Foudre et tonnerre !

Les enfants en ont peur. Leurs parents y voient un phénomène banal, parfois même quelque chose de poétique, romantique. Cela dit, qui ne tremble pas lorsqu’elle s’abat à quelques mètre ?

En Juin 2013, de violents orages se sont abattus en France. Cela faisait 15 ans qu’il n’y avait pas été recensé autant d’impacts en une journée sur le territoire. Fait rare, l’Ile de France avait été placée en alerte orange.

J’étais personnellement dans le Val de Marne lorsque l’orage a éclaté. Un ciel sombre, de lointains grondements, quelques éclairs. Et soudain, alors qu’il ne tombait pas une goutte, une douche froide ! La pluie violente s’abat sur… mon chemin ! A peine j’avais couru 150 mètres que la pluie m’avait totalement trempé !

Et c’est alors que les éclairs se sont intensifiés, rapprochés, jusqu’à frapper le centre commercial à quelques centaines de mètres de mon arrêt de bus ! Un craquement violent, instantanément après l’éclair. Un craquement si violent que moi et les autres personnes qui attendions le bus avons ressenti les vibrations du tonnerre dans nos propres os.

Le bus est arrivé. Une fois monté, une petite fille en larme reste inconsolable. Effrayée par la foudre, même sa propre mère ne parvient pas à la rassurer. Et bien que je sois en mesure d’expliquer l’orage, je dois admettre que ressentir le tonnerre et la foudre si fort est surprenant, voire même effrayant. Mais pourquoi ?

La foudre qui s’abat à quelques mètres de l’objectif.
Mieux vaut ne pas être dans le coin !

L’orage: incontrôlable

En fonction de leur taille, et de leur composition, les orages sont classés en plusieurs catégories.  Toutefois, ils se forment tous de la même façon: de l’air chaud et humide au sol qui rencontre un air froid et sec en altitude. Un nuage orageux, c’est une énorme réserve d’énergie, d’électricité statique précisément, qui ne demande qu’une chose: se décharger.

Avez vous déjà reçu une décharge électrique lorsque vous touchez votre voiture, ou alors lorsque vous portez des vêtements en laine ? Peut être connaissez vous le phénomène des « cheveux électriques » ? Le nuage orageux est composé de ce même type d’électricité.

Avec la chaleur, de l’eau s’évapore de notre planète. Elle remonte alors dans l’atmosphère, et, le froid aidant, commence à se condenser en gouttelettes. Puis ces gouttelettes deviennent des gouttes. Parfois, le froid les gèlent: se forment alors de petits grêlons. En grossissant, ces grêlons peuvent devenir trop lourds pour le nuage. Ils cessent alors leur ascension, et commencent à retomber. Pendant leur chute, ils se frottent aux gouttes d’eau en pleine ascension, ainsi qu’aux petits grêlons qui ne sont pas suffisamment lourds pour retomber. Cette friction provoque une charge d’électricité statique, qui prend rapidement de l’intensité. Lorsque cette intensité est suffisante, le nuage s’en décharge. Une étincelle se produit entre le nuage et le sol: c’est la foudre !

Un nuage d’orage est très sombre et ressemble à une enclume renversée.

La foudre: éblouissante

On a tendance à croire que la foudre va du nuage vers le sol. Ceci n’est pas totalement vrai. En réalité, un éclair va du nuage vers le sol, pendant qu’un autre va du sol vers le nuage. Lorsque deux éclairs entre en contact, alors l’énergie du nuage se décharge, et c’est la foudre.

A 100 000 km/s impossible de voir le phénomène qui se produit juste avant le coup de foudre, mais il y a bel et bien une ascension préalable de l’éclair

Lorsque le contact est établit, le nuage se décharge de toute l’électricité statique accumulée. Alors que la différence entre la charge du nuage et le sol peut atteindre 100 millions de Volts, la foudre n’a, quand à elle, rarement plus de 10 millions de Volts (pour un orage classique). Le voltage est dangereux. Toutefois, la valeur élevée du voltage provoque un phénomène encore plus dangereux: le réchauffement de l’air. A proximité immédiate de l’éclair, la température atteint aisément les 30 000 degrés, soit près de 5 fois… la température à la surface du soleil ! Cette chaleur produit un phénomène d’évaporation instantanée de l’eau autour de l’éclair.

