Foudre : faits intéressants et curiosités concernant les orages électriques

La foudre est l'un des phénomènes naturels les plus fascinants et les plus spectaculaires de la nature. La puissante décharge électrostatique qu’elle représente illumine le ciel pendant les orages.

Nous ne devons pas oublier que la foudre frappe la Terre avec une grande force et que, sans protections ni préventions appropriées, elle peut constituer un grand danger pour les personnes, les animaux, les bâtiments et les équipements électriques et électroniques.

Cependant, il existe de nombreux faits intéressants sur la foudre qui sont parfois méconnus. Il est communément admis que les formes métalliques et pointues attirent la foudre (d’où la forme des paratonnerres). Mais est-ce vrai ? Que savons-nous de plus sur la foudre ?

En termes de magnitudes, les coups de foudre atteignent des nombres vraiment extrêmes : des pics de courant de 200 000 ampères et des dizaines de coulombs de charge à une tension de centaines de millions de volts. Si nous le comparons aux valeurs domestiques, dans une installation électrique, nous avons généralement 250 V et des courants de l'ordre d’ampères. Si un courant d'environ un ampère traversait le corps humain, cela provoquerait de très graves brûlures et un risque élevé de mortalité. En raison de la grande rapidité de la foudre, certaines personnes parviennent à survivre à l'impact de la foudre.

En ce qui concerne sa température, un coup de foudre peut atteindre 30 000 kelvins, c’est-à-dire qu’il peut être cinq fois plus élevé que la température de la surface du Soleil. On comprend dès lors que, lorsqu’une personne est frappée par la foudre, les métaux qu’elle porte peuvent fondre.

Comment se forme la foudre ?

La foudre se forme par l’électrification des nuages. Les différences de température à l'intérieur du nuage génèrent des courants d'air ascendants et descendants. Les petites particules de grêle et les cristaux de glace sont entraînés par ces courants d'air, se heurtent les uns aux autres et se chargent électriquement. Puis, le vent transporte les particules avec des charges positives vers le haut du nuage et les charges négatives vers la partie inférieure.

En raison de l'influence de ces charges, la surface de la terre sous le nuage acquiert également une charge positive, ce qui génère un champ électrique qui suit le nuage.

Comme l'air n'est pas un bon conducteur d'électricité, l'accumulation de charges doit être très importante pour que le champ électrique soit suffisamment puissant et qu'un coup de foudre puisse se former. Lorsque cela se produit, un canal d'air ionisé commence à se former entre le nuage et la surface. Les charges s’attirent mutuellement jusqu’à la fin du cheminement et un échange rapide se produit alors entre les charges à la surface et le nuage. Les éléments métalliques et pointus, s’ils sont connectés à la terre, accumulent plus de charge et deviennent donc des points de prédilection pour les impacts de la foudre.

comment se forme la foudre

Le tonnerre est l'effet acoustique de la foudre, qui se produit suite au réchauffement du coup de foudre provoquant une onde de pression ultrasonique.

Lorsque l'air, le long du canal du coup de foudre, s’échauffe à des températures aussi élevées, il se dilate et se contracte rapidement, provoquant le claquement familier du tonnerre. C’est comme si la foudre brisait l'air sur son passage.

Parfois, on se demande s'il est possible que la foudre frappe sans tonnerre. La réponse est que cela n'est pas possible, le tonnerre est le résultat direct de la foudre. Si nous voyons un coup de foudre, mais n'entendons pas le tonnerre, c'est uniquement parce que la décharge est très éloignée.

Est-il possible que la foudre frappe s'il ne pleut pas ?

Bien que la foudre soit souvent liée aux orages accompagnés de pluie, il peut arriver qu’il ne pleuve pas, et qu’un orage électrique se produise sans précipitations. Ce phénomène, appelé orage sec, se produit suite à de précipitations peu abondantes qui s’évaporent avant d’approcher du sol.

Dans certains cas, les orages secs constituent un danger pour les personnes qui sont à l'extérieur, car le fait qu’il ne pleuve pas empêche de prendre en compte le risque de foudre. À cet égard, il convient de noter que bon nombre des décès causés par la foudre ont lieu avant que l'orage n'arrive accompagné de pluie ou lorsqu'il a cessé de pleuvoir, une fois de plus parce que l'on se pense hors de danger. Ils représentent également un grand risque d'incendies de forêt.

Types de coups de foudre

Il existe différents types de foudre en fonction de leur classification et principalement les points entre lesquels se produit la foudre :

  • Foudre Nuage-Nuage : elle se produit entre un nuage et un autre nuage.
  • Foudre Intra-Nuage : elle se produit à l’intérieur du nuage entre les différentes charges de celui-ci.
  • Foudre Nuage-Air : elle se produit entre le nuage et l’atmosphère, en dehors des nuages.
  • Foudre Nuage-Sol : elle se produit entre le nuage et le sol, Ce type de coups de foudre sont ceux dont nous devons nous protéger en raison du danger qu’ils représentent en frappant les personnes ou les structures se trouvant au sol.

Niveaux kérauniques : où tombe la foudre le plus souvent et pourquoi ?

Les niveaux kérauniques indiquent la fréquence de foudroiements dans une zone géographique.

Une carte kéraunique peut indiquer les jours d’orage ou la densité de foudroiements par kilomètre carré et par année. Elle est généralement représentée par des lignes de valeur égale, similaires aux lignes isobares utilisées dans les cartes météorologiques.

foudre ville

Les pays au niveau kéraunique le plus élevé sont ceux qui enregistrent des températures chaudes et un degré d'humidité élevé, car, comme nous l'avons vu, les nuages ​​d'orage (cumulonimbus) sont formés par l'électrification de l'eau évaporée. Des pays tels que le Venezuela, l'Inde ou la République démocratique du Congo enregistrent un nombre très élevé de coups de foudre par rapport à la moyenne mondiale, alors qu’aux pôles, leur incidence est minime.

Certaines études suggèrent  d’ailleurs, que le réchauffement climatique et la pollution pourraient entraîner une augmentation des décharges électriques.

Nous ne pouvons pas contrôler l'activité électrique dans l'atmosphère, il est donc très important d'appliquer les systèmes de protection appropriés pour garantir la sécurité des personnes et des infrastructures. De nos jours, il existe des systèmes sophistiqués de détection de la foudre, tels que le système ATSTORM, qui permet d’avertir du risque et de prendre des mesures préventives suffisamment à l’avance.