Quelle est la sécurité 48V DC?

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Dans de nombreuses configurations POE (Power over Ethernet), la tension de transmission est de 48 V ou légèrement plus. Tandis qu'une tension plus élevée présente des avantages évidents d'efficacité, à quel point est-elle sûre? Existe-t-il un risque d'électrocution en cas d'exposition accidentelle, en particulier chez les enfants? De tels câblages manquent de la protection utilisée pour 120 / 230V, et franchement, la différence entre 48V et 120V ne semble pas être aussi importante.

Petr Pudlák
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Qu'est-ce qu'un POE et pourquoi s'exposerait-il aux enfants?
Bruce Abbott
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@BruceAbbott Power over Ethernet . Je suis préoccupé par une exposition accidentelle. pas n'importe quoi exprès. Les câbles Ethernet ne sont pas perçus comme dangereux par les personnes et manquent de la protection dont disposent les câbles et systèmes 120V / 230V.
Petr Pudlák
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Le POTS (ancien vieux téléphone) était un système 48V qui a duré près de 100 ans.
Crowie
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@crowie. La tension de sonnerie du POTS était plus élevée et pourrait vous donner un bon choc.
Décapode
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Combien de watts attendez-vous de vos enfants qu'ils négocient par rapport à IEEE 802.3?
Dmitry Grigoryev

Réponses:

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franchement, la différence entre 48V et 120V ne semble pas être aussi significative.

120 V est 2,4 fois supérieur à 48 V - ce que je n’appellerais guère «pas si significatif». 120V AC est encore pire, pour deux raisons: -

  1. 120 V ca a un pic de tension de 170V, 3,5 fois plus élevée que 48V.

  2. La sensation de "choc électrique" se produit à chaque sommet de la forme d'onde CA, alors qu'avec le courant continu, elle se produit principalement lors du contact initial.

Il ne faut qu'environ 30 mA de courant alternatif 60Hz à travers le cœur pour provoquer une fibrillation, par rapport à 300 à 500 mA de courant continu. Le courant "laisser aller" (au-dessus duquel vous ne pouvez pas lâcher un conducteur saisi) est 4 fois plus élevé pour le courant continu que pour le courant alternatif. Cela signifie donc que vous avez besoin de 4 à 17 fois plus de tension continue pour subir un choc fatal.

Combinez une tension 2,4 fois plus élevée avec une susceptibilité 4 à 17 fois plus élevée et 120 VCA est environ 10 à 40 fois plus mortelle que 48 VCC.

Mais 48VDC est-il sûr dans un câble Ethernet? À condition de ne pas dénuder l'isolant et de fourrer les fils dénudés dans la chair, les risques de subir un choc électrique fatal sont négligeables. Je le connais par expérience personnelle parce que j'ai été technicien en central téléphonique pendant 15 ans et que je travaillais régulièrement sur des équipements sous tension avec des contacts exposés. Le choc le plus important que j'ai eu avec le courant continu était un léger picotement lorsque j'ai saisi un bus 50V (la sonnerie 90VAC était une autre histoire ...).

Bruce Abbott
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Ensuite, il y a cette vieille histoire. Pas clair si c'est fictif, mais ça pourrait être vrai: freedomisknowledge.com/otw/stuff/pissingandmoaning.html
Richard Crowley
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Je me souviens d’être un peu plus jeune que j’ai manipulé des câbles téléphoniques dénudés en vue de les connecter à des terminaux à vis. Le 48 volts CC raccroché, je ne me sentais pas le moins du monde. Cependant, lorsque le téléphone a sonné, la tension de sonnerie alternative de 90 volts m'a donné un choc.
DoxyLover
1
@ RichardCrowley, merci de tout cœur. J'ai pleuré. :-) (puis le téléphone a sonné)
Sredni Vashtar
2
En plus de démanteler, dénuder et fourrer un fil dans la chair nue, un enfant peut simplement mettre une extrémité de câble Ethernet directement dans sa bouche. La différence entre les câbles POE et POTS et les câbles électriques ordinaires réside dans le fait que les câbles POTS et les câbles électriques ordinaires ont des fiches qui couvrent la plupart des métaux conducteurs. POE avec RJ45 pas tant que ça.
nl-x
1
@ nl-x la prise téléphonique la plus populaire est RJ11, du même style que RJ45. Une solution simple pour les deux cas consiste à casser la languette de la fiche pour empêcher les bébés de débrancher le cordon.
Bruce Abbott
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48V est la définition pratique et légale de la tension maximale à considérer comme "basse tension" et intrinsèquement "sûre". Certes, une alimentation de 48 V sous votre surface de peau relativement isolante pourrait vous tuer si elle est livrée au "bon" endroit. Mais nous supposons que les gens ne se promènent pas avec des électrodes sous-cutanées exposées à un contact accidentel avec un câblage "BT". 48V est raisonnablement sans danger pour la plupart des gens dans des conditions normales.

