Cage de Faraday DIY - mais néanmoins en version pro

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Message par gyam le Dim 8 Mar 2015 - 12:48

Voici comment transformer n'importe quel contenant en cage de Faraday, y compris une pièce entière - seule la quantité de matériel change...

Théorie abrégée: study
La cage de Faraday permet d'isoler électromagnétiquement son contenu de l'extérieur.
Ce qui nous intéresse ici, c'est sa capacité à protéger des EMP, des impulsions électromagnétiques de très forte amplitude (brèves jusqu'à quelques centaines de secondes!). Elles sont essentiellement des effets secondaires des explosions atomiques mais des bombes sont conçues pour ne produire que cet effet - la foudre et le soleil sont aussi des sources... sunny

Les ondes électromagnétiques produisent des courants induits dans les conducteurs électriques. Une impulsion EMP va donc créer une impulsion de courant qui endommagent alors les appareils. Les effets sur les êtres vivants se retrouvent plutôt dans les bombes E, à micro ondes. En théorie, ces dernières ont une aire d'action plus localisée.

Le principe directeur est que plus la fréquence de l'onde est élevée (donc plus sa longueur d'onde est courte), plus  la maille doit être petite. Et plus la longueur d'onde est courte, plus il va être difficile de s'en protéger. Par exemple, pour réduire de seulement 30 % du rayonnement gamma, il est nécessaire d’être derrière 6 cm de plomb, 30 cm de béton ou 54 cm de terre...

La cage de Faraday que je vous propose vise à se protéger de la plus grande partie de ces ondes, à partir des ondes radio (cm) et micro ondes (mm) jusqu'aux rayons X, et à atténuer les plus énergétiques (rayons gamma). Les rayons gamma étant de la "taille" de l'atome, on se retrouve avec une enveloppe pleine et non plus trouée...
Pour augmenter l'isolement, on va en plus multiplier les couches en les isolant entre elles pour produire un peu le même effet qu' avec le déphasage des isolants en thermiques et enfin, relier l'extérieur à la terre.

Matériel (~700€): zarbi

  • Des rouleaux d'aluminium épais , type chauffagiste (l'alimentaire est trop fin).
  • Des rouleaux de plomb
  • Scotch aluminium type chauffagiste
  • Grillage type tamis (idéalement de maille 3mm en cuivre, évitez l'inox qui est "peu" conducteur). Il existe également des "tissus" de protection comme ICI.
  • Fil de cuivre
  • Fil électrique
  • Tapis électrique
  • Scotch isolant
  • Carton
  • Rouleau de cellophane


Construction (intérieur vers extérieur):

Je pars sur le principe d'une caisse pour contenir des disques durs ou des émetteurs/récepteur radios. Il faut garder à l'esprit que toute imperfection dans le blindage : défaut d'étanchéité, débris pourrait annihiler les effets protecteurs.
Lorsque je parle d'étanchéité, il s'agit d'"étanchéité électromagnétique".

1 - On commence par isoler électriquement l'intérieur, en particulier les parois qui seront en contact avec les appareils. L'étanchéité n'est ici par vraiment importante. Pour ce faire, vive les tapis isolants, idéalement classe 4 - 50 kV (mais c'est cher, compter 500€ les 1x10m).

2 - On s'attaque à l'extérieur. Comme l'étanchéité doit être maximale, les objets à protéger sont enfermés dans la caisse avant de commencer. Ils ne seront plus accessibles!


  • I - Une couche de plomb. Il faut tenter de limiter au maximum les découpes et raccords. Chacun sera recouvert à son tour d'une bande de plomb (l’adhésif crée un pont électromagnétique sur le même principe qu'un pont thermique).

  • II - Première couche à suivre, du cellophane puis de carton. Les raccords de la couche I y seront dessinés. Étanchéité non importante.

  • III - Deuxième couche de plomb. Les raccords seront positionnés à l'opposé de ceux de la couche I - d'où les dessins sur la couche précédente, et encollés à la bande de plomb.

  • IV - Couche de carton.

  • V - Première couche d'aluminium. Les raccords seront positionnés à l'opposé de ceux de la couche III et seront encollés avec le rouleau de scotch aluminium.

  • VI - Couche de carton

  • VII - Couche D'aluminium doublée. Répéter les couches VI & VII jusqu'à avoir 4 couches d'aluminium en comptant la V (3 couches laissent encore passer quelques résidus). Le carton peut être remplacé par du cellophane. Terminer par une couche de cellophane.

  • VIII - Couche de tapis isolant. Étanchéité non importante mais il ne faut pas que la protection permette un contact électrique avec la précédente: les raccords seront encollés avec du scotch électrique.

  • IX - Couche de grillage. Lier au maximum les recouvrements en "cousant" le bord au fil de cuivre - un coup dessus, en coup dessous. Relier enfin la cage à la terre.

bravo Ça fait un beau paquet cadeau, mais votre cage de Faraday est prête! En l'état, elle protège de toutes les ondes électromagnétiques et atténue les rayons gamma. Pour vous protéger de ces derniers, mieux vaut utiliser la terre: 2m sous terre, plus grand chose ne passe (et autre avantage, la température est à peu près constante pour du stockage).
Pour les plus forcenés, il existe aussi de la laine de plomb. En coffrage extérieur supplémentaire, vous serez tranquilles... Le grillage doit impérativement être la dernière couche, pour pouvoir le relier à la terre.

Si la caisse est ouverte, l'étanchéité n'est plus là. Il faudra tout recommencer. Une des solution serait de privilégier plusieurs petites caisses à une grande. Pour la même raison, l'idée de placer un ordinateur dans une cage de Faraday mais en ayant des câbles qui sortent, même blindés, ne fonctionne pas en cas d'attaque EMP. Les ondes pénétreront dans la caisse (rappelez vous, une ouverture à l'échelle atomique suffit) et dans tous les cas, il y aura de fort courants induits dans les câbles qui se baladent dehors.

