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La foudre

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C'est au milieu du 18ème siècle que l'origine électrique de la foudre fut découverte par Benjamin Franklin mais avant cela, elle était souvent interprétée comme étant la manifestation de la colère des Dieux et suscitait la crainte et la peur des hommes. Il aura fallut attendre l'avènement de la photographie pour mieux comprendre ce phénomène qui garde encore aujourd'hui malgré tout une part de mystère.

La foudre prend naissance au cœur de nuages appelé cumulo-nimbus. Ces nuages d'orage se forment lorsque de l'air anormalement froid recouvre de l'air anormalement chaud. (Je vous renvoie sur l'excellent post de Zwarto pour plus d'explication sur la formation des orages et leurs différents types : ici)

L'air chaud, plus léger, monte et se condense tandis que l'air froid descend vers la base du nuage. Ces violents courants d'air verticaux, dont la vitesse peut atteindre 25m/s, entraînent les cristaux de glace, les grêlons et les gouttelettes d'eau. Ces particules en s'entrechoquant créent une séparation des charges électriques à l'intérieur du nuage. En dessous d'une température de 15°c, les éléments les plus lourds (grêlons ou grésils) se chargent négativement tandis que les éléments les plus légers (cristaux de glace) se chargent positivement (et inversement si la température est supérieure à 15°c). Sous l'effet de la gravité les grains les plus lourds tombent plus rapidement que les cristaux de glace et transportent les charges négatives vers le bas du nuage. Il se crée alors au sein du nuage une couche médiane chargée négativement située à plus ou moins 6km de hauteur et limitée vers le haut et le bas par des couches positives.

Il y a donc déséquilibre entre les charges électriques à l'intérieur du nuage et entre les charges du nuage et le sol positif. Lorsque la couche d'air intermédiaire, isolante, ne peut plus empêcher les charges de se rejoindre, une décharge électrique à lieu. On observe alors une faible décharge partant de la base du nuage, appelée traceur par bond ou amorce échelonnée, qui progresse vers le sol en entraînant avec lui les charges négatives.

Ce traceur, qui peut être représenté comme un boyau rempli d'électrons, progresse vers la terre par bonds successifs à la vitesse hallucinante de 200km/s en suivant la plus forte intensité de charge. Quand, après un centième de seconde, il atteint les derniers décamètres le séparant du sol, une décharge similaire partant d'un point du sol (arbre, clocher, toit) monte à sa rencontre. Lorsque la liaison entre ces deux boyaux est établie, un très fort courant électrique remonte, via le canal ouvert par le traceur, du sol vers le nuage et constitue ce qu'on appelle la décharge principale (la foudre !). Celle-ci peut être instantanément suivie par plusieurs post-décharges qui empruntent le même canal et se répètent jusqu'à ce que toutes les charges se soient dissipées.

Cette puissante décharge principale se déplace à près de 40000 km/s et correspond à une différence de potentiel pouvant atteindre 100 millions de volt ! La longueur de l'éclair peut aller de 100 m à 20 km selon les cas. Son épaisseur est d'environ 3 cm.

Environ 1 éclair sur 4 frappe le sol, les autres se produisent entre nuages. Notons également que la foudre peut se précipiter vers un nuage en partant d'un point élevé d'un relief. Les orages les plus violents peuvent déclencher plus de 100 éclairs à la minutes !

Le long du trajet de l'éclair, la température de l'air s'élève jusque 30000°C. L'air traversé se dilate alors brutalement et provoque des ondes de choc comparables à celles formées par un coup de canon : c'est le tonnerre.

Si l'éclair est court et droit, les ondes sont perçues sous la forme d'un seul claquement sec. Tandis que si le trajet est long et ramifié, on entend alors une succession de grondement (car l'éclair frappe souvent à une distance de plusieurs kilomètres de son point de départ).

Il arrive parfois que l'on puisse voir la foudre mais pas entendre le tonnerre, c'est ce qu'on appelle les éclairs de chaleur. En fait, ils se produisent si loin que le tonnerre ne peut se rendre à l'endroit ou l'on se trouve.

La couleur de l'éclair peut nous renseigner sur la composition de l'air ambiant.

Rouge : présence de pluie dans l'air.

Bleu : présence de grêle.

Jaune : signe que l'air contient une grande quantité de poussière.

Blanc : signe d'un air très sec.

Enfin, environ 20 millions d'orages se produisent chaque année sur la terre (soit environ 50000 par jour) et à tout moment, 100 éclairs frappent la surface de la terre (total annuel : 3,2 milliards !).

Voilà, j'espère ne pas avoir écrit de bêtises en tenant d'expliquer ce phénomène qui fait partie des plus spectaculaires de la nature.

Bonne journée,

Ethereal

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Très intéressant ! Merci wink.gif !

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