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2. Explication : la formation de la foudre
Nous allons expliquer succintement en quelques étapes, comment se forme ce fameux coup de foudre.
Le cumulonimbus
Assez facile à repérer, le cumulonimbus est le principal nuage annonceur d'un orage. On peut le reconnaître à sa hauteur impressionnante (jusqu'à plus de 15 000 mètres de haut !) et à sa forme d'enclume particulière. Il contient jusqu'à plusieurs millions de tonnes d'eau et de glace, autant dire qu'il joue dans la cour des grands !
Un cumulonimbus dans le Jura. Photo : Wikipédia
Il se forme lors de forts contrastes de température : s'il fait chaud au sol, et froid en altitude, les conditions sont plus "favorables" à la formation du nuage, et des futurs éclairs.
Carte de foudroiement, 1999. Source : blog de Erwan Jordan Vincent, auteur inconnu
Cette carte le confirme : dans les pays chauds, les éclairs tombent bien plus souvents. Attention, cela ne signifie pas que les orages sont plus violents à un endroit ou à un autre.
Le cumulonimbus est facile à repérer de loin. Mais lorsqu'on est en dessous, ça se complique un peu. À ce moment-là, fiez-vous à votre expérience : le ciel bas, gris et lourd, le vent qui se lève, la sensation d'humidité sont autant d'indices annonceurs d'un orage.
L'électrification du nuage
Les différences de températures créent des vents violents à l'intérieur du nuage, qui agitent les molécules d'eau et créent de l'électricité statique. Les particules positives +, plus légères, se retrouvent au sommet du nuage ; au contraire, les particules négatives - s'accumulent à la base.
Quant au sol un phénomène d'électrisation se produit aussi : plutôt négatif par beau temps, celui-ci se charge positivement avant un orage.Les nuages et le sol sont donc électrisés. Récapitulons : positif en haut, positif en bas... et négatif au milieu.
Ainsi les décharges peuvent circuler entre le bas du nuage et le sol, mais aussi à l'intérieur du nuage lui-même. Ajoutons maintenant quelques nuages aux alentours : en réflechissant un peu, on pourrait penser que les nuages s'échangent des décharges entre eux ! Eh bien oui, vous avez deviné, c'est justement le cas.
On a donc 3 types d'éclairs :
- Les éclairs intra-nuageux, à l'intérieur d'un nuage.
- Les éclairs inter-nuageux, entre plusieurs nuages.
- Les éclairs nuage-sol, entre le nuage et... le sol.
Si l'orage est faible, seuls les éclairs intra et internuageux éclatent. Lorsqu'il commence à prendre de l'ampleur, l'air n'est plus capable d'isoler une tension aussi intense : les éclairs nuage-sol prennent le dessus, sans pour autant être les seuls à frapper. Penchons-nous donc sur l'éclair nuage-sol, puisque c'est le seul à toucher la Terre et à causer la quasi-totalité des dégâts.
Éclair nuage-sol à Issoudun. Photo : Wikipédia
Le coup de foudre
Parmi les éclairs nuage-sol, il en existe deux sous-types : l'éclair descendant, qui va du nuage vers le sol, et l'éclair ascendant, qui va du sol vers le nuage. Le deuxième, plus rare, se produit plus souvent au niveau des hautes structures : bâtiments, paratonnerres... Lorsqu'on voit des éclairs de type ascendant, cela signifie que l'orage est assez violent.
Coup de foudre de type ascendant. Photo : Wikipédia
Pour se faire une idée des principaux types d'éclairs, schématisons un orage violent dans la ville de Martigues...
Maintenant , voyons comment se protéger de la foudre !
Sources
CEM et électronique de puissance, par Jean-Louis Cocquerelle
Meteolafleche.com
Formation of a lightning, Wolff-Michael Roth
TPE sur l'utilisation de la foudre
Tags : eau, foudre, glace, charges, eclairs
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Commentaires
2PapyJeudi 13 Avril 2017 à 10:49Bonjour. Jusque là moi je ne comprends pas la nature (de roche), la forme bien taillée et polie, et le choix des cibles de ce que nous (profanes) appelons "foudre". C'est-à-dire il y éclaire dans le ciel, un tonnerre immense se produit et une pierre descend soit dans un arbre (pas n'importe quelle arbre) en brousse, soit dans le sol mais pas à n'importe quelle endroit du sol… Le lendemain on retrouve que cette matière venu de l'éclaire du ciel a trancher comme l'oeuvre d'un humain, l'arbre sur lequel cette matière est tombée. Et la matière elle-même est retrouvée, très belle, en forme d'outil ou arme blanche…
Aujourd'hui je dispose d'un telle pierre aussi extraordinaire mesurant environ 30 cm de long et 10 cm de large de la partie supérieure et 6 cm de la partie inférieure. son épaisseur est autour de 3 à 5 mm. Elle est retrouvé à plus de 2 mètres de profondeur dans le sol dans une mine d'or...
