le système nerveux et la contraction musculaire ; contrairement aux forces électrostatiques, des seuils, des non-linéarités et des effets psychologiques peuvent intervenir. En gros, toutes les personnes concernées recevaient d’énormes décharges électriques, et après un choc de l’ordre du mégavolt dans la colonne vertébrale, à peu près n’importe quelle expérience subjective paraît possible.
Ça se lit comme un bon SCP.
La section expérimentale contient beaucoup d’idées intéressantes : http://amasci.com/freenrg/iontest.html
J’ai relu cet article plusieurs fois au fil des années, et je suis assez fasciné par le fait qu’un phénomène aussi étrange ait émergé dans un environnement d’usine.
Dans la mise à jour de 2016, un proche dit qu’il était courant d’observer des effets étranges avec les bobines. Si c’était aussi courant, on pourrait penser que ce devrait être reproductible, mais je n’ai jamais vu de reproduction réelle.
Par exemple, l’entreprise où je travaille cultive beaucoup de cellules dans d’énormes réacteurs, et les personnes qui exploitent les plus grands réacteurs disent avoir observé de lentes variations du rendement total qu’aucune variable mesurée n’expliquait. Nous avons supposé une lente dérive génétique au sein de la population, mais cela pourrait aussi être dû à des facteurs saisonniers ou à des variables non observées.
Quand je travaillais chez Google, il y avait aussi clairement des phénomènes qui n’apparaissaient qu’à l’échelle d’un cluster entier, et que seules les personnes connaissant très bien les processus en cours et les surveillant de près pouvaient remarquer. Je pense que cela se produit dans presque tous les grands systèmes de production, mais que la plupart du temps ce n’est pas observé.
Toute cette décharge électrostatique ne se fait-elle pas, au bout du compte, au prix de l’énergie mécanique du système ? Je suis surpris qu’on la laisse simplement crépiter comme dans la vidéo, sans essayer de la récupérer quelque part.
L’une des méthodes de récupération d’énergie les plus étranges que j’aie vues utilisait un éclateur et un transformateur sur mesure, comme une bobine Tesla inversée. L’idée était d’abaisser les pics de tension très élevés et très brefs des décharges électrostatiques en impulsions plus longues à plus basse tension, et c’était fixé à des chaussures.
L’énergie gaspillée par la mauvaise isolation d’un bureau chauffé, par exemple, serait sans doute bien plus importante.