La foudre frappe au
rythme de 50 à 100 impacts par seconde. En
France, la foudre tue en moyenne directement une
quarantaine de personnes et en blesse une centaine
d’autres. Pourtant, le risque foudre est insuffisamment
pris en compte au regard des dégâts
qu’il provoque.
Dans le monde, 50 000 orages éclatent chaque
jour.
Peu de gens savent que c’est le phénomène
le plus dangereux dans l’hexagone et dans
de nombreux pays européens.
La température d’un éclair est
plus chaude que celle à la surface du soleil.
La foudre peut détruire mais elle reste un
spectacle extraordinaire.
Les premières découvertes
sur la foudre
C’est à Benjamin Franklin que l’on doit, en
1752, d’avoir identifié la nature électrique
de la foudre.
Le scientifique lança un cerf-volant dans un nuage prometteur
d’orage et donc de foudre. A la cordelette humide qui retenait
le jouet, B.Franklin avait attaché une clé : de nombreuses
étincelles se produisirent.
La même année, le Français Thomas Dalibard,
mis à exécution le principe du paratonnerre conçu
par Franklin.
Le 6 août 1753, le Professeur Richmann de Saint-Pétersbourg
tomba foudroyé suite à une expérience avec
un électromètre.
Si nous savons depuis 250 ans que la foudre est un phénomène
électrique, les scientifiques ne peuvent toujours pas expliquer
pourquoi un éclair prend une direction plutôt qu’une
autre.
Ce n’est que depuis peu que nous commençons à
comprendre les effets de la foudre sur notre planète.
Les orages les plus violents se produisent surtout dans les zones
tropicales et subtropicales, là où l’humidité
est la plus forte et la chaleur la plus intense.
La formation de la foudre
Etape 1 : Cumulo-nimbus
Dense, le cumulo-nimbus est présent dans les ciels orageux.
Il se forme à l’occasion de forts contrastes de températures,
grâce à de puissants courants d’air chaud ascendants.
Ces courants entraînent en altitude d’importantes quantités
d’eau et de glace.
Ce nuage peut atteindre une dizaine de kilomètres d’épaisseur.
Etape 2 : processus d’électrification
Le brassage qui se déroule à l’intérieur
de ces nuages arrache des électrons aux différents
éléments d’eau surfondue et de cristaux de glace
en suspension.
Les frottements engendrés génèrent des charges
électriques.
Les charges positives s’accumulent au sommet des nuages.
A l’inverse, les charges négatives se retrouvent en
partie inférieure.
La dissociation des charges dans le nuage orageux génère
un champ électrique intense dans l’espace nuage-sol.
Lorsque le nuage atteint, au niveau d’un sol plan, une intensité
de 4 à 10 kilovolts par mètre, une décharge
au sol est imminente. Une gigantesque étincelle se produit
alors.
Etape 3 : les éclairs
Les éclairs sont la partie visible de cet amorçage.
Ils se développent de deux manières :
A l’intérieur d’un système
orageux (éclairs intra-nuage ou inter-nuage)
En moyenne, un éclair sur trois est de type nuage-sol. C’est
ce qui explique que l’on peut entendre gronder le tonnerre
sans qu’un impact au sol se produise.
Etape 4 : la foudre
La foudre est une très violente et très brève
décharge atmosphérique. L’intensité du
courant électrique généré varie de 3
000 à 300 000 ampères.
Cette gigantesque étincelle se propage sur plusieurs kilomètres
de long.
Le canal de foudre, ou canal ionisé, porteur de charges
négatives, progresse d’une manière aléatoire.
Il prend le nom de précurseur ou traceur
descendant.
Lorsqu’il s’est suffisamment approché du sol,
plusieurs traceurs ascendants naissent à partir d’aspérités
ou d’objets pointus (antenne, paratonnerre, arbre, immeuble
haut …).
L’un de ces traceurs entre au contact du traceur descendant.
Il est appelé « décharge
de capture ».
C’est lui qui détermine le ou les points d’impact
de la foudre au sol.
Cette rencontre entre traceur descendant et ascendant établit
un pont conducteur entre le nuage et le sol, par lequel s’écoule
un intense courant électrique. C’est
l’arc de retour.
L’arc de retour est la cause de la violente illumination
du canal de foudre et du tonnerre. Il est aussi responsable des
dégâts produits par un foudroiement.
Formation nuage et nuage orageux
Tous les nuages se forment ainsi :
De l’air chaud et humide s’élève
La vapeur d’eau se condense pour former des gouttelettes.
Si elles grossissent trop, elles deviennent trop lourdes pour
rester en l’air et il pleut.
La formation d’un nuage orageux exige plus
d’énergie :
Le courant ascendant est plus fort ; il dépasse l’altitude
à laquelle la vapeur d’eau se condense
Il continue à s’élever
Plus l’air s’élève, plus il se refroidit
La foudre est déclanchée par la séparation
de la charge électrique
A 8 Km d’altitude, à l’intérieur
du nuage, des particules de glaces se forment dans la colonne
ascendante. Elles peuvent devenir aussi grosses que des grêlons
de la taille d’un poing qui restent suspendus dans l’air.
Des cristaux de glace plus légers et plus petits se
forment également. Ils s’élèvent et
se frottent contre les grêlons de glace.
Ce frottement provoque une charge électrique. Négative
pour les plus grosses particules, positive sur les petites.
Les petits cristaux de glace s’élèvent
jusqu’à la stratosphère puis s’écoulent
sur le côté pour donner sa forme caractéristique
d’enclume aux nuages orageux.