Si vous voulez quand même pouvoir utiliser votre matériel, il ne vous reste plus qu'à creuser un grand trou à plus de 2m et à faire la même chose en grand en soignant le travail sur le sas - on ne parle plus de porte là  Laughing . Les militaires entourent le tout de béton. Par contre, ce n'est pas le même budget...

Et pensez à enlever les batteries!

Le wrap dans l'aluminium, légende urbaine: ws
Entourer son téléphone portable d'aluminium le rend muet. Beaucoup pense alors que c'est parce que les ondes ne passent plus. En fait, c'est parce que le papier métallique vient perturber le circuit de l'antenne en créant une "capacité parasite", et de ce fait il ne se trouve plus en mesure de communiquer avec la base de l'antenne relais...Certes sans doute atténué, le rayonnement est toujours présent!

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Message par tarsonis le Dim 8 Mar 2015 - 15:30

Salut !
@gyam a écrit:
La cage de Faraday que je vous propose vise à se protéger de la plus grande partie de ces ondes, à partir des ondes radio (cm) et micro ondes (mm) jusqu'aux rayons X, et à atténuer les plus énergétiques (rayons gamma). Les rayons gamma étant de la "taille" de l'atome, on se retrouve avec une enveloppe pleine et non plus trouée...
Ce serait amha intéressant de séparer le concept de blindage type Faraday (de l'ordre de l'induction électromagnétique), et la radioprotection (effet photoélectrique / Compton).
Dans le premier cas on parle de maille et de conductivité par unité de distance, dans l'autre de densité (numéro atomique) élevée.

Du coup, si tu as des sources quant à l'intérêt d'une radioprotection du matériel électronique dans une cage de Faraday, cela m'intéresse car j'ai trouvé peu de références pour alimenter mon topic sur le compteur geiger sans circuit intégré.
A priori, le matériel électronique qui passe dans les scanns à rayons X se prend une sacrée dose sans sourciller, tandis que ce qui passe dans le détecteur de métaux peut se faire flashouiller les circuits clind'oeil


Matériel (~700€): zarbi

  • Des rouleaux d'aluminium épais , type chauffagiste (l'alimentaire est trop fin).
  • Des rouleaux de plomb
  • Scotch aluminium type chauffagiste
  • Grillage type tamis (idéalement de maille 3mm en cuivre, évitez l'inox qui est "peu" conducteur). Il existe également des "tissus" de protection comme ICI.
  • Fil de cuivre
  • Fil électrique
  • Tapis électrique
  • Scotch isolant
  • Carton
  • Rouleau de cellophane

Construction (intérieur vers extérieur):

Une petite photo du rendu final ?  Quelle épaisseur de plomb utilisée ? Comment est réalisée la structure pour ne pas s'effondrer sous son propre poids ? clind'oeil



  • I - Une couche de plomb. Il faut tenter de limiter au maximum les découpes et raccords. Chacun sera recouvert à son tour d'une bande de plomb (l’adhésif crée un pont électromagnétique sur le même principe qu'un pont thermique).
  • II - Première couche à suivre, du cellophane puis de carton. Les raccords de la couche I y seront dessinés. Étanchéité non importante.
  • III - Deuxième couche de plomb. Les raccords seront positionnés à l'opposé de ceux de la couche I - d'où les dessins sur la couche précédente, et encollés à la bande de plomb.
  • IV - Couche de carton.
  • V - Première couche d'aluminium. Les raccords seront positionnés à l'opposé de ceux de la couche III et seront encollés avec le rouleau de scotch aluminium.
  • VI - Couche de carton
  • VII - Couche D'aluminium doublée. Répéter les couches VI & VII jusqu'à avoir 4 couches d'aluminium en comptant la V (3 couches laissent encore passer quelques résidus). Le carton peut être remplacé par du cellophane. Terminer par une couche de cellophane.
  • VIII - Couche de tapis isolant. Étanchéité non importante mais il ne faut pas que la protection permette un contact électrique avec la précédente: les raccords seront encollés avec du scotch électrique.
  • IX - Couche de grillage. Lier au maximum les recouvrements en "cousant" le bord au fil de cuivre - un coup dessus, en coup dessous. Relier enfin la cage à la terre.


Cela m'a l'air de fortement s'approcher d'une pile électrique avec un sandwich de couples redox. Un poil d'humidité de risque d'amorcer une réaction de corrosion  affraid


l'idée de placer un ordinateur dans une cage de Faraday mais en ayant des câbles qui sortent, même blindés, ne fonctionne pas en cas d'attaque EMP. Les ondes pénétreront dans la caisse (rappelez vous, une ouverture à l'échelle atomique suffit) et dans tous les cas, il y aura de fort courants induits dans les câbles qui se baladent dehors.
De quelles longueurs d'ondes parles tu, de gamma ?


Et pensez à enlever les batteries!
Une raison en dehors des risques de fuite de l'électrolyte ? clind'oeil

Le wrap dans l'aluminium, légende urbaine: Certes sans doute atténué, le rayonnement est toujours présent!
Une source pour l'appuyer ?
Si le blindage est réalisé selon le principe d'une cage de Faraday, l'atténuation est réelle et mesurable. Mon détecteur de champ tombe à 0 quand mon cellulaire essaye d'envoyer ses requêtes au travers. clind'oeil

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Message par Ash le Mer 11 Mar 2015 - 20:09

Rouleaux de plomb en vente chez les marchands de couverture !

(Ce qui va au dessus d'une charpente quoi, tuiles/ardoise...)

Du moment qu'ils font de la zinguerie, ils doivent en avoir.

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