Comme l'a observé @crowie, le système téléphonique public filaire à technologie originale (et actuelle) fonctionne en 48V depuis plus de 100 ans. Cette ancienne technologie téléphonique est très probablement le précédent pour établir le 48V comme limite légale.

Richard Crowley
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Juste pour être pédant, ici au moins au Royaume-Uni, la basse tension est tout ce qui est inférieur à 1000V. D'où, par exemple, des ensembles de batteries 960V appelés basse tension, ouch. Moins de 50V correspond à la «tension très basse» et, s’il n’est pas référencé à la terre, à double isolation ou à d’autres spécifications, il s’agit de «sécurité à tension très basse», précisément parce que vous ne pouvez pas vous électrocuter en touchant l’un des fils.
Ian Bland
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@IanBland: inexact - les définitions utilisées pour la transmission / distribution d'énergie électrique sont très différentes de celles des codes de sécurité électrique. Vous ne transmettriez pas de courant à 1000 V dans une maison d'habitation.
smci
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@smci Il n'y a pas de transmission 1kV, point final. Il passe de 230/415 à 3,3 kV, puis 11 kV sur le système de distribution britannique. Mais d’un point de vue terminologique, un groupe de batteries local ou un générateur fonctionnant au-dessous de 1 000 V serait qualifié de basse tension. Au-dessus, toute personne travaillant dessus devrait être qualifiée HV. C'est un assez bon point d'arrêt, car au-dessus de ce type de tension, vous avez besoin d'un ensemble de compétences de travail et de sécurité spécialisées.
Ian Bland
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@IanBland En microélectronique, nous appelons tout ce qui se trouve au-dessus du rail d'alimentation "Haute tension". Même 5 V peuvent être haute tension. Juste une question de contexte ...
bogl
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IanBland utilise la définition donnée par la Commission électrotechnique internationale, qui me semble juste. fr.wikipedia.org/wiki/Extra-low_voltage
nekomatic
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Pas de mort par électrocution

48V est considéré comme "sûr", et ce pour une bonne raison.

Premièrement, l'impédance du corps humain à 50V est d'environ 45 kΩ (bien que mesurée sur des adultes). Alors que les enfants sont globalement plus petits et devraient donc avoir une impédance légèrement inférieure, c'est la résistance de la peau qui constitue 95% de cette impédance (les fluides corporels internes sont de très bons conducteurs), la taille importe donc peu .

(Notez que l'impédance corporelle est une chose amusante, elle diminue rapidement à mesure que la tension augmente, à 240V, c'est 10-15 fois plus bas!)

De plus, un courant électrique a évidemment besoin d'aller quelque part. Pas de circuit fermé, pas de courant. C'est pourquoi les oiseaux assis sur une ligne terrestre ne sont pas frits.

Ces 48V sont 48V contre terre. Selon toute vraisemblance, la chose la plus proche du "sol" avec laquelle vous êtes en contact est le "parquet / stratifié" ou "le carrelage" ou quelque chose de similaire, autrement dit la résistance autour de l'infini, le zéro actuel.
Même toucher le fil chaud sur 240V a de bonnes chances de "ne pas se faire trop de mal", si vous portez des chaussures et que vous n'êtes pas exactement dans une flaque d'eau (bien que pour des raisons évidentes, je ne conseillerais pas de tenter votre chance!) .

Supposons le pire des cas: un enfant pose un doigt sur la broche de terre d'une prise murale et aspire le câble PoE (il a l'air comestible, n'est-ce pas!). Contre toute attente, le PSE est cassé ou fortement non-conforme et au lieu de fournir 10.2V / 4mA max par défaut, il fournit une tension de fonctionnement complète et un courant illimité. Ou bien, il faut un schéma aléatoire que l'enfant a créé accidentellement pour une négociation valide, peu importe.
De plus, pour une raison inexplicable, le courant ne court-circuite pas les câbles de données (la chose probable devrait se produire exactement, une petite étincelle sur la langue de l'enfant et l'enfant qui laisse tomber le câble dans une frayeur).
Disons simplement qu'il y a en fait 40 V sur le fil et que le courant "décide" de traverser le corps de l'enfant,

Le câble dans la bouche éliminera une barrière cutanée et réduira ainsi approximativement de moitié l'impédance du corps. Il reste 22,5kΩ. Arrondissons à 20kΩ pour en être sûr. Non, vous savez quoi, soyons scandaleux , et disons 10kΩ. 48 V / 10 kΩ = 4,8 mA.
Ce qui est inoffensif même pour le courant alternatif. Il faut environ 8 à 10 fois plus de courant alternatif (d'une fréquence dans la plage critique de 50-60Hz) pour arrêter le cœur.

