La conception et le principe de base d’un paratonnerre n’ont pas beaucoup
évolué depuis son invention au 18e siècle. Mais une innovation pourrait
proposer une alternative dans certaines situations. Des chercheurs
européens ont testé avec succès un système qui utilise des impulsions laser
de l’ordre du térawatt pour diriger la foudre vers une tige de huit mètres
de haut. Le système n’est pas limité par sa hauteur physique et peut
couvrir des zones beaucoup plus larges tout en pénétrant les nuages et le
brouillard.
Dans une étude publiée dans la revue
Nature Photonics, des chercheurs décrivent leurs tentatives de guider la foudre avec un
faisceau laser au sommet de la montagne Säntis dans les alpes suisses, à 2
500 mètres d’altitude.
Au cours de l’été 2021, les scientifiques ont installé un laser à pulsation
rapide, de la taille d’une voiture, à côté d’une tour de télécommunications
sur le Säntis. Entre juillet et septembre de cette année-là, le laser, qui
émet environ 1 000 impulsions par seconde, a été utilisé pendant plus de
six heures d’activité orageuse. Durant l’observation, la tour de
communication a été touchée au moins seize fois, dont quatre pendant
l’activité du laser.
Le 24 juillet 2021, un impact a été capturé dans les moindres détails. Le
ciel était suffisamment dégagé pour que des caméras à haute vitesse
puissent immortaliser l’éclair, qui semblait suivre le laser sur une
distance d’environ 50 mètres. L’installation disposait d’un interféromètre
VHF, qui permet de mesurer l’activité des ondes électromagnétiques autour
du site. Les chercheurs ont également pu mesurer les rayons X pour
plusieurs des impacts guidés par laser.
De 40 à 120 impacts de foudre par seconde sur Terre
La foudre est un phénomène complexe, causé par un déséquilibre entre les
charges positives et négatives entre les nuages d’orage et le sol. Elle ne
se déplace pas toujours d’un nuage vers le sol, il lui arrive aussi de se
déplacer vers le haut. L’équipe de recherche a constaté que les impacts de
foudre survenus au Säntis étaient principalement des impacts vers le haut,
ce qui est conforme à la plupart des impacts dans la région.
Reconstitution en 3D de l’impact de la foudre du 24 juillet 2021. Scientify – UNIGE
Dans leur article, les chercheurs rappellent que le guidage des éclairs par
des impulsions laser a déjà été tenté à quelques reprises, en 2004 et en
2011, sans succès. Pourquoi l’expérience sur la montagne du Säntis
s’est-elle si bien déroulée ? Selon l’équipe, la vitesse à laquelle le
laser émet ses impulsions a joué un rôle majeur. Sa fréquence est deux
ordres de grandeur plus élevée que les expériences précédentes et a permis
d’intercepter tout précurseur de foudre se développant au-dessus de la
tour.
Avec 40 à 120 impacts de foudre par seconde sur Terre, c’est une bonne
partie de la surface, des infrastructures et des vies humaines qu’il faut
protéger. Selon un article publié en 2018 dans la revue Environmental Research Letters, le changement climatique,
l’augmentation de la population et l’élargissement des zones
métropolitaines augmentent les risques d’accidents liés à la foudre.
Le recours au laser en guise de paratonnerre n’est pas exempt de risques.
Par exemple, il ne semblerait pas judicieux d’utiliser un laser autour d’un
terrain d’aviation actif. D’ailleurs, les chercheurs précisent qu’ils n’ont
utilisé ce dispositif que lorsque l’espace aérien était fermé. Toutefois,
l’article souligne qu’il s’agit d’un premier pas important dans le
développement de nouvelles méthodes de protection pour les aéroports, les
rampes de lancement et les grandes infrastructures.
Article de CNET.com adapté par CNETFrance
Image : TRUMPF/Martin Stollberg
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