Des conditions météorologiques intenses, telles que les orages et les tempêtes, nous rappellent en permanence la puissance et la violence, parfois imprévisibles, de la nature. Une équipe de scientifiques français et allemands nous aide à mieux comprendre ces éléments météorologiques. Pour la première fois, ces derniers ont réussi à déclencher une activité électrique dans un orage. Les résultats sont publiés dans la revue Optics Express.

À proximité de la région sud de Baldy Peak (dont le sommet atteint une hauteur de 3286 mètres), au Nouveau Mexique,  se trouve le laboratoire Langmuir pour la recherche atmosphérique. Depuis sa mise en oeuvre en 1963, le laboratoire tire profit de sa situation unique. Des orages y sont isolés, immobiles et relativement courts, en vue de mener une recherche pionnière sur ces phénomènes météorologiques.

C'est ici, pour la première fois, qu’une équipe de scientifiques français et allemands a délibérément déclenché l'activité électrique dans des nuages orageux. Pour parvenir à cet exploit, des lasers haute tension ont été dirigés vers un orage, générant des filaments de plasma conducteurs d'électricité.

Le déclenchement de la foudre représente un outil important pour la recherche fondamentale et appliquée; en effet, cela permet aux chercheurs d'étudier les mécanismes responsables de la foudre et également la façon dont cette dernière frappe. Par ailleurs, la foudre déclenchée permet aux ingénieurs d'évaluer et de tester la sensibilité des avions ainsi que d'infrastructures principales (par exemple, les lignes électriques) à la foudre.

«Déclencher des décharges orageuses à l'aide de faisceaux laser représente un grand pas en avant», déclare Jérôme Kasparian, de l'université de Lyon (France), à la tête de l'expérience. «Pour la première fois, nous avons produit des précurseurs de la foudre dans un nuage orageux.»

Dr Kasparian est l'un des scientifiques travaillant sur le projet Teramobile, une initiative internationale menée par le centre national de recherche scientifique (CNRS) en France et la fondation allemande de recherche (DFG). Ensemble, les scientifiques ont mis au point un laser mobile puissant pouvant produire de longs canaux de plasma.

Au cours des essais effectués au Nouveau Mexique, l'équipe de recherche a quantifié l'activité électrique dans les nuages après avoir déchargé des impulsions laser. D'après des analyses statistiques, ces impulsions laser ont en effet amélioré l'activité électrique dans le nuage orageux visé et ont généré de petites décharges locales au sein des canaux de plasma.

L'expérience a toutefois connu certaines restrictions. Par exemple, les chercheurs n'ont pas pu générer de canaux de plasma suffisamment longs pour conduire l'électricité jusqu'au sol. Les canaux de plasma se sont dissipés avant que la foudre n'ait pu s'étendre sur plus de quelques mètres. L'équipe cherche actuellement à multiplier par dix la puissance des impulsions laser et utilise des éclats d'impulsions pour générer beaucoup plus efficacement les plasmas.

Les décharges orageuses font depuis longtemps l'objet de recherche scientifique mais, malgré tous les efforts déployés, elles recèlent toujours une part de mystère. Les scientifiques ont réussi à déclencher des décharges orageuses depuis les années 1970 en lançant de petites fusées dans les nuages orageux grâce à de longs câbles connectés au sol. Cependant, seulement 50 % de ces derniers déclenchent vraiment la foudre. D'après les chercheurs, l'utilisation de la technologie laser rendra le procédé plus rapide, plus efficace et à meilleur rapport coût-efficacité; il ouvrira également la voie au développement de nombreuses nouvelles applications.

Pour de plus amples informations, consulter  le site Terramobile (université de Lyon)

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