Entrez un mot-clé
Orage, Tonnerre et Foudre
Orage, Tonnerre et Foudre




Du jardin, dimanche 22 juin 2003, 23 heures 27
Un orage est une perturbation atmosphérique donnant lieu à des manifestations électriques telles que les éclairs accompagnées de tonnerre et de précipitations importantes de pluie ou de grêle.


Les nuages d'orage se développent à partir de cumulo-nimbus dont l'expansion verticale est considérable, puisqu'elle atteint, voire dépasse le seuil de la tropopause, c'est-à-dire 12 à 16 km d'altitude.

Pour atteindre de tels développements, les cumulo-nimbus doivent être nourris par des volumes importants d'air chaud, humide et instable. Ces nuages se développent plutôt en fin d'après-midi, au-dessus des endroits où la topographie ou la nature du sol favorise la surchauffe des masses d'air dans les basses couches.

Il arrive aussi que certains nuages générateurs d'orage se développent plus ou moins horizontalement suivant la direction du vent. Enfin, certains nuages d'orage se développent lorsque des masses d'air chaud et humide rencontrent un front froid. Dans ces cas, les orages peuvent se déclencher à n'importe quelle heure de la journée et pratiquement en toutes saisons. C'est ainsi qu'en Bretagne, on peut observer de telles manifestations orageuses, en hiver, quand l'air océanique arrive au contact avec de l'air continental. Certains grains orageux, observables en pleine mer, sont de même nature.

Généralement, la durée de vie d'un cumulo-nimbus générateur d'averse est de l'ordre d'une vingtaine de minutes. Celle des cumulo-nimbus générateurs d'orage atteint deux à trois heures, pendant laquelle on peut distinguer une phase de développement, une phase de maturité et une phase de dissipation.

Durant la phase de développement, le nuage plus chaud que l'air ambiant, monte rapidement. Il accroît l'instabilité propre de la masse d'air originelle au fur et à mesure que la vapeur d'eau se condense en altitude. La chaleur latente de condensation vient ainsi prendre le relais et le nuage atteint rapidement des altitudes où la température est très en dessous de 0° C. Dans les parties élevées du nuage, des courants ascendants supérieurs à 30 m/s sont fréquemment observés. Ces forts courants ascendants maintiennent en sustentation les gouttelettes de pluie, au moins tant qu'elles n'atteignent pas un diamètre de 5 à 6 mm. Ces gouttelettes chutent alors avec des vitesses de l'ordre de 8 à 10 m/s. Les grêlons, plus denses et plus gros, atteignent des vitesses de chute de l'ordre de 20 à 30 m/s.

La phase de maturité commence avec les premières pluies. Il arrive un moment où l'accumulation de l'eau, sous forme liquide ou sous forme solide, est telle que les courants ascendants ne peuvent plus la retenir. Par suite de l'entraînement visqueux de l'air par les précipitations, des courants descendants se mettent en place, le plus souvent en avant ou sur les côtés du nuage. C'est d'ailleurs dans ces zones que l'on enregistre les précipitations les plus fortes, accompagnées par un renforcement du vent, et même l'impression que ceux-ci changent de direction. La phase de développement continue pendant la phase de maturité. C'est la raison essentielle qui fait que la durée de vie d'un cumulo-nimbus d'orage soit aussi longue.

La dernière phase de vie d'un cumulo-nimbus d'orage s'appelle phase de dissipation. Le nuage déverse ses dernières pluies et laisse derrière lui des cirrus d'altitude et quelques débris nuageux au voisinage du sol.

Les orages sont accompagnés par des phénomènes électriques plus ou moins importants.

La conductivité de l'air est proportionnelle à la quantité de petits ions mobiles par unité de volume. Celle-ci augmente avec l'altitude.

À l'échelle de la planète, tout se passe comme si l'ionosphère (entre 50 et 80 km d'altitude) et la surface de la Terre se comportaient comme deux sphères conductrices concentriques. La Terre, chargée négativement, attire les ions positifs qui tendent à neutraliser sa charge.

Compte tenu que l'on estime la résistance totale de l'atmosphère entre la Terre et l'ionosphère à moins de 200 ohms et l'intensité du courant total due à la conductivité de l'air à 1800 ampères, la différence de potentiel entre la Terre et l'ionosphère serait donc de 360 000 volts.