Il y a 17 ans de cela, un oncle a ramassé au pied d'un arbre mort, tué par la foudre, plus de 15 petites de ces pierre taillée mystérieuses. Et nous en trouvons depuis toujours sur nos marchés en Afrique plusieurs de ces pierres en différentes couleurs et tailles. A l'analyse, il s'agit de quarts ou de roche (pierre). Mais pourquoi cela nous vient du ciel ? De quelle main elle-t-elle taillée et polie ? Qui lui donne cette forme d'arme tranchante ? etc.
Je n'ai aucune connaissance en matière géologie mais de par mon métier, j'ai vu beaucoup de chose et je veux comprendre ce phénomène naturelle, qui pour moi, aucune intelligence humaine ne m'a encore convaincu.
3jack du 69Lundi 18 Septembre 2017 à 17:54
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Bonjour
pour une fois dans votre vie comprenez ce phénomène http://pdf.lu/hO6q
dans une page
Formation éclair tonnerre pluie= une seule opération
1-La photolyse (photodissociation ou photo-décomposition) des eaux océaniques consiste en la décomposition de la molécule d’eau en molécules d’hydrogène (H2) et en atomes (O) sous l’effet de rayonnements solaires, en l’occurrence les ultraviolets. https://fr.wikipedia.org/wiki/Photolyse www.google.dz/search?q=photolyse
2-Les molécules (H2) et les atomes (O) sont donc entraînés par les courants ascendants d'air chaud et sec qui représentent une force mécanique à laquelle s’oppose celle des courants descendants d’air froid, on assiste à l’opposition de deux forces mécaniques d’où compression du volume d'air englobant un mélange d’oxygène (O) et d’hydrogène (H2) qui tous deux agités par le fait de la compression , les frottements et l’effet des rayons solaires (ionisation) se chargent d’électricité positive pour l’hydrogène et négative pour l’oxygène et à un taux de compression favorable, les 2 gaz se combinent dans une réaction chimique explosive (la synthèse de l'eau est explosive), ils forment de l’eau (pluie) :
Donc : éclair+tonnerre+eau = une seule opération
3-L’azote est connu par son inertie à réagir, la synthèse de l’eau est exothermique, il formera de l’ammoniac dans une réaction réversible N2+3H2 -->2NH3
N2+3H2 <--2NH3 ainsi les molécules H2 étant libres se combinent à leur tour aux atomes d’oxygène selon le même procédé.
4-comment se forme un nuage ?
Ce sont les premières réactions explosives de synthèse de l’eau qui sont à l’origine de la naissance d’un nuage et comme elles sont exothermiques, l’air froid qui l’entoure le contracte encore (compression), les quantités restantes d’hydrogène et d’oxygène réagissent à leur tour à l’intérieur de ce nuage pour former encore de l’eau, on y voit sortir des éclairs à partir du nuage, chaque cellule orageuse peut provoquer plus de 100 éclairs par minute, http://www.astrosurf.com/luxorion/meteo-orages3-eclairs.htm, jusqu’à épuisement de l’hydrogène, il ne reste que de l’eau en suspension dans le nuage dont les molécules s’unissent par coalescence et forme une pluie régulière sans éclair. Le tonnerre n’est en fait que le son du bruit de ces explosions. On comprendra donc que « éclair+tonnerre+pluie = une seule opération » et ensuite « condensation-->pluie ».
Il se produit en 24 heures autour de la terre entre 2000 à 5000 orages par secondehttp://www.planetoscope.com/atmosphere/252-nombre-d-orages-dans-le-monde.html c'est-à-dire qu’il se forme de l’eau dans l’atmosphère entre 172.800.000 à 432.000.000 fois dans l’atmosphère par synthèse ensuite par coalescence mais l’origine initiale de sa formation reste une véritable réaction chimique.