Comment détecte-t-on les impacts de foudre ?

Aujourd’hui, il est possible de localiser les impacts de foudre avec une précision bluffante. Pourtant, le sol français n’est pas couvert de millions de capteurs. Alors comment sont détectés ces impacts ?

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C’est la société Météorage, filiale de Météo-France, qui est chargée de détecter les impacts de foudre sur le sol français depuis 1987.

Elle utilise pour ça un réseau de 18 capteurs répartis un peu partout sur l’ensemble du territoire. A ces 18 capteurs franco-français s’ajoutent 12 autres installés en Italie, en Espagne, en Belgique, au Luxembourg et aux Pays-Bas. Météorage a passer des accords avec ces propriétaires de réseaux voisins pour utiliser les données des capteurs limitrophes.

Les arcs en retour

Toutes ces données sont transmises en permanence à un calculateur central installé à Pau, dans les Pyrénées. Celui-ci analyse en temps réel les informations afin de déterminer la localisation et les caractéristiques des arcs en retour.

Des arcs en quoi ? En retour. Qu’est-ce que c’est que ça ? « Arc en retour : nom masculin désignant le puissant courant électrique qui remonte le canal ionisé préalablement établi entre le nuage et le sol. C’est la seule phase d’un l’éclair qui soit visible à l’oeil nu. »

Pour mieux comprendre ce terme, il convient d’expliquer brièvement le mécanisme de la foudre. Pour faire simple : pendant un orage, il y a un nuages rempli de charges négatives et un sol parsemé de charges positives. Cela crée un déséquilibre. Les « moins » ont envie d’aller vers les « plus ». Et réciproquement.

Souvent invisibles à l’oeil nu, les chemins parcourus par deux traceurs se révèlent parfois sur les photos de touristes. Ici en Louisiane à La Nouvelle-Orléans – Photo : S. Luneau

Les chemins suivis par les électrons forment des canaux que l’on appelle des traceurs. Il y a donc un traceur descendant et un traceur ascendant, comme sur la photo ci-contre. Le courant n’y est pas très fort et la luminosité plutôt faible, même si tout cela reste relatif.

Quand ces deux traceurs finissent par se rejoindre et que la liaison est établie entre le sol et le nuage, un puissant courant électrique remonte le chemin à plus de 100.000 km par seconde pour venir équilibrer les charges négatives du nuage. C’est en fait une sorte de court-circuit gigantesque. Son nom : arc en retour.

C’est une libération d’énergie colossale : l’intensité du courant est comprise entre 3.000 et 300.000 ampères; la tension dépasse les 100 millions de volts. Si l’Homme était capable de la capter, cela arrangerait bien des débats autour du nucléaire mais revenons à nos moutons : la détection des impacts de foudre.

Comment est détecté un éclair ?

Les capteurs de Météorage utilisent la technologie IMPACT, mise au point par la société Vaisala-Global Atmospherics Inc. (Nous sommes ravis de le savoir).

Chaque capteur mesure en permanence les champs électrique et magnétique environnants grâce à des antennes. Chaque signal électromagnétique, dont l’amplitude dépasse le seuil de détection minimal du capteur (environ 0,3 V/m) , est daté à la microseconde près.

La direction du signal, c’est-à-dire de l’éclair, est aussi relevée.

Les capteurs sont également configurer pour filtrer les signaux parasites. Seuls les arcs en retour sont détectés et les éclairs intra-nuage sont ainsi écartés.

Comment localise-t-on précisément l’éclair ?

En fait, c’est la multiplication des capteurs et leur maillage du territoire qui permet de localiser précisément les impacts de foudre. Lorsqu’un arc en retour se produit, plusieurs capteurs enregistrent son signal. En fonction des directions de ce signal et du temps qu’il met pour arriver aux différents capteurs, l’ordinateur central de Pau est en mesure de situer précisément le lieu de l’impact.

Le calcul est complexe pour savoir si les signaux correspondent bien au même éclair, mais force est de constater que ça marche. Aujourd’hui, Météorage est en mesure de localiser les impacts de foudre en temps réel et à la dizaine de mètres près comme le prouvent cet ensemble de cartes.

Bon à savoir :

• La France reçoit en moyenne un million de coups de foudre par an. Le record du nombre d’impacts sur notre pays en un jour remonte au 6 août 1999 : Météorage en avait enregistré ce jour-là 75 901.
• À chaque instant, 1 000 à 2 000 orages sont actifs autour de la planète. Ils produisent une centaine d’éclairs par seconde, soit 8 millions par jour.
• En France, la foudre provoque le décès de 15 à 40 personnes par an.

S.L.