Comment fonctionnent les orages ?

 Compte rendu du b'art du 22 avril 2006 (par Didier et Michel)  (6éme du nom)

Notre ami Michel LEMISTRE a, de façon très professionnelle et avec beaucoup d'humour, expliqué à l'assemblée attentive, images à l'appui sur son ordinateur, pourquoi et comment se produisent les orages.

Il nous impressionna d'ailleurs très fort d'emblée, en rappelant qu'en France et sur une année, les orages représentent :

-1 million d'impacts de foudre

- 30 morts

- 2 000 animaux tués

- 15 000 départs d'incendies et un grand nombre de lignes et poteaux électriques détruits.

Voilà pourquoi, des scientifiques dont lui, tentent avidement de mieux connaître le processus des orages, comprendre le phénomène de la foudre, et surtout tenter de dompter celle-ci.

Un éclair représente en effet une énergie qu'il qualifia de colossale : L'éclair ne durant pas plus de 25 millièmes de seconde, l'énergie qu'il produit équivaut à 250 millions de Joule ! L'énergie moyenne, totale des orages sur tout le territoire français, pendant un an pourrait alimenter 2500 foyers par jour.

Après nous avoir dit que l'affrontement entre les températures chaudes venant du sol se heurtent à celles très froides de l'atmosphère (il règne une température de - 40° à 15 000 mètres d'altitude), il nous expliqua que la foudre naît essentiellement dans les CUMULONIMBUS, ces nuages lourds et sombres, d'une base située en moyenne à 500 mètres d'altitude et à 10 ou 12 000 mètres pour le sommet.

A l'intérieur de ces nuages : une énergie équivalent à deux ou trois bombes d'Hiroshima !

C'est peut-être un peu pour cela que les avions, quelle que soit leur taille, ont pour consigne de toujours éviter de pénétrer dans ce chaudron...

La foudre est le résultat des fortes charges électriques qui règnent au sein des Cumulonimbus, fortes charges produites en grande partie par le frottement des particules en mouvement dans le nuage (particules de poussière, d'eau liquide et de glace). Il se produit alors une différence de potentiel électrique entre la base du nuage et le sol qui peut atteindre 50 millions de Volt.

Le fort champ électrique ainsi créé, ionise la couche d'air entre le nuage et le sol, il se forme un canal de plasma (l'éclair) dans lequel passe un courant électrique important (environ 100 000 Ampère). Ce canal chauffe et se dilate à une vitesse supérieure à celle du son (passage du mur du son), c'est ce qui produit le grand BOUM !

Michel répartit les effets de la foudre sur l'homme en deux catégories :

Concernant les moyens de protection en vigueur, Michel nous explique qu'outre le paratonnerre cher à Monsieur Benjamin FRANKLIN, instrument efficace car il détourne la foudre vers le sol (par un long câble relié à la terre), il existe des filtres et des éclateurs (2 électrodes séparées qui font disjoncter le compteur en cas de surtension ).

Notre "Benjamin à nous "donne ensuite quelques conseils simples mais prudents :

En montagne :

- Ne jamais se mettre près des parois des rochers ni sous un arbre et encore moins se coucher par terre.

En plaine :

- Ne jamais utiliser de téléphone filaire ; la foudre pouvant électrocuter les correspondants trop près du combiné.

- Ne jamais se mettre près d'un mur ni entrer sous un local à toiture métallique (préférer un bâtiment traditionnel, ou mieux : un véhicule automobile, celui-ci fonctionnant alors comme une "cage de FARADAY")

Enfin, avis à nos amis les animaux : un chien plus petit aura moins de "chance" d'être foudroyé qu'un gros ! (Michel ne précise pas s'il en est de même pour les humains...)

Comparée à d'autres sources d'énergie, la foudre pourrait assûrément être rentable, si l'on savait stocker cette énergie ; car en fait, provoquer les éclairs est chose aisée selon lui. Il suffit de planter des pieux, façon parafoudre, ou envoyer dans le cumulonimbus une fusée munie d'un câble conducteur, pour voir la foudre se précipiter illico. (Un petit coucou ici à notre ami Louis FALAVIGNA qui confirme que ce procédé est utilisé dans certains pays pour sauver les récoltes)

Hélas, et selon ses calculs, il faudrait planter des milliers de pieux (de 10 mètres de haut pour couvrir une surface de 300m²) ou tirer de coûteuses fusées pour récupérer à chaque fois... 10 mégawatts (Pour mémoire, une simple éolienne produit 8 mégawatts, une centrale nucléaire 500 mégawatts).

En fait, la vraie solution, de nos jours toujours utopique, serait de capter DANS le cumulonimbus, cette énergie faramineuse, pour la stocker dans des conténaires, dont nul ne sait encore à quoi ils ressemblent... Dans les années futures, peut-être.

Car à n'en pas douter, la foudre fait partie de ces énergies renouvelables dont il faudra se préoccuper... au même titre que l'énergie solaire, la géothermie, ou l'énergie mécanique des marées - voir à ce sujet, le compte-rendu du b'art animé par Grégory FAUVEAU et Michel PETIT (ci-dessous)-

Les personnes présentes, très intéressées par le sujet, en profitent alors pour harceler Michel de questions (tels des éclairs un soir d'orage..non, là j'en fais un peu trop, mais bon !)

- Pourquoi le micro-ondes chauffe-t-il sans éclairs ni flammes ?

C'est l'agitation des molécules, qui, par impacts, sous l'influence d'une fréquence bien définie (800 Méga Hertz), provoque le réchauffement des éléments liquides.

- Pourquoi voit-on certains orages par temps sec ?

L'orage est comme une grosse lessiveuse qui se remplit d'énergie ; lorsque le sol se refroidit, la lessiveuse "s'éteint". Auparavant, elle a capté dans le ciel, toutes les particules de poussières, de sable chargés de chaleur d'électricité par frottements. Un courant de convection électrique se forme alors et provoque ces éclairs.

- La foudre en boule est-elle une illusion d'optique ?

C'est la réponse que donne Michel car excepté une possible boule de plasma en déplacement, personne n'a de réponse à cette question.

Notre ami Gérard CASSINA se souvient que la foudre a assommé une équipe entière de sportifs sur un terrain. Il se demande comment cela a pu se produire ... Onde de choc lui répond Michel. Car la foudre s'accompagne également de phénomènes autres quer lumineux ou électriques.

- A ma question sur le tonnerre et son déplacement moins rapide que la lumière, Michel  et Monsieur MARTINEZ précisent que la lumière va à 300 000 km/s alors que le son, lui, peine à 330 m/s... Voilà pourquoi on entend le gros BOOOUUUMM du tonnerre, bien après l'impact de la foudre. Cela signifie que l'orage est loin (le son tarde à arriver) ... En cas d'orage proche, impact de foudre et tonnerre sont simultanés.

Voilà ! J'ai essayé dans les grandes lignes de résumer ce sympathique et instructif b'art des sciences.

Je convie toute personne désireuse de passer un agréable moment autour d'un petit verre (sans alcool !) et de s'instruire un peu à se joindre à nous la prochaine fois.

Merci Michel pour ton savoir, ta gentillesse et ta disponibilité.