Formation d’un nuage orageux

 

 

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Par beau temps, le champ électrique au sol est de l’ordre de la centaine de volts par mètre. A l’approche d’un nuage chargé, il s’inverse et son amplitude évolue jusqu’à atteindre 250 fois sa valeur initiale.

 

Les aspérités du sol ou des structures créent un « effet de pointe » qui ampli­fie de façon très importante le champ électrique local. Cette augmentation du champ électrique au sol se traduit par une ionisation locale de l’air (effet «Corona»).

 

Ce phénomène est observé depuis longtemps, et est ainsi connu sous l’appella­tion « feu de Saint-Elme ». Un canal d’air ionisé reliant le nuage au sol est alors susceptible de se créer et de permettre l’écoulement d’un courant de foudre de forte intensité.

 

On distingue quatre types caractéristiques de coups de foudre, selon qu’ils sont négatifs ou positifs et descendants ou ascendants.

 

En France, 90 % des coups de foudre sont de type négatif descendant. L’ampli­tude du courant peut être très forte, variant de 2 000 à 200 000 Ampères.

 

• Le coup négatif Le bas du nuage est chargé négativement. Les décharges sont multiples et variées : à une première décharge partielle de durée de front de 10 à 15 μs succèdent des décharges d’attaque plus raides et de descentes plus douces.

 

• Le coup positif Le bas du nuage est chargé positivement. Une seule décharge apparaît durant de 0,1 s à 0,2 s. La durée d’attaque varie entre 20 μs et 50 μs et l’amplitude du courant des «coups positifs» est généralement supérieure à celle des «coups négatifs».

 

• Le coup descendant caractérisé par son arborescence ouverte vers le bas, c’est le plus fréquent. Il comporte une phase initiale où une pré-décharge se propage par bonds successifs du nuage vers le sol (traceur). A l’extrémité de ce traceur, le champ électrique est extrêmement élevé, ce qui augmente localement le champ au sol. Dès que la pointe du traceur approche du sol, des pré-décharges ascendantes vont se développer à partir du sol. Lorsque ces deux canaux se rejoignent, un pont conducteur entre nuage et sol s’établit et permet ainsi le passage d’un courant de forte intensité.

 

• Le coup ascendant caractérisé par une arborescence ouverte vers le haut. Dans le cas de pylônes de grande hauteur ou de tours, l’effet couronne peut créer une décharge (partant donc du sol) qui va se développer suffisamment loin pour atteindre le nuage. Dès qu’un canal conducteur est créé, les charges accumulées dans le nuage vont s’écouler au sol. Le coup de foudre ascendant est très fréquent en zone de montagne. Je suis un paragraphe. Cliquez ici pour ajouter votre propre texte et modifiez-moi. Je suis l'endroit parfait pour raconter une histoire, et pour vous présenter à vos utilisateurs.

Les différents coups de foudre sont illustrés ci-après :

Comme précisé ci-avant, 90 % des coups de foudre en France sont de type négatif descendant. Les mécanismes particuliers de ce type de coups de foudre sont décrits ci-après.

 

La chronologie du phénomène peut être présentée en 4 phases :

 

  • Le bas du cumulo-nimbus est chargé négativement, le sol positivement. Le coup de foudre est donc de type négatif (a).

 

  •  Un traceur chargé négativement se propage par bonds successifs du nuage vers le sol, déterminant le caractère descendant du coup de foudre (b). 

 

  • Lorsque ce traceur négatif approche du sol, le champ électrique est amplifié (les particules de charges opposées s’attirent) et un traceur positif apparaît, se dirigeant du sol vers le nuage (c).

 

  •  Lors de la rencontre de ces deux traceurs, un canal conducteur se crée entre le sol et le nuage, entre lesquels la différence de charge électrique est importante. Ce canal permet le passage d’un courant électrique de forte intensité : c’est l’arc retour ou coup de foudre (d).

 

  • Après le premier éclair ainsi généré, d’autres coups de foudre peuvent se produire, qui utilisent le même canal conducteur jusqu’à la décharge complète du nuage. Signalons qu’une phase de courant persistant fait suite au premier arc de retour. Ce courant est souvent à l’origine des effets thermiques les plus importants.

 

Points d’impact

 

La foudre peut tomber directement sur le sol, les structures ou les lignes. Les conséquences peuvent être néfastes du fait de la propagation des perturbations par conduction ou par rayonnement.

 

Le (ou les) point d’impact du coup de foudre ne semble se déterminer que dans la partie inférieure de la trajectoire (aux environs de 300 m d’altitude). De nombreux facteurs locaux peuvent avoir une action sur la localisation de l’impact (arbres, bâtiments, cheminées, nature du sol, cours d’eau, etc.).

 

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