Photo: TRUMPF/Martin Stollberg via l’Université de Genève
Et non, ce n’est pas de la science-fiction : on peut utiliser des lasers pour diriger la foudre. Un système qui permettrait de protéger des endroits sensibles, tels que des aéroports.
Avais-tu peur de l’orage quand tu étais plus jeune ? Ou peut-être même encore maintenant ? C’est vrai que les orages sont toujours impressionnants (et fascinants) ! Sais-tu comment se forme la foudre ?
Elle survient dans des nuages particuliers : les cumulonimbus. Ce sont des nuages qui s’étalent en largeur et qui se remplissent de charges électriques positives et négatives. Lorsque l’accumulation des charges est trop importante, un éclair se forme, soit entre deux nuages, soit entre un nuage et le sol, ce qui transfère des charges et rétablit un certain équilibre.
La foudre qui atteint le sol peut être dangereuse et provoquer des coupures de courant ou des incendies. Il est donc important de protéger les sites sensibles, comme les aéroports ou les centrales nucléaires. Pour cela, on utilise des paratonnerres. Ce système, inventé en 1752 par Benjamin Franklin, consiste en une tige métallique placée en hauteur et reliée au sol par des fils conducteurs. Attirée par cette tige conductrice, la foudre frappe le paratonnerre et le courant électrique est dirigé vers le sol où les charges se diffusent sans toucher l’édifice.
Pour protéger des sites aussi grands que des aéroports, il faudrait des paratonnerres immenses ! Ainsi, un groupe de chercheurs européens a inventé un système de laser en guise de paratonnerre. Deux systèmes de protection sont possibles : déclencher la foudre à l’intérieur du nuage pour qu’elle ne touche pas le sol, ou diriger la foudre pour qu’elle ne frappe pas les structures critiques ou sensibles. C’est la deuxième option qui a été choisie pour tester l’efficacité du laser.
Pour cela, le laser a été installé en haut du mont Säntis en Suisse où se trouve une antenne de 120 mètres de haut. C’est la structure la plus foudroyée d’Europe ! La foudre la frappe environ 400 fois par an, idéal pour cette expérience !
Comment le laser fonctionne-t-il ? Le faisceau du laser est pointé vers le ciel comme un prolongement du paratonnerre déjà présent sur l’antenne et activé par impulsions – jusqu’à 1000 impulsions par seconde ! Cela chauffe l’air et l’ionise tout le long du rayon. Cet air devient alors partiellement conducteur et donc un endroit privilégié pour le passage du courant électrique. En effet, lorsque la foudre se déclenche, elle emprunte le chemin le plus rapide ou le plus facile. C’est pour cela que la foudre frappe surtout les points hauts en altitude ou les objets conducteurs (comme le métal) qui laissent passer l’électricité. Dans cette expérience, la foudre a donc tendance à suivre le trajet du laser.
Les chercheurs ont pu prendre en photo des preuves de ce guidage de la foudre grâce au laser. Sur 15 coups de foudre enregistrés, 4 ont emprunté le chemin du laser sur ses 50 derniers mètres avant de frapper l’antenne. C’est donc la preuve que le laser peut diriger la foudre.
Le but ici n’est pas de remplacer le paratonnerre mais d’augmenter l’étendue de sa protection en dirigeant la foudre sur lui. Zeus a maintenant de la concurrence dans le ciel !
