laser foudre
— © Xavier Ravinet – UNIGE

Une équipe internationale de chercheurs a démontré pour la première fois l’efficacité de puissants faisceaux laser pour dévier les éclairs, ouvrant la voie à la création d’un nouveau type de paratonnerre à même de protéger des zones plus importantes de la foudre.

Rediriger efficacement la foudre

La foudre est l’un des phénomènes naturels les plus énergétiques, libérant des millions de volts en quelques fractions de seconde, avec des effets potentiellement destructeurs (endommagement des bâtiments, coupures de courant, incendies, blessures graves et décès).
Depuis des siècles, notre meilleure défense se résume au paratonnerre, un simple mât métallique fixé à de hauts bâtiments qui attire l’électricité et la guide en toute sécurité vers le sol. Malheureusement, sa portée s’avère limitée.

Un paratonnerre de 10 mètres ne pouvant protéger qu’une zone environnante d’un rayon équivalent, des dispositifs d’une taille démesurée seraient nécessaires pour sécuriser des infrastructures telles que des parcs éoliens ou des aéroports. Afin de changer cela, des chercheurs européens ont exploré la possibilité de projeter un faisceau laser dans le ciel durant un orage afin de créer un chemin de moindre résistance pour le passage de l’électricité.

« Lorsque des impulsions laser de très haute puissance sont émises dans l’atmosphère, des filaments de lumière très intense se forment à l’intérieur du faisceau », explique Jean-Pierre Wolf, co-auteur de la nouvelle étude, publiée dans la revue Nature Photonics. « Ces filaments ionisent les molécules d’azote et d’oxygène présentes dans l’air, qui libèrent alors des électrons libres pour se déplacer. Cet air ionisé, appelé ‘plasma’, devient un conducteur électrique. »

Paratonnerre laser

Capable d’émettre environ 1 000 impulsions par seconde (libérant à chaque fois un joule d’énergie), le système laser mis au point par l’équipe a été installé au sommet de la tour du Säntis, dans les Alpes suisses, frappée par la foudre une centaine de fois par an. Entre juin et septembre 2021, celui-ci a été projeté dans le ciel durant plusieurs épisodes orageux et a effectivement permis d’attirer la foudre avant qu’elle n’atteigne le paratonnerre ordinaire de la structure.

« Nous avons constaté dès sa première utilisation que la foudre pouvait suivre le faisceau sur près de 60 mètres avant d’atteindre la tour, permettant d’étendre la surface de protection de 120 à 180 mètres », explique Wolf.

L’idée d’utiliser des lasers comme paratonnerres existe depuis longtemps et s’est révélée prometteuse lors d’expériences en laboratoire, mais l’équipe affirme que c’est la première fois qu’elle est démontrée dans le monde réel. À terme, une telle approche pourrait permettre d’étendre la portée d’un paratonnerre de 10 mètres à 500 mètres.

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