En plus de cela, le PoE n’a pas de courant alternatif, c’est DC. Donc, la partie effrayante sur l'arrêt cardiaque ne s'applique même pas.

Bien sûr, le courant continu peut en principe causer des effets indésirables autres que l’arrêt du cœur (pensez à un couteau électrique chirurgical ou au "fauteuil électrique"), mais avec des tensions dans la plage des deux chiffres et des courants dans la plage du milliampère à un chiffre, ce cela ne va tout simplement pas se produire (mais même si c'était le cas, il s'agirait principalement de brûlures locales et non mortelles).

Damon
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6
La bonté 48V DC fond dans la bouche rendra probablement un enfant, vous-même ou la plupart des gens, assez de réactions involontaires et violentes pour faciliter un accident secondaire (par exemple, une chute d'échelle) ....
rackandboneman
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Notez que le PoE nécessite une négociation avant que le 48V soit appliqué. Votre ordinateur portable ne frire pas si vous le connectez à un port PoE et il est également peu probable que votre enfant en moyenne termine avec succès une négociation d'alimentation POE.
MSalters
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@MSalters: Certains fournisseurs utilisent des "PoE passifs" non standard 24V, qui ne nécessitent aucune négociation - mais sur la base de ces publications, je vais deviner que c'est assez sûr?
Grawity
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Hmm ... Tu te souviens de ce bloc 9V sur ta langue? Avez-vous essayé 12V? C'est une bouchée. Ça fait quatre fois ... aïe . Ce n'est peut-être pas mortel, mais j'imagine que cela pourrait causer de graves blessures, voire la mort par asphyxie des spasmes de la trachée. 48V dans la bouche n'est probablement pas sécuritaire.
JimmyB
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Le type d'argument présenté dans la réponse se situe entre inutile et nuisible, à mon avis. Oui, il est vrai que la plupart du temps, rien ne se passera. Oui, il est vrai que le contact direct avec 240V ne peut avoir aucun effet. Mais c'est à côté du point. La question de l’électricité (et du gaz, de l’eau sous pression et des réactions produisant du CO, et…) n’est pas de savoir si tout peut aller bien, mais si quelque chose peut mal se passer. À la fin de la journée, si votre enfant est mort, défiguré ou mal traité, vous ne vous inquiétez pas du fait qu'il y avait seulement une chance exorbitante que cela se produise.
AnoE
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Différentes régions du monde diffèrent légèrement, mais le niveau «sûr» pour la basse tension a tendance à être situé entre 40 et 60V, en dessous duquel il est considéré que la probabilité d'électrocution est négligeable. Les voitures 'haute tension' utilisent des batteries 42v, 3 batteries '12v' en série.

120v est suffisamment dangereux pour que beaucoup de gens meurent des chocs de 120V. Apparemment, plus d'Américains meurent de 120V que d'Européens, de 240V, peut-être à cause d'un sentiment de complaisance vis-à-vis de la tension plus basse (quelqu'un vérifie les snopes et les démystifie si nécessaire!)

Neil_UK
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Le Royaume-Uni dispose de connecteurs secteur extrêmement robustes et bien conçus. La configuration fusible fiche et prise 13A BS1363, que les utilisateurs nationaux rencontrent le plus souvent, est un chef-d’oeuvre de conception.
Ian Bland
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@ IanBland Je suis content que vous ayez eu cela contre votre poitrine, Ian, c'était évidemment un sentiment qui avait besoin d'être exprimé, qu'il soit pertinent ou non pour la Q / A.
Neil_UK
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@IanBland: Cependant, la plupart des pays européens n'utilisent pas les prises britanniques super robustes. Pourtant, après avoir été personnellement témoin de prises de courant aux États - Unis suspendus à mi - chemin de la prise, avec près de la largeur du doigt de métal en direct exposé, je peux dire sans aucun doute que même le plus mauvais fiche Euro Je l' ai vu a été mieux que ce .
Ilmari Karonen
4
L'autre point, c'est que les RJ45 ne sont pas conçus pour produire une sorte d'isolation de sécurité. La question initiale concerne les enfants qui ont tendance à avoir une impédance plutôt basse. Je sais que quand j'avais 7 ans ou plus, je pouvais avoir un «picotement» sur ma voie ferrée modèle 12VDC qui n'était pas dangereuse (vraisemblablement), mais que je trouvais pénible. Personnellement, je ne connecterais pas un enfant à 48V.
Ian Bland
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@IanBland: l'extrémité RJ-45 est entièrement sûre. Si elle est exposée, il n'y a pas de 48 V appliqué à l'autre bout. Le POE nécessite une négociation avant que toute la puissance soit disponible. Je ne suis pas sûr que vous ayez 5V ou 12V pour gérer la négociation.
MSalters
5