Cette chaleur, lorsqu’elle frappe un tissu vivant, le brûle très gravement. Si un éclair frappe un homme ou animal, des brûlures internes sont quasiment inévitables, et peuvent entraîner la mort.

On voit ici très nettement le parcours de la foudre. Celle ci est restée sur la surface de l’animal, épargnant les organes vitaux

Lorsque la foudre frappe un être vivant, l’éclair passe majoritairement sur l’extérieur du corps (le long de la peau), mais le courant très intense traverse le corps et peut créer de graves troubles cardiaques et musculaires (n’oubliez pas que les muscles de votre corps sont mus par de petits signaux électriques envoyés par votre cerveau).

On estime que sur la totalité des personnes foudroyées, 10% ne survivent pas, et 70% en gardent des séquelles à vie, plus ou moins graves (choc psychologique, explosions, projection, brûlures).

Cet homme a été frappé par la foudre. Les tissus sont brûlés. La brûlure suit le réseau veineux, plus conducteur que le reste du corps, en raison du sang, liquide, qui y circule

Le Tonnerre: éclatant

D’ou vient ce bruit ?

Après avoir percuté le sol, la foudre forme une onde de courant très intense. Comme je vous l’expliquais plus haut, le courant est si puissant qu’il chauffe le canal (que l’on voit sous la forme d’un éclair) par effet Joule à des températures pouvant avoisiner 30.000 °C. La dilation brutale de l’éclair engendre une onde de choc, que l’on perçoit en onde sonore : c’est le tonnerre.

C’est souvent lui qui effraie le plus, alors que l’on ferait bien mieux de se protéger de la foudre… Mais le tonnerre est indisociable. Pourtant, plus l’orage est loin, plus il met du temps à se faire entendre. Pourquoi ?

L’éclair est lumineux, et la lumière se déplace à 300 000 km/s. Or, le son, lui, va bien moins vite ! Il se déplace à la vitesse de 340 mètres/s environs.

L’image nous parvient donc avant le son. C’est le même phénomène qui se produit lors de feux d’artifices. Pour connaitre a quelle distance se situe un orage, il suffit de compter le nombre de secondes entre l’éclair et le tonnerre, et de multiplier cela par 340. Vous aurez alors la distance, en mètre, de l’impact.

Se protéger de l’orage.

On a souvent entendu que « la voiture constitue une bonne protection contre la foudre car elle ne touche pas le sol: ses pneus sont pleins d’air ».

Moui… En fait, lorsque la foudre frappe le sol, elle a déjà traversé plusieurs kilomètres dans les airs, donc ce ne sont pas les quelques centimètres de la section d’un pneu qui vont l’arrêter. Mais en revanche, il est vrai que vous êtes protégés. Pourquoi ? Et bien parce que l’électricité est une vrai glandeuse:  elle ne circule que là où c’est le plus simple pour elle. Et fort heureusement, votre voiture est une carcasse de métal, bien plus conducteur que votre corps, même s’il est rempli à 70% d’eau. En conséquence, l’électricité va passer par la carcasse de votre voiture, avant de toucher le sol.

L’effet que je viens de vous décrire est l’effet « cage de Faraday ».

On ne peut pas définir à quel endroit ni quand la foudre va frapper. On peut toutefois éviter les zones à risques. Par exemple les zones rocheuses: la foudre risque de ricocher sur les pierres. Pas génial.

Les arbres: Le feu et le bois, ce n’est pas un très bon mariage. Au mieux, après avoir été foudroyé, l’arbre vous tombe dessus; au pire, le choc électrique fait exploser le bois qui vous arrive dessus et vous blesse, ou vous empale, sans compter les brulures de la foudre. Joie…

L’eau: l’eau est bonne conductrice: vous êtes conducteur, vous êtes quasi uniquement constitué d’eau. CQFD.