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Foudre

« Foudre » expliqué aux enfants par Vikidia, l’encyclopédie junior
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La foudre est un phénomène naturel qui s'observe par un éclair et le tonnerre. C'est une décharge électrostatique.

La foudre, en Suisse, avec effet stroboscopique sur un oiseau en vol.

La charge[modifier]

Les nuages d'orage (cumulonimbus) créent les conditions météorologiques favorables à l'accumulation de charges électriques. Ces conditions sont :

  • Une différence de température importante entre le bas et le haut du nuage ;
  • La présence de particules diverses comme de la glace et des poussières ;
  • L'air (et tout ce qu'il contient) étant électriquement chargé, il se crée dans le nuage des zones à potentiels électriques différents (négatif à sa base et positif à son sommet).

Il s'ensuit un champ électrique très important. L'électrisation du nuage d'orage est basée sur deux phénomènes : la gravitation et la convection.

La gravitation[modifier]

Les gouttes de pluie, et les petits grains de glace tombent par gravité vers le bas du nuage sous les gouttes d'eau de taille inférieure. Pendant ce déplacement vers le bas, il y a collision entre les grains de glace. Les grains se chargent négativement ou positivement selon la température. Comme les grains tombent plus rapidement que les cristaux, ils transportent, depuis le haut du nuage, des charges négatives vers le bas.

La convection[modifier]

Il y a convection quand les ions libres dans l'atmosphère sont captés par les gouttelettes dans le nuage et ensuite transportés dans le nuage, produisant ainsi les régions chargées. Des éléments dans le ciel et sur terre entrent en jeu.

  • Dans le ciel, une couche écran est formée quand les ions négatifs se fixent aux cristaux, en haut du nuage.
  • Sur la terre, au voisinage d'objets pointus, un champ électrique intense produit une décharge d'ions positifs.

Une réaction en chaîne se produit (par l'excitation et la collision des électrons proches). Ensuite les ions positifs sont entraînés par l'air chaud et s'élèvent par convection. Ils participent ainsi à l'électrisation du nuage.

La décharge[modifier]

A une vitesse de l'ordre de 200 km/s, un canal ionisé se crèe. En utilisant ce canal, les arcs en retour se déclenchent pour libérer les charges électriques à une vitesse pouvant alors dépasser 100 000 km/s.

Fréquence[modifier]

  • La foudre est l'objet d'études statistiques car il y a de nombreuses différences de caractéristiques (amplitude, durée, nombre d'arcs en retour).
  • 50% des coups de foudre ont une intensité inférieure à 50 000 A (ampères) et 99% inférieure à 200 000 A.

Tonnerre[modifier]

La foudre s'accompagne d'une onde acoustique, le tonnerre. Cette onde est engendrée par la brutale dilatation de l'air surchauffé par l'arc électrique.

Distance[modifier]

Les vitesses respectives de la lumière et du son permettent un bon calcul approché de la distance en kilomètres de l'orage. Il faut diviser par trois le nombre de secondes qui séparent la vision de l'éclair lumineux du bruit du tonnerre. Par exemple, si vous comptez 10 secondes avant d'entendre le tonnerre, l'éclair est tombé à peu près à 3 km de vous.

On entend toujours le tonnerre après avoir vu l'éclair car la lumière (~ 300 000 000 m/s) va beaucoup plus rapide que le son (~ 340 m/s).

Dangers[modifier]

Il y a quelques 2000 orages dans le monde entier à chaque instant. Ces orages produisent entre 30 et 100 éclairs par seconde, donc environ 5 millions d'éclairs par jour.

Les dangers de la foudre sont :

  • Les effets directs (dégâts souvent très importants. Chaque année, en France, 15 000 incendies sont provoqués)
  • Les effets indirects (dégâts sur le matériel électronique sensibles comme les téléviseurs, ordinateurs, lampes, moteurs, fours etc.)

Détection[modifier]

Il existe différents systèmes de détection de la foudre : le moulin à champ, un réseau d’antennes réceptrices, un système mobile avec une seule antenne directionnelle ou la détection par satellite artificiel. Les services météorologiques suivent les orages pour prévenir les populations.

Protection[modifier]

Une des méthodes de protection est de faciliter la circulation des charges électriques vers la terre au moyen de paratonnerre. Un bon dispositif extérieur de protection d'une installation contre la foudre est constitué de 3 composantes : un dispositif de capture, une prise de terre, des conducteurs de descente, qui assurent la jonction entre le dispositif de capture et la prise de terre.

Énergie[modifier]

Un vieux rêve est de récupérer l'énergie de la foudre pour s'alimenter en électricité. Une telle récupération de l'énergie des éclairs est toujours apparue impossible car le phénomène est trop ponctuel et sur une faible durée. Si cette énergie était récupérée et partagée, chacun obtiendrait par an, l'équivalent de trois heures d'utilisation d'un four.

L'enterrement de la foudre chez les Romains[modifier]

Pour les Romains de l'Antiquité, la foudre est un prodigePrécision. Pour la foudre tombant dans la journée, il s'agit d'une manifestation de Jupiter, si la foudre tombe pendant la nuit, c'était dû au dieu Summanus, le dieu qui envoie des éclairs nocturnes. Les hommes devaient répondre à ces manifestations divines, en exécutant un rituel destiné à apaiser la colère des dieux. Les Romains pratiquaient le « fulgum conditum », c'est-à-dire l'enterrement de la foudre1

Les participants récoltaient les débris de ce qui avait été frappé par la foudre, arbre, édifice, corps humain, etc. Puis ils les mettaient soigneusement dans une fosse et recouvraient cette dernière d'un petit monticule. Ils chantaient des chants funèbres. Le tout se faisait sous la supervision des haruspices ou d’un pontife.

Références[modifier]

  1. Entretien avec le professeur William van Andringa (Lille-III) dans http://archeo.blog.lemonde.fr/2014/04/03/quand-les-romains-enterraient-la-foudre/. Un blog à consulter pour tous les amoureux de l'archéologie

Voir aussi[modifier]


Source : cette page a été partiellement adaptée de la page Foudre de Wikipédia.
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