Tout d’abord, certaines personnes semblent se focaliser sur le POTS, qui n’a rien à voir avec PoE. Des accessoires pour tous les ingénieurs télécoms qui ont eu des problèmes de sonnerie pendant une journée de sueur à la course.

En plus des bonnes réponses ci-dessus concernant la sécurité de 48vDC en soi, le PoE est un protocole négocié - les périphériques connectés partent de l' hypothèse de sécurité que l'autre périphérique n'est PAS compatible PoE et ne bénéficierait donc pas de l'alimentation de son interface. Ce n'est que lorsque deux périphériques compatibles PoE sont connectés que l'un voit la signalisation spéciale qui lui dit qu'il peut vouloir offrir un PoE - à partir de là, les deux périphériques négocieront ce dont l'un a besoin / ce que l'autre peut fournir et fonctionnera efficacement. vers le niveau de puissance requis. Il convient également de noter que la puissance à laquelle ils parviennent pourrait être bien inférieure au montant total pris en charge - très peu de périphériques sont aussi gourmands en énergie.

Un câble déconnecté ou suspendu (une extrémité connectée à un port PoE) n'aura PAS une tension appréciable - en fait, il ne s'agit pas d'un câble Ethernet standard.

En bref, à moins que votre enfant ne réussisse à passer à travers un câble PoE connecté et fonctionnel ET à relier les conducteurs mais miraculeusement SANS que les appareils détectent la connexion défectueuse / perdue, il est peu probable que vous puissiez même accéder aux délicieuses volts à l'intérieur avant que tout soit éteint .

AVERTISSEMENT: cela suppose de véritables périphériques PoE conformes aux normes plutôt que les nombreux moyens exclusifs utilisés par les entreprises pour alimenter un câble Ethernet, qui consiste souvent en une connexion murale câblée aux câbles de rechange dans un adaptateur Ethernet. Dans ce cas, vous êtes à la merci de l'alimentation électrique - il pourrait s'agir d'une petite verrue murale anémique à basse tension qui ne pose aucun problème ou il pourrait s'agir d'une unité 48V à courant relativement élevé ou plus élevée qui POURRAIT être un peu plus complexe. risqué, mais franchement, à moins que vous n'ayez acheté un projecteur ridicule non conforme aux normes, conforme aux normes, qui ne soit pas vraiment PoE, ou quelque chose qui ne présente que peu de risques.

Un exemple que j'ai vu parmi les périphériques PoE relativement puissants est les caméras de vidéosurveillance haut de gamme avec des LED haute puissance et un mouvement PTZ complet, ils peuvent atteindre 100-200W, mais dans la maison, il serait très peu probable que vous ' Je n'ai jamais trouvé quelque chose comme ça.

Eh bien, vous pourriez chez moi , mais, vous savez ...

La plupart des autres périphériques pas-tout-PoE que j'ai vus ne font qu'alimenter les paires de rechange de 12 à 24 volts d'une verrue murale ou d'une brique d'alimentation <50w.

John U
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La partie négociation est intéressante, je n’étais pas au courant. Pourriez-vous nous expliquer comment se déroule la négociation? Merci.
Petr Pudlák
Je ne peux pas m'étendre car je n'ai pas lu le document sur les normes (et, comme toujours, il y a d'autres normes concurrentes sur le marché), mais le principe est fondamentalement identique: vous ajoutez de la puissance à un connecteur qui, par Par défaut, est utilisé uniquement pour les données que vous ne pouvez pas supposer, l’autre extrémité sera OK, vous devez détecter et négocier.
John U
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En Europe, la tension maximale pour les jouets pour enfants est de 24 V CC uniquement. Si elle est appliquée directement sur le cœur, à la poitrine et au dos, même des tensions plus faibles peuvent être dangereuses.

