1. La foudre et les phénomènes électriques atmosphériques.

Publié le par Antoine Guillou et Raphaël Vandendriessche

 

La nature électrique de la foudre fut prouvée pour la première fois en 1752 par l'expérience de Benjamin Franklin : il lanca un cerf-volant sur lequel il attacha une clef lors d'un orage. De nombreuses étincelles se produisirent lorsqu'un éclair frappa la clef. Franklin fit alors le lien entre la foudre et l'électricité. 

        

L'expérience de Benjamin Franklin.

Formation de la Foudre :

La foudre se forme à la suite de plusieurs étapes :

La formation d'un cumulo-nimbus:

Le cumulo-nimbus est un nuage présent en cas de temps orageux. Il se forme lors de forts contrastes de températures. L'épaisseur de ce nuage peut atteindre une dizaine de kilomètres carrés, leur masse est de l'ordre de centaines de milliers de tonnes d'eau.

Cumulo-nimbus immobile

Processus d'électrification:

A l'intérieur du nuage, de violents courants d'air ascendants et descendants entraînent des collisions entre les molécules d'eau ce qui crée des charges positives, qui s'accumulent au sommet du nuage, et des charges négatives, qui s'accumulent à la base.

Les éclairs:

Dans un nuage ainsi électrisé, des décharges électriques peuvent être générées: un tiers environ de ces éclairs frappe le sol, on les appelle "foudre"; les autres éclairs se forment à l'intérieur d'un même nuage (éclairs intra-nuage), ou entre deux nuages différents (éclair inter-nuages).

Déclenchement du coup de foudre:

La première phase d'un coup de foudre est la formation d'une prédécharge peu lumineuse nommée "traceur".

On distingue deux types de coups de foudre suivant l'origine du traceur:

- les coups de foudre descendants: le traceur part du nuage et se dirige vers le sol. Ce sont les coups de foudre les plus courants.

- les coups de foudre ascendants: le traceur part du sol, d'un point assez élevé (tour, pic...), et se dirige vers le nuage.

Coup de foudre ascendant.

La progression du traceur crée un "pont" suffisament conducteur entre le nuage et le sol pour permettre le passage d'un courant plus intense et le déclenchement du coup de foudre.

On différencie également les coups de foudre suivant qu'ils déchargent la partie négative du nuage, c'est le coup de foudre négatif (le plus fréquent), ou la partie positive, on parle alors de coup de foudre positif.

  Autres phénomènes électriques:

Le feu saint elme:

 

Sous certaines influences, le pont des bateaux peut se charger d’électricité et, par temps humide, il peut se former à la surface des mâts une couche conductrice permettant la création d'une décharge à la pointe de ces derniers, et conduisant à la formation de phénomènes lumineux au sommet. 

 

L'éclair en boule:

Ces boules de feu de différentes couleurs coupent l'espace en plans horizontaux, restent en suspension dans l'air ou prennent des virages à angle droit. Il arrive même qu'elles traversent les murs. Le phénomène ne dure généralement pas plus d'une seconde.

Pour que ces boules de feu apparaissent, l'atmosphère, chauffée par la foudre, doit atteindre une température de 29 700 °C. La foudre produit un "noeud" de forces électromagnétiques qui enveloppe la boule de plasma retenant des ions de gaz lumineux. Le plasma n'est plus parcouru d'aucune résistance électrique, ce qui signifie que le courant peut continuer de circuler tandis que les lignes de force se maintiennent: la boule garde sa forme. Le plasma aura pourtant tendance à s'étendre et à se refroidir. Au bout du compte, les lignes de force s'affaissent, et les boules de feu disparaissent aussi rapidement qu'elles étaient survenues.

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Pierre Chanut 04/02/2008 17:17

Excuse moi, est ce que le chatelet en bire te dis quelquechose ?!

A. Guillou 20/12/2005 11:04

Merci. ;)

Nevena 24/11/2005 18:35

je fai moi meme un TPE sur les orages et j'ai trouvé que se que vous raconter est tré interesant. cela ma aussi permi de récuperer des infomation qui me serviron surement.