Cet immense condensateur se déchargeant continuellement, les orages et leurs éclairs constitueraient une machine électrostatique effectuant cette recharge.

Beaucoup de phénomènes sont à l'origine de la charge électrostatique des cumulo-nimbus : friction, gradient thermique, condensation, glaciation, effets photoélectriques dus au soleil, etc. De plus, les courants internes dans le nuage ont pour effet de répartir ces charges dans le nuage. Schématiquement, la partie inférieure d'un cumulo-nimbus (dont la température est plus ou moins égale à + 5° C) est négative (environ 6 coulombs) alors que la partie supérieure est positive (environ 24 coulombs). C'est au niveau de la séparation des charges où les valeurs du champ électrique peuvent atteindre 3000 volts par cm, que se produisent les éclairs.

Les éclairs sont la traduction optique des mécanismes de décharge, soit entre des zones de charge contraire à l'intérieur du nuage, soit entre le nuage et la surface de la Terre. La durée d'un éclair est de l'ordre d'un quart de seconde. Le phénomène éclair est relativement complexe et encore mal connu.

On sait, cependant, que des petites décharges ont pour effet de créer un canal ionisé qui sera emprunté par la décharge principale constituant l'éclair. On a estimé que la vitesse de propagation de la décharge principale atteint 100 000 km/s, que sa durée était de l'ordre de 100 microsecondes et que les charges négatives qui s'écoulent du nuage à la surface de la Terre pouvaient avoir une intensité de l'ordre de 50 000 ampères. Le roulement de tonnerre qui accompagne l'éclair est dû à une onde de choc consécutive à l'échauffement brutal de l'air au passage de l'éclair ; en effet, celui-ci dissipe plusieurs milliers, voire millions de joules pendant sa course.

Les effets de la foudre sont bien connus et bien souvent surprenants*. Sur l'homme ou les animaux, la foudre provoque souvent la mort immédiate, mais aussi des brûlures superficielles et surtout internes extrêmement graves.

L'installation d'un paratonnerre reste la seule protection efficace pour les bâtiments et diverses installations sensibles et la cage de Faraday pour protéger les humains ou les animaux surpris par l'orage !

Car faute de disposer de cet équipement, dans la nature, il n'existe aucun moyen sûr garantissant contre la foudre. Seules quelques précautions élémentaires doivent être prises. La première étant d'écourter toute activité de plein air au premier signe de l'arrivée d'un orage (travaux des champs, promenades ou excursion), de gagner un abri sûr (bâti, habitacle d'automobile), de rentrer les animaux à l'écurie ou à l'étable, etc. Si l’on n’a pas eu le temps de s'éloigner suffisamment, d'éviter les arbres isolés, de se débarrasser des objets, outils ou ustensiles métalliques, de rester debout, les pieds écartés... et beaucoup croire en sa chance !

[* Quelques histoires vécues :

1) La foudre, un jour, tomba sur la maison familiale. Nous étions tous à table quand nous vîmes, dans un grand nuage de cendres, une boule lumineuse, de la taille d’un gros melon, surgir de la cheminée, passer sous la table autour de laquelle nous étions assis, à vitesse réduite, quasi hésitante et brusquement, se perdre dans le buffet de la cuisine. Quand nous fûmes un peu remis de notre surprise, maman ouvrit son buffet, non sans quelque appréhension. Remarquablement, dans la pile d’assiettes en faïence, ma mère découvrit qu’une assiette sur deux était réduite en poussière, l’autre intacte, et ainsi de suite, sur toute la hauteur de la pile.

2) Nous avions un grand jardin juste à la sortie du village et en face d’une petite ferme (la maison rouge… c’était la seule bâtisse du village couverte de tuiles) dont le fermier, déjà très vieux n’avait gardé, pour s’occuper que deux ouches. À la fin d’été, nous étions, mon père et moi, en train de bêcher des pommes de terre. Alors que l’orage montait et que nous nous préparions à rentrer, nous vîmes le fermier avec son broc (sorte de fourche à trois doigts qui sert à faner) sur l’épaule. Mon père l’interpella pour l’inciter à se méfier de l’orage. Mais le fermier qui se prénommait Gustave et qui bégayait (en patois mayennais, on dit co-cotonnait…) nous répondit : « qu.qu..qu...qu’il ne risquait rien… ». et dans l’instant se retrouvait assis par terre, à la fois dans un grand bruit et un grand éclair qui, instinctivement, nous fit nous accroupir. Le Gustave était complètement hébété, mais indemne. Quant à sa fourche, une des pointes en acier était fondue, recroquevillée, et son manche de frêne était comme pyrogravé de fines arborescences. Je me souviens du rire inextinguible qui nous secoua, mon père et moi, quand le Gustave, s’adressant à mon père lui dit, d’un jet et sans le moindre bégaiement : « Eh ben ça alors, mon vieux Marcel, tu te rends compte, j’ai bien cru ma dernière heure sonnée ! ».

