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Quand l’éclair frappe à l’envers

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Les coups de foudre ascendants sont initiés du sol et remontent vers le ciel. Déclenchées en général au sommet des constructions hautes et effilées, ces décharges représentent un sérieux danger pour les éoliennes. Une étude de l’EPFL décortique les mécanismes de ce phénomène mal connu.

La foudre, colère du ciel ? Pas toujours. Dans certaines circonstances, elle peut également être initiée depuis le sol. Ces décharges ascendantes peuvent facilement être différenciées des descendantes par l’inversion des branches de l’éclair, qui se dirigent vers la couverture nuageuse plutôt que vers la Terre. Phénomène mal connu, il se produit essentiellement en présence de constructions effilées implantées sur les hauteurs. Fasciné, un chercheur du Laboratoire de compatibilité électromagnétique de l’EPFL (EMC) a décidé de l’étudier et d’en faire même le sujet de sa thèse. Les résultats de sa recherche ont récemment été publiés dans le Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics.

«Les coups de foudre ascendants sont observés depuis les années 1930, mais ce n’est que récemment, avec le fort développement des éoliennes, qu’il est devenu un sujet de préoccupations», explique Aleksandr Smorgonskii, doctorant au EMC Lab.

Aussi fortes soient-elles, ces décharges ne posent pas de problème aux antennes de communication ni aux gratte-ciels. Leurs structures métalliques et les paratonnerres dont ils sont équipés conduisent l’électricité du sol au sommet, d’où elle peut s’échapper sans provoquer de dégâts. En revanche, pour les éoliennes, c’est une autre histoire…

Hélices détruites

«Afin d’optimiser leur prise au vent, ces appareils sont le plus souvent installés en montagne, et qui plus est sur les crêtes, relève le chercheur. Or, hauteur de construction et altitude représentent précisément les conditions qui favorisent le déclenchement de coups de foudre ascendants. Si les mâts sont en métal, les pales des hélices sont le point faible. Non seulement elles sont longues et légères, donc fragiles, mais également faites de matières composites non conductrices. Elles se retrouvent donc souvent endommagées si ce n’est détruites par la puissante charge électrique

Il s’agit, pour Alexandr Smorgonskii, de décortiquer les mécanismes de déclenchement de ce type de coups de foudre, afin que l’on puisse mieux tenir compte des risques dans la planification de futurs champs d’éoliennes. Pour ce faire, il a analysé les données enregistrées durant une quinzaine d’années sur deux tours, des émetteurs radio situés aux sommets du Gaisberg en Autriche, et du Säntis, en Suisse centrale. Localisé à plus de 2500 mètres d’altitude, ce dernier est réputé pour être le lieu d’Europe le plus souvent frappé par la foudre.

Eclairs autonomes

Parmi les chiffres les plus intéressants, il ressort de l’étude que ces hautes structures peuvent enregistrer, au cours de l’année, jusqu’à cent fois plus de décharges ascendantes que de descendantes. Il apparaît également que la plupart de ces éclairs issus du sol ne sont pas liés à une activité orageuse préalable. Grâce au système Euclid, qui répertorie tous les coups de foudre en Europe, le chercheur a pu vérifier si une décharge descendante avait eu lieu dans un rayon de 50 kilomètres et moins d’une seconde avant le déclenchement ascendant. Cela s’est révélé être le cas dans seulement 15% des cas. Plus de 80% des coups de foudre ascendants sont donc générés de manière autonome.

«Les conditions météorologiques, notamment la température et sa distribution dans l’air, apparaissent également comme une donnée importante dans le déclenchement de ces coups de foudre», ajoute le doctorant. Pour déterminer l’exacte nature des risques, les données géographiques et climatologiques particulières à chaque site devraient donc également être minutieusement étudiées.


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    8 Commentaires sur "Quand l’éclair frappe à l’envers"

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    Pastilleverte
    Invité

    trouver un moyen de récupérer toute cette énergie, de la stocker et de l’injecter dans le réseau. Et en plus c’est totalement compatible avec le « post COP21 » (Fabius l’organisa parfaitement)

    Papoumontchat
    Invité

    Dommage que la photo illustrant l’article soit (sauf erreur) des éclairs descendants… J’aurais aimé voir justement une photo de foudre remontante!

    Herve
    Invité

    « trouver un moyen de récupérer toute cette énergie, de la stocker et de l’injecter dans le réseau. » En fait l’enegie moyenne d’un coup de foudre représente en ordre de grandeur 100KWh. A l’echelle de la population et du peu d’impacts (2/km²/an en moyenne), c’est peanuts. Je doute qu’on puisse la récuperrer a un cout réaliste… Les éoliennes sont exposées à la foudre et aux tornades, mais suffit d’être assuré et c’est bon. Pas de souci particulier

    Emilou
    Invité

    L’assurance, c’est bien, mais ca coûte en fonction du risque. Diminuer le risque revient à diminuer le prix de l’assurance…

    i0bell
    Invité

    Bonjour, Rien de bien extraordinaire si on applique les règles de protection contre la foudre utilisées sur d’autres installations. cela oblige « simplement » a utiliser la méthode du cône de protection… rien de nouveau sous le soleil pour ceux qui s’entendent au sujet « foudre »… encore un type qui pense inventer le fil à couper le beurre…

    Papijo
    Invité

    « J’aurais aimé voir justement une photo de foudre remontante! » A votre service: Extrait de:

    Herve
    Invité
    « . cela oblige « simplement » a utiliser la méthode du cône de protection… » Méthode approximative…. Cette régle n’est valable que pour les trés gros coups de foudre descendants (et ne marche pas a tous les coups…) Le modele électromagnétique définit que la partie protégée par un paratonnerre est valable dans la zone sous une sphere qu’on roule entre le paratonnerre et le sol. Un document interessant sur ce sujet fait par des gens sérieux: http://www.afcem.org/content/documents/aemc-que-penser-des-pda.pdf Techniquement, il est possible à la foudre de tomber entre les pieds de la tour eiffel… @ Emilou « L’assurance, c’est bien, mais ca coûte en fonction… Lire plus »
    Herve
    Invité
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