La foudre s’amorce par une toute petite étincelle
à 8 Km d’altitude, à l’intérieur
du nuage. Des électrons jaillissent, parcourent une centaine
de mètres, puis s’arrêtent et se rapprochent
pendant quelques millionièmes de secondes.
Ensuite, les électrons s’éloignent puis se rapprochent
à nouveau. Le canal ionisé se sépare en plusieurs
branches.
On appelle ce phénomène : le précurseur
Il précède l’arrivée de l’éclair.
En se rapprochant du sol, l’activité électrique
qu’il développe exerce une forte attraction sur le
champ électrique du sol.
L’arrivée du précurseur près du sol
provoque une concentration d’électricité négative.
Par contre coup, le sol se charge d’électricité
positive.
Certains objets sur le sol réagissent en envoyant de petites
étincelles de plasma en direction du précurseur.
Celles qui atteignent leur but déclanchent l’éclair.
Un décharge de 10 000 ampères.
Des éclairs au dessus des nuages et dans
l’univers
Un avion est frappé par la foudre au moins une fois par
an. Pendant longtemps, les pilotes ont déclaré avoir
vu des éclairs dans le ciel au dessus des nuages sans que
personne ne les croit.
Mais, ils avaient raison.
Les images d’archive prouvent que ces éclairs sont
presque invisibles et durent qu’une fraction de seconde.
Ils mesurent 16 Km de large et s’élèvent à
plus de 80 Km au dessus de l’orage.
On ne sait pas comment l’orage les fabrique.
La foudre semble exister sur d’autres planètes de
notre système solaire. Elle a été photographiée
sur Jupiter.
En France, Météorage constitue le réseau national
de surveillance des orages. Safir, couvre plus ponctuellement le
territoire national. Ce réseau est également présent
en Suisse, en Autriche et en Italie.
Il a participé à la constitution de Météotech,
le réseau européen.
Créé en 1986, Météorage couvre la France
avec environ 17 capteurs électromagnétiques. Ces capteurs
déterminent en temps réel la localisation et la datation
de chaque impact de foudre.
Lors d’un éclair nuage-sol, la décharge émet
une onde électromagnétique dans la bande de fréquence
1 à 500 kHz.
Les antennes radio goniométriques sont adaptées à
cette gamme de fréquence.
Les stations sont implantées en terrain découvert
et espacées de 150 à 250 km.
Créé en 1988, le système Safir, utilisé
en France et à l’étranger réalise la
détection précoce et la prévision des phénomènes
orageux.
Cartographie de
la foudre en France le 28 juillet 1994 . Licence
Depuis son implantation, le réseau Météorage
a enregistré des records. Plus de 44 000 impacts de foudre
sur la France le 27 juin 1990.
Le 22 septembre 1992, jour de la catastrophe de Vaison-la –Romaine,
il y a eu plus de 62 000 impacts en France.
Ce record a été battu le 28 juillet 1994 avec plus
de 74 000 impacts.
La kéraunopathologie
La kéraunopathologie, du grec Keraunos (foudre) est la discipline
qui étudie les effets de la foudre sur les personnes ou animaux
ainsi que les moyens de s’en protéger.
En France, plusieurs dizaines de cas mortels sont recensés
en moyenne chaque année. Mais, les cas non mortels laissent
aux blessés des séquelles plus ou moins importantes.
Brûlure type d'un point d'entrée
ou de sortie de courant de foudre. Licence
Un organisme vivant peut être traversé par le courant
de foudre de quatre manières :
Coup de foudre direct : le courant
entre par la partie la plus proéminente (la tête en
particulier) et s’écoule au sol en passant par les
membres inférieurs.
Foudroiement par éclair latéral
: ce foudroiement se produit quand une
personne s’abrite sous un arbre ou une autre
structure qui, elle, reçoit le coup de
foudre direct.
Ce type d’accident peut se produire en plein
air mais également dans une maison non
protégée contre la foudre.
Foudroiement par tension de pas : ce
foudroiement se produit quand le courant de foudre frappe un point
au sol et se répartit dans celui-ci.
Un homme, debout, près du point d’impact peut-être
blessé.
La tension de toucher : La tension
de toucher (ou contact) se produit quand une personne touche un
objet conducteur lui-même frappé par la foudre.
Le foudroiement peut entraîner la mort mais également
des troubles plus ou moins graves :
Troubles neurologiques ou psychiques (amnésie, coma,
anxiété …)
Troubles auditifs (perforation du tympan fréquente)
Chaque année, en France, on estime à 15 000 le nombre
d’animaux tués par la foudre.
Il faut souligner, qu’aux Etats-Unis, la foudre tue d’avantage
que les tornades.
Les précautions à prendre en cas
d’orage
Il faut éviter certaines activités extérieures
connues pour être dangereuses en cas d’orage : Pêche,
baignade, bateau, cyclisme, golf, alpinisme et réparations
de toitures.
Il faut se souvenir qu’un corps mouillé est un bon
conducteur d’électricité.
Il ne faut jamais s’abriter sous un arbre. A l’extérieur,
il faut éviter de porter des objets métalliques
(outils de jardin, clubs de golf, parapluies).
Il faut s’écarter de toute structure métallique
(clôtures, pylônes …). Il ne faut pas téléphoner
d’une cabine extérieure.
En cas d’orage très violent, et dans une zone déserte,
la meilleure solution consiste à rester dans sa voiture,
à condition de penser à rabattre son antenne radio.
Il ne faut pas s'abriter sous un arbre.
Dans une habitation, il ne faut pas téléphoner au
moment d’un orage et éviter de toucher des pièces
métalliques ou de prendre un bain.
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