Qu’est-ce qu’un orage et comment se forme-t-il ?

Un orage électrique se manifeste par une décharge soudaine d’électricité, que nous percevons par une lueur intense et fugace, communément appelée éclair, et par un son puissant, le tonnerre.

Après avoir souffert pendant des décennies de durs phénomènes naturels, le gouvernement mexicain a créé en 1988 une institution dédiée à la production de connaissances spécialisées sur ces phénomènes. Cette institution, connue sous le nom de CENAPRED (Centre national pour la prévention des catastrophes), développe des techniques pour réduire les risques et aider la population à comprendre les causes de ces phénomènes.

Les tempêtes violentes (y compris les orages), occupent un numéro entier de leurs publications.

Dans le domaine de la météorologie : définition 

Selon CENAPRED, les orages sont associés à un type particulier de nuages, les convectifs, également appelés cumulonimbus, et peuvent être accompagnés d’averses, de chutes de neige, de neige granulée, de glace granulée ou de grêle.

Elles sont de nature locale et, selon la NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration), quelque 2.000 orages peuvent coexister simultanément dans le monde.

La prise de conscience du danger de ce phénomène atmosphérique devrait être une priorité pour toute personne vivant dans une région à haut niveau kéraunique

Comment se forment les orages ?

Dans l’atmosphère, dans des conditions normales, il y a un équilibre entre les charges positives et négatives. Lors d’un orage, la partie inférieure des nuages est chargée négativement et induit une charge positive au sol et aux éléments situés sur ce dernier.

Au-delà d’un certain niveau de champ électrique, l’air cesse d’être isolant et les nuages se déchargent sur la terre avec un arc électrique appelé foudre ou éclair.

Cette même publication du CENAPRED sur les orages, définit le cycle de durée de l’orage comme étant d’une ou deux heures, et précise que tous les orages électriques contiennent des de la foudre ou des éclairs, qui peuvent se produire individuellement en groupes ou en lignes.

 

Mécanismes par lesquels le nuage accumule une charge électrique :

Mécanisme convectif

La convection est le transport de la chaleur par le mouvement de fluides dans des zones à différentes températures. Lorsque la surface de la terre est chauffée par le rayonnement solaire, les flux d’air à proximité le sont aussi. Si la température augmente dans la couche inférieure de l’atmosphère, il y a une élévation thermique qui produit la condensation de la vapeur d’eau dans l’atmosphère.

Lorsque la formation du nuage commence, il y a donc des courants ascendants d’air chaud qui transportent des ions depuis la base et ceux-ci sont piégés par les particules d’eau.

Les particules négatives environnantes sont également attirées vers l’extérieur du nuage, étant piégées par les particules de la surface et transportées par les courants descendants vers les zones plus basses. La séparation des charges est à l’origine de l’électrification du nuage.

Mécanisme inductif

Un champ électrique externe peut induire des charges sur les particules du nuage qui, lorsqu’elles entrent en collision les unes avec les autres, génèrent un transfert de cette charge, intensifiant ainsi l’électrification du nuage.

Mécanismes non inductifs

Ce type de mécanisme ne nécessite aucun champ électrique externe et repose sur la charge transférée par l’adhésion des particules d’eau à la surface de petits cristaux de glace.

 

Types d’orages électriques

Il en existe différents types selon leur nature* :

Orages unicellulaires

Ce sont ces orages plus faibles et plus brefs. La foudre est toujours présente et peut provoquer de fortes pluies, mais sa cellule ne se rétro-alimente pas d’énergie.

Orages multicellulaires

Leurs particularités sont d’avoir deux ou plusieurs cellules. Les orages multicellulaires sont plus intenses, de plus longue durée (ils peuvent durer jusqu’à plusieurs heures), et peuvent être accompagnés de vents violents, de grêle et même de petites tornades.

Orages supercellulaires

Ce sont des orages qui se nourrissent d’eux-mêmes. Un circuit de courants monte de telle sorte qu’il maintient la charge énergétique et peut précéder d’autres types de phénomènes tels que de fortes tornades.

Ces types d’orages sont particulièrement destructeurs.

Ligne de grains

On parle de ce type d’orages lorsqu’il y a une ligne de d’orages actifs qui est généralement accompagnée de vents de la force d’un ouragan, de pluies abondantes et même de fortes rafales de vent.

Échos en arc

Leur nom vient de la forme que prend l’orage électrique lui-même, bombée ou arquée.

 

Curiosités sur les orages

Les coups de foudre ou éclairs peuvent atteindre des températures proches de 30 000 degrés centigrades, une température très élevée qui donne naissance à sa lumière blanche caractéristique par incandescence de la voie de décharge.

L’air chaud qui favorise la formation des orages se dilate en provoquant une onde de choc qui arrive sous forme de son, c’est le phénomène qui donne naissance au tonnerre.

Le CENAPRED définit comme caractéristique des orages la combinaison de l’humidité qui est produite entre l’air chaud qui monte rapidement de la surface de la terre et une force capable de le soulever, comme un front froid, une brise marine ou une montagne.

 

Mesures de sécurité en cas d’orage

La formation d’orages électriques ne peut être évitée, mais nous pouvons anticiper l’éventuel coup de foudre sur une zone donnée. Cette anticipation nous permet de minimiser les risques et d’éviter les accidents en mettant en œuvre des actions préventives temporaires.

Dans cette optique, Aplicaciones Tecnológicas propose des solutions innovantes en matière de protection et de prévention contre les décharges électriques : le système Atstorm®

ATSTORM®, le système expert local d'alerte précoce pour la prévention des risques d'orages électriques

ATSTORM®, le système expert local d’alerte précoce pour la prévention des risques d’orages électriques, est capable de détecter toutes les phases de l’orage en temps réel. Il appartient à la catégorie des détecteurs de « classe A » décrits dans la norme UNE-EN IEC 62793 et a récemment été récompensé comme la meilleure solution pour la prévention des risques professionnels par le magazine espagnol Formación en Seguridad Laboral (FSL).

Si vous souhaitez qu’un expert en protection contre la foudre et en sécurité contre les orages électriques vous contacte, cliquez ici.

N’oubliez pas que la seule façon de prendre des mesures préventives temporaires pour éviter ou minimiser les effets d’un orage électrique est de mettre en place un système de détection. Il convient d’écarter les méthodes peu fiables et dépassées comme la règle du 30/30.

*Source : Portillo, G. Phénomènes météorologiques. www.meteorologiaenred.com