À chaque instant, 2 000 orages grondent sur la planète. Leur caractéristique première est l’apparition dans le ciel de lueurs vives et très brèves : les éclairs. Mais pourrait-on envisager un jour de canaliser ces puissantes décharges ?
Prendre la mesure du phénomène
La puissance et l'énergie des décharges électriques qui balafrent les ciels orageux sont absolument colossales : une intensité de 30 000 ampères pour une tension de 100 millions de volts.
Les éclairs se propagent sur plusieurs kilomètres de long et leur vitesse peut atteindre 40 000 km/s, soit un peu plus du dixième de la vitesse de la lumière. Sur leur passage l'air est chauffé à 30 000°C. C'est 5 fois plus que la température qui règne à la surface du Soleil. Au cours d'un orage, la quantité d'énergie présente dans un cumulonimbus correspond à celle que consomme la France entière pendant 5 minutes !
Des charges pour une décharge
Depuis trois siècles, on connaît, grâce à Benjamin Franklin, la nature électrique des éclairs. Mais les mécanismes à l'origine de la tension qui se forme dans les nuages d'orage sont encore mal connus. Ce dont les scientifiques sont sûrs, c'est que les cumulonimbus constituent d'énormes réservoirs de charges électriques. En revanche les raisons de l'apparition de ces charges ne fait pas l'unanimité. Selon certains chercheurs, elles résultent des frottements que provoquent les importants déplacements d'air au sein d'un nuage entre les poussières, les gouttes d'eau et les cristaux qui le constituent. Pour d'autres, ce sont les changements d'état de l'eau (gaz, liquide ou solide) qui sont responsables de la création des charges électriques.
Une chose est certaine, dans la partie basse des cumulonimbus (1) s'accumulent des charges négatives tandis qu'au sommet de ces nuages se regroupent des charges positives. La présence de particules négativement chargées à la base des nuages engendre au sol une accumulation de charges positives (car les charges de signes opposés s'attirent). Ainsi une tension se crée entre les deux électrodes géantes que constituent la terre ferme et la partie basse du nuage. La couche d'air qui les sépare est loin d'être un isolant parfait. Ainsi, lorsque l'attraction entre les charges devient trop forte, quelques charges négatives prennent le chemin de la terre. Elles constituent ce que l'on appelle le « traceur descendant ». Au sol, des charges positives viennent à leur rencontre en s'accumulant sur des points élevés (comme la cime d'un arbre). Lorsque le traceur descendant est suffisamment proche un « traceur ascendant » se crée. À ce stade, rien n'est visible à l'œil nu. Mais quand les deux traceurs se rencontrent, ils établissent un pont conducteur entre la terre et le ciel. Un intense courant électrique emprunte le canal ainsi formé, produisant une violente illumination : la foudre frappe.
Le plus souvent les éclairs produits lors des orages ne touchent pas le sol, mais se forment au sein d'un même nuage ou entre deux nuages différents. Quoiqu'il en soit, ils ont toujours pour cause l'attirance de deux groupes de charges de signes opposés.
Les 50 000 orages qui éclatent chaque jour au quatre coins du globe, remplissent un rôle très utile. En effet, ils équilibrent en permanence le champ électrique terrestre.
Toutefois, si elle est utile la foudre n'en est pas moins dangereuse. Un bon moyen de s'en protéger serait de parvenir à prendre le contrôle de sa trajectoire. Mais comment canaliser un phénomène si hautement énergétique ? Actuellement des scientifiques sont sur une piste intéressante. Ils parviennent à diriger des éclairs générés en laboratoire. L'outil de ces dompteurs de foudre : un laser...
(1) Un cumulonimbus est un nuage caractéristique des orages. Aux latitudes tempérées, sa base se situe entre 300 et 3 000 m de hauteur avec une épaisseur allant jusqu'à 12 000 m. Son sommet s'étale le plus souvent en forme d'enclume, de panache ou de chevelure désordonnée et sa base, très sombre, s'accompagne fréquemment de nuages déchiquetés.
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