- Foudre en boule
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Gravure du XIXe siècle illustrant le phénomène de foudre en boule.
La foudre en boule, ou foudre globulaire, est un hypothétique phénomène météorologique rare et encore insuffisamment expliqué. Elle se présente sous la forme d’une sphère lumineuse d’une vingtaine de centimètres de diamètre qui apparaît au cours d’un orage. Les connaissances actuelles à son sujet sont très fragmentaires : elle n’a pu être reproduite expérimentalement que tout récemment. Elle serait en relation avec la vaporisation d’une quantité de silicium, le deuxième élément chimique le plus courant à la surface de la Terre (après l'oxygène). Jusqu’alors, on ne pouvait s’appuyer que sur des témoignages dont la validité était nécessairement sujette à caution. Les divers récits semblaient cependant suffisamment cohérents pour permettre une étude du phénomène. L'existence du phénomène de la foudre en boule reste un sujet de controverses.
Sommaire
Sa description
L’apparition de la foudre en boule peut avoir lieu après celle d’un éclair. Elle est généralement jaune tirant vers le rouge même si elle peut être bleue, verte ou blanche. Elle est souvent accompagnée de crépitements ou d’un sifflement après le tonnerre et d’une odeur d’ozone, de soufre ou d’oxyde nitrique. Son diamètre varie généralement de 20 à 40 cm et sa durée de vie varie entre 1 et 30 secondes. Elle peut rester immobile ou bien se déplacer horizontalement à une vitesse de quelques mètres par seconde, avec un mouvement de rotation sur elle-même. Les boules de foudre se montrent souvent sensibles aux champs électromagnétiques, attirées par les fils et les prises électriques, ou encore les voitures. Une boule de foudre peut s’éteindre de deux manières. Le premier mode est explosif, rapide et accompagné d’un bruit violent. Le second est une extinction silencieuse dont la durée est variable. Sa luminosité peut être très forte ou au contraire faible, tandis que sa température peut atteindre les 1 700 °C. Cependant, dans le sillage de la boule, la température ne dépasse pas 60 °C, d’après certains témoignages. Des témoins rapportent même en avoir vu traverser des avions ou encore des fenêtres ou des murs ou encore après un évènement orageux intense et préalablement à une grêle de très fort calibre (8 centimètres de diamètre environ ), lors d'une période de forte humidité de l'air, durant près de deux heures, à intervalles de 10 minutes environ des boules de foudre de quelque centimètres de diamètres suivies d'un panache très lumineux de plusieurs mètres se déplaçant à faible allure sur des trajectoires presque rectilignes, parallèlement au sol, à quelques mètres de l'observateur avec une persistance d'une minute au moins à chaque fois .
Théories
Concernant ce phénomène, on possède très peu de connaissances, basées principalement sur des témoignages. On ne sait donc pas encore comment la foudre en boule se crée, mais il existe différentes théories.
Tout d’abord, la théorie du modèle chimique explique que, puisque les boules de foudre apparaissent en général pendant un violent orage, un impact de foudre a lieu. En frappant le sol, il vaporise des particules de silicium en train de brûler, d’oxygène et de carbone qui s’associent entre elles pour former de longues chaines. Ces filaments qui brûlent lentement ont tendance à se replier sur eux-mêmes pour former des boules (cf. analogie avec les polymères). Ces particules, de taille micro voire nanométriques, sont chargées négativement. Celles-ci peuvent alors former une sphère qui va lentement s’oxyder à l’air. Cette théorie a été avancée par John Abrahamson et James Dinniss de l’université de Canterbury en Nouvelle-Zélande, dont les travaux ont été poursuivis par Antonio Pavo et Gerson Paiva, deux chercheurs de l'Université fédérale du Pernambouc au Brésil qui ont récemment réussi à produire le phénomène en vaporisant un mince substrat de silicium à l’aide d’un arc électrique de 140 A[1],[2],[3].
Mis à part le modèle chimique, il existe la théorie des plasmas. La boule de foudre serait remplie de plasma. Ce dernier se forme à partir d’un gaz ordinaire dont la chaleur provoque l’expulsion d’un ou de plusieurs électrons de plusieurs atomes. Ces atomes sont alors ionisés, et on dit que l’état plasma est atteint lorsque suffisamment d’atomes ont été ionisés. La boule de plasma serait parcourue par des lignes de courant bouclées sur elles-mêmes et s’interpénétrant de façon à se confiner les unes les autres par les champs magnétiques qu’elles créent. Ceci est rendu possible pour de très hautes températures (3 000 °C), qui sont largement obtenues après le passage d’un éclair. Une fois créée, la boule dissipe son énergie sous forme thermique et lumineuse. Cela diminue sa température, jusqu’à ce que la conductivité du plasma soit trop faible pour assurer la stabilité. La boule de feu finit alors son existence en se désagrégeant. En 2006, cette théorie est expérimentée par une équipe de chercheurs israéliens qui parviennent à créer des mini-boules de feu (3 cm de diamètre) grâce à un simple four à micro-ondes modifié. Cependant cette expérience n'est qu'un demi-succès car les mini-boules de feu ne survivent que quelques millièmes de seconde (soit 1000 à 100 000 fois moins que le phénomène observé dans la nature).
Dans les deux cas, il est considéré que la persistance de la foudre en boule serait maintenue par les forts rayonnements électromagnétiques de la foudre. L’Académie des Sciences de la Fédération de Russie organise tous les ans les conférences RCCNT-BL. (Russian Conferences on Cold Nuclear Transmutation of Chemical Elements and Ball Lightning) Ces conférences font régulièrement le point sur les recherches actives qui sont menées sur ces sujets en Russie. Le phénomène de la « Foudre en Boule » est en effet particulièrement étudié par les équipes qui travaillent sur la fusion contrôlée, et sur la propulsion spatiale. Le vocable de « Plasmoïde » est la dénomination scientifique de la foudre en boule. Il existe deux types de plasmoïdes : le type alpha (Anneau de courant électrique confiné par son champ) et le type béta (Décharge électrique enroulée selon la surface d’un tore et confinant son propre champ magnétique.) dans les deux cas, les lois de Maxwell font que la décroissance du courant induit une augmentation du champ magnétique, ce qui concourt à la persistance du phénomène pendant un temps variable. Véritables « vortex » d’énergie électrique condensée et auto-confinée, les « plasmoïdes » de la foudre en boule permettront peut-être de surmonter les énormes problèmes techniques rencontrés dans les installations de type « Tokamak ».
Culture
Ces deux bandes dessinées évoquent ce phénomène.
Notes et références
- Le mystère de la foudre en boule élucidé ? sur elektor. Consulté le 14 avril 2010
- Boules de foudre en vidéo sur Dailymotion. Consulté le 14 avril 2010
- Des chercheurs brésiliens créent des boules de foudre sur Le Figaro. Consulté le 14 avril 2010
Voir aussi
Articles connexes
Liens externes
Catégories :- Plasma
- Phénomène météorologique
- Problème non résolu en physique
- Modèle sociopsychologique du phénomène ovni
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