III- Attirer la foudre

 Pour récupérer l’énergie de la foudre et l’utiliser, il serait intéressant de savoir quelles sont les régions et les périodes où les orages sont les plus fréquents.

La carte ci-dessous indique le nombre d’heures d’orage en juin 2007 pour la France. La carte suivante l’indique pour décembre 2007.

 Si on compare les deux cartes, on voit qu’il y a plus d’heures d’orages en été qu’en hiver. Cela est dû à la chaleur qui fait bouger les masses d’air, induisant une augmentation des orages en été (voir I).

 Selon l’endroit où l’on se trouve, les risques de foudroiement sont plus ou moins importants. A l’échelle mondiale, plus on s’éloigne de l’équateur, plus la fréquence des orages diminue, jusqu’à devenir nulle au niveau des pôles. De même, la force moyenne des orages diminue au fur et à mesure qu’on s’éloigne de l’équateur. Cela est dû à la chaleur et à l’humidité.

 Pour attirer la foudre, il y a plusieurs idées :

 Le paratonnerre :

  Le paratonnerre a été inventé en 1752 par Benjamin Franklin. Il était conçu à l'origine afin d'« écouler à la terre le fluide électrique contenu dans le nuage orageux et ainsi empêcher la foudre de tomber ». La structure d'un paratonnerre est composée d'une tige métallique, pointue, de 5 à 10 mètres et placée en hauteur, connectée à la terre ou à un bassin d’eau par un ou plusieurs éléments métalliques appelés conducteurs de descente capables de conduire l’électricité.

 La tige crée un champ électrique autour de la pointe. Et si l'éclair passe à proximité de cette pointe, il y finira sa course.

 Un paratonnerre n’attire pas la foudre mais il augmente les probabilités que la foudre lui tombe dessus et non pas à côté : il a pour but d'éviter les incendies et les dégradations des bâtiments.

 On suppose que l'énergie de la foudre soit captée par des paratonnerres du type Franklin. Une tige de 10 mètres de haut capte la foudre dans un rayon environ égal à sa hauteur, soit une aire de l'ordre de 300 m². Pour couvrir la France (à peu près 675 000 km²), il faudrait donc installer environ 2 milliards de tiges. Cela n’est pas très esthétique ! De plus les habitants ne seraient sûrement pas rassurés de posséder un paratonnerre juste à côté de chez eux, cela risquant d’endommager leur matériel électroménager.

 En outre, chaque tige pèse environ 45 kg. Il faudrait alors investir une masse de cuivre de 90 milliards de kg. A environ 3,50 € le kg, cela représente un coût d’environ 300 milliards d’euros. A cela s’ajoute le prix de l’installation et de l’entretien !

 Mais à long terme avoir deux ou trois paratonnerres dans son jardin réduirait la facture d’électricité …

Paratonnerre avec mise à terre et à eau

Le « Téramobile » :

 Dans les années 70 a émergé l’idée d’utiliser un laser afin d’ioniser l’air et de canaliser l’énergie vers un point précis, pour protéger les habitations. Depuis les expériences dans le domaine n’ont pas cessé de s’améliorer.

 L’an dernier une équipe de chercheurs franco-allemande a mis au point un laser très puissant, le téramobile. Ce laser en 100 femto secondes (10^-13 s) produit environ 5 téraWatts (5 x 10¹² W). Pendant un orage, ce laser va ioniser l’air sur plus de 100 mètres (plus qu’un paratonnerre) et, à partir de ce « canal conducteur » formé, des minis-décharges se créent, appelées décharges couronnes.

 Cette découverte est importante car dès lors on est capable de créer une décharge et de prédire où celle-ci arrive. En revanche pour l’instant ces décharges sont très faibles.

 Pour générer un éclair il faudrait alors allonger la durée d’ionisation qui est, actuellement, de 1 µs. On peut voir qu’on utilise un laser très puissant pour des résultats minimes. Il faudrait imaginer un laser encore plus puissant (et encore plus gros) pour obtenir des résultats intéressants.

 Pour cette année, les chercheurs veulent mettre au point un laser dix fois plus puissant.

Par contre pour tester cet appareil en laboratoire il faut manier deux technologies de pointe : générer de très hautes tensions électriques, de l’ordre du méga volt, et combiner le tout avec un laser très puissant. L’autre problème qui se pose c’est que pour l’instant, la plupart des expériences ont été réalisées en espace clos. Arrivé sur le terrain il faudra faire face au vent, à la pluie et à toutes les autres épreuves naturelles.