Foudre
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. |
C’est à Benjamin Franklin que l’on doit, en
1752, d’avoir identifié la nature électrique
de la foudre. 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.
Téléchargez l'animation . Format Flash (réservé aux étudiants pour leurs TPE) 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.
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. 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 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.
Etape 3 : les éclairs Les éclairs sont la partie visible de cet amorçage. Ils se développent de deux manières :
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.
Téléchargez animation .Format Flash (réservé aux étudiants pour leurs TPE) Etape 5 : éclair nuage-terre Le canal de foudre, ou canal ionisé, porteur de charges
négatives, progresse d’une manière aléatoire. 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 ».
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.
Tous les nuages se forment ainsi :
La formation d’un nuage orageux exige plus d’énergie :
Téléchargez animation (réservé aux étudiants pour leurs TPE)
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. 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. Téléchargez animation précurseur N°1 (réservé aux étudiants pour leurs TPE) L’arrivée du précurseur près du sol
provoque une concentration d’électricité négative.
Par contre coup, le sol se charge d’électricité
positive. Téléchargez animation précurseur N°2 (réservé aux étudiants pour leurs TPE)
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.
Les images d’archive prouvent que ces éclairs sont
presque invisibles et durent qu’une fraction de seconde. La foudre semble exister sur d’autres planètes de notre système solaire. Elle a été photographiée sur Jupiter.
La foudre observée depuis une navette spatiale © Nasa
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. 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.
La foudre frappe une navette spatiale © Nasa Lors d’un éclair nuage-sol, la décharge émet
une onde électromagnétique dans la bande de fréquence
1 à 500 kHz.
Station de détection Météorage. Licence 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.
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.
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. 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 :
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.
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. V.B (01.2005) |