Uwe
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2

La CEI 62368-1: 2014 définit le terme "sûr" comme étant 60VDC ou 2mA DC, selon la valeur la moins élevée. Pour AC, les limites sont 30VAC et 0.5mA. Celles-ci sont considérées comme sûres pour une personne ordinaire, mais vous ne pouvez toujours pas laisser traîner les connecteurs / fils exposés, car il existe tout un chapitre sur les "incendies électriques" à prendre en compte.

Il existe des limites plus élevées pour une "personne instruite", par exemple un technicien de service. Il s’agit de 120VDC et 50VAC, avec une exception particulière pour la sonnerie du réseau téléphonique 90VAC. Celles-ci sont définies comme étant perceptibles, voire déplaisantes, mais ne produiraient généralement pas d'effets physiologiques électriques nuisibles. Les limites actuelles sont de 25 mA CC et de 5 mA CA.

Tout ce qui est au-dessus de ce qui est considéré dangereux avec des fréquences "normales", les circuits SMPS pourraient dépasser la limite de 100 kHz CA, mais cela dépasse la portée.

Barleyman
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Quelques autres réponses mentionnent que le courant continu de 48 V est une tension "sûre", mais je dirais que les conditions environnementales (mise à la terre, conductance de la peau, etc.) sont des facteurs bien plus importants que la tension.

Ce qui suit est certes anecdotique, mais j’ai eu un très mauvais choc de DC à travailler sur un gyroscope à 48V DC sur un navire après être entré avec les mains salées et mouillées.

Voir aussi la réponse stackexchange suivante qui affirme même que le 24V peut être dangereux dans certaines conditions. Combien de tension est "dangereux"?

Ralph
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Ce qui est plus important que la tension dans la sécurité électrique est le courant. La quantité de courant nécessaire pour démarrer ou arrêter le cœur est de 60 mA sur la poitrine. Dans les bonnes circonstances, même 12 volts peuvent être mortels. Dans un environnement marin, c'est-à-dire un bateau chaviré en eau salée, toute personne se trouvant sur le chemin actuel pourrait être tuée. 48 volts peuvent vous donner un choc sain si votre peau est humide de transpiration. Dans des circonstances normales, avec une peau sèche, 48 volts vous réveilleraient probablement sans vous tuer. Lorsque le courant électrique est suffisamment fort pour brûler la couche de peau et de graisse et entre en contact avec le tissu directement sous cette couche, il est extrêmement conducteur, de sorte que même de faibles tensions relatives peuvent être mortelles.

AC est beaucoup plus mortel que DC. Une des raisons pour laquelle il est préférable d’effectuer une exécution autrefois.

Vieux_fossile
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"La quantité de courant nécessaire pour démarrer ou arrêter le cœur est de 60 mA sur la poitrine." Non, à 60 mA, l’arrêt du coeur est presque garanti. Des valeurs inférieures, telles que 20 mA, peuvent encore suffire à irriguer votre rythme cardiaque et à le bloquer.
Mât
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La raison pour laquelle AC préférait les exécutions à une autre époque était la mauvaise campagne d'Edison contre le courant alternatif de Tesla et Westinghouse. Edison voulait changer l'opinion publique, le courant alternatif devrait sembler plus dangereux que le courant Edisons DC. La génération de hautes tensions était beaucoup plus facile avec AC que DC à cette époque.
Uwe
@uwe: C'était l'une des raisons aussi. Cependant, cela ne change rien au fait que le ca est beaucoup plus meurtrier à cause de la friture de synapses neurales conçues pour se déplacer dans une direction à la fois, au lieu de 60 fois par seconde dans les deux sens.
Old_Fossil
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En tant que personne ayant beaucoup à faire avec le risque de décharge électrique, DC est toujours effrayante. Le courant alternatif a tendance à provoquer un spasme qui vous éloigne du conducteur, le courant continu peut vous bloquer Cela bloquera les muscles, alors qu’ils ont encore une marge de manœuvre pour se déplacer avec AC. Et s'il y a assez de courant pour faire frire quoi que ce soit, vous êtes probablement mort, franchement. Un choc de survie interrompt simplement le fonctionnement du système nerveux. C'est la différence entre un circuit nécessitant un redémarrage / démarrage et la fumée magique s'échappant des composants. En outre, Uwe a raison à propos d'Edison. C'est un conte macabre.
Ian Bland