3) Une autre fois, en fin d’après midi, en revenant de la pêche, nous fumes surpris, mon père et moi, par un gros orage. Nous avions pris des raccourcis par la forêt et comme nous pédalions sur nos vélos, la foudre tomba sur l’allée à une bonne trentaine de mètres de nous et une boule de feu vint à notre rencontre. Dans l’instant ou presque, nous nous retrouvâmes, cul par dessus panse, dans les halliers qui bordaient la laie forestière. Nous fûmes obligés de rentrer à pied : sur le vélo de mon père, plusieurs maillons de sa chaîne étaient littéralement soudés au pédalier.

4) Il est clair que dans ces trois expériences, les différents protagonistes eurent beaucoup de chance de n’avoir pas été tués. Davantage en tout cas que ces neuf vaches que nous trouvâmes, quand nous allâmes les chercher pour la traite, littéralement foudroyées en plein champ, alors que nous n’avions même pas entendu le tonnerre, ni vu d’éclairs. L’une de ces vaches, quand vint le moment de la charger dans la bétaillère, était tellement brûlée de l'intérieur, que toute une partie de sa carcasse nous resta dans les mains.]




Un grain se forme au-dessus de Camiers Sainte Cécile le 26 juillet 2013... C'est l'occasion d'observer une très jolie formation nuageuse d'orage appelée arcus. Au passage du grain, nous aurons droit à quelques bourrasques bien senties... probablement aussi par les plaisanciers qui avaient beaucoup traîné en mer ce soir-là !





[ Sites Internet et articles : http://www.prim.net \\ http://www.cemagref.fr \\ http://www.brgm.fr \\ http://www.catnat.net \\ http://www.prevention2000.org/cat_nat \\ http://www.meteo.fr \\ http://www.meteorage.fr \\ http://www.effet-de-serre.gouv.fr \\ http://www.ademe.fr \\ ... ]

Autres sites :

Prévoir les orages en France et dans le reste de l'Europe :
http://www.alertes-meteo.com/previsions/orages.htm

http://www.notre-planete.info/geographie/orages.php

http://www.meteolafleche.com/orage.htm : un site très complet.

http://www.meteo.fr/meteonet/decouvr/dossier/orages/ora.htm

La prévention et le traitement des difficultés de circulation liées aux intempéries
(neige et verglas en janvier 2003 :
http://www.ladocumentationfrancaise.fr/brp/notices/034000503.shtml

____________________

http://www.notre-planete.info/geographie/tornades.php

http://www.ffme.fr/technique/meteorologie/le-temps/tornade/tornade.htm

http://www.ffme.fr/technique/meteorologie/le-temps/ouragan/ouragan.htm

http://www.ffme.fr/technique/meteorologie/le-temps/foudre/foudre.htm

http://www.ffme.fr/technique/meteorologie/le-temps/orage/orage.htm

http://www.ffme.fr/technique/meteorologie/le-temps/front-temps/front-temps.htm

http://www.ffme.fr/technique/meteorologie/theorie/atmo-dynamisme/dynamisme.htm

http://www.ffme.fr/technique/meteorologie/theorie/atmo-et-energie/energie.htm

http://www.ffme.fr/technique/meteorologie/le-temps/depression/depression.htm

http://la.climatologie.fr/tornade/tornade.htm

http://la.climatologie.fr/facteur-climat/factclimat.htm

http://la.climatologie.fr/atmosphere/atmosphere.htm

http://la.climatologie.fr/sommaire.htm

http://www.planete-education.com/annuaire/sciences_et_mathematiques/terre_et_espace/meteorologie/

http://www.lafoudre.com/






[ Corrélats : Risques Naturels Majeurs / Météorologie / ... ]

Retour