Selon un article publié lundi, des scientifiques ont trouvé le moyen d’empêcher potentiellement la foudre d’endommager des infrastructures ou de faire des victimes.
Au cours d’un orage qui a eu lieu dans les Alpes suisses, un groupe de chercheurs a réussi à guider des éclairs vers le sol en utilisant une technologie laser, selon un article publié dans la revue Nature Photonics.
« Nous présentons ici pour la première fois la preuve que les filaments induits par laser – formés dans le ciel par des impulsions laser courtes et intenses – peuvent guider les décharges des éclairs sur des distances considérables », indiquent ces chercheurs dans le résumé de l’article. « Nous pensons que cette avancée expérimentale conduira à des progrès en matière de protection contre la foudre et de physique de la foudre. »
Si les tiges métalliques sont couramment utilisées pour se protéger des éclairs, leur portée est limitée « à quelques mètres ou dizaines de mètres », et les chercheurs espèrent « élargir ce type de protection à quelques centaines de mètres si l’énergie du laser le permet », a déclaré au Guardian Aurélien Houard, physicien de l’École polytechnique et auteur de l’article.
Les paratonnerres métalliques offrent un chemin qui permet à l’énergie des éclairs de se disperser en toute sécurité dans le sol. Les paratonnerres peuvent être installés à proximité des grands bâtiments et des espaces en plein air pour détourner les impacts de ces derniers.
Laser-guided lightning! New #openaccess article.
Experiment on the Säntis mountain in Switzerland with a terawatt laser confirmed laser-induced filaments successfully guided 4 out of 4 lightning strikes while the system was active.https://t.co/8j6x6hCJnY#laser #lightning pic.twitter.com/Qq84xnXPO7
— Nature Photonics (@NaturePhotonics) January 16, 2023
Paratonnerre virtuel
Un système laser est censé fonctionner comme un paratonnerre virtuel, a expliqué M. Houard à SWNS.
« Un laser puissant dirigé vers le ciel peut créer un paratonnerre virtuel et dévier la trajectoire des éclairs », a‑t‑il affirmé. « Ces résultats pourraient permettre d’améliorer les méthodes de protection contre la foudre pour les infrastructures critiques – telles que les centrales électriques, les aéroports et les rampes de lancement. »
Les chercheurs ont installé un laser térawatt haut débit à répétition sur le mont Santis, dans le nord‑est de la Suisse, près d’une tour de télécommunication qui est frappée par la foudre une centaine de fois par an.
Le système laser, qui a la taille d’une grande voiture et pèse cinq tonnes, peut émettre jusqu’à mille impulsions par seconde, selon Study Finds. Il est donc le premier de son genre et l’un des plus puissants de sa catégorie.
Entre le 21 juillet et le 30 septembre 2021, les chercheurs ont utilisé ce système pour envoyer des impulsions laser puissantes sur des nuages orageux pendant un total de 6,3 heures d’activité orageuse qui s’est produite dans un rayon de 3 km de la tour de télécommunication.
« La tour a été frappée par au moins 16 éclairs, dont quatre (…) se sont produits au cours de l’activité du laser », peut‑on lire dans le rapport.
Les lasers ont pu guider les quatre éclairs, mais les deux caméras haute vitesse installées par les chercheurs n’ont pu filmer qu’un seul des événements, les conditions météorologiques étant moins bonnes lors des trois autres événements. Les caméras ont montré que l’impact lumineux suivait la trajectoire du laser sur la majeure partie des 50 mètres.
« Même si ce domaine de recherche est très actif depuis plus de 20 ans, il s’agit du premier résultat de terrain qui met en évidence de manière expérimentale des éclairs guidés par laser », notent les chercheurs. « Ce travail ouvre la voie à de nouvelles applications des lasers ultra‑courts dans l’atmosphère et représente une étape importante dans le développement d’une protection contre la foudre par laser pour les aéroports, les rampes de lancement ou les grandes infrastructures. »
Selon le service météorologique national américain, 19 personnes ont perdu la vie aux États‑Unis après avoir été frappées par la foudre en 2022.
Dans son rapport annuel sur la foudre pour 2022 (pdf), Vaisala, une société dont le siège est en Finlande et qui fournit des mesures météorologiques et environnementales, a indiqué que le nombre total d’événements provoqués par la foudre aux États‑Unis cette année‑là avoisinait les 198 millions.
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