Les boules de feu

Découvertes extraordinaires

Le mystère de la foudre en boule

La foudre en boule, ou foudre globulaire, est un hypothétique phénomène météorologique rare et encore insuffisamment expliqué...

PHÉNOMÈNE ENCORE INEXPLIQUÉ

(source : secret-realite)

Elle se présente sous la forme d’une sphère lumineuse d’une vingtaine de centimètres de diamètre qui apparaît au cours d’un orage. Les connaissances actuelles à son sujet sont très fragmentaires : elle n’a pu être reproduite expérimentalement que tout récemment.



Elle serait en relation avec la vaporisation d’une quantité de silicium, le deuxième élément chimique le plus courant à la surface de la Terre (après l'oxygène). Jusqu’alors, on ne pouvait s’appuyer que sur des témoignages dont la validité était nécessairement sujette à caution. Les divers récits semblaient cependant suffisamment cohérents pour permettre une étude du phénomène. L'existence du phénomène de la foudre en boule reste un sujet de controverses.

1- théories

L’apparition de la foudre en boule peut avoir lieu après celle d’un éclair. Elle est généralement jaune tirant vers le rouge même si elle peut être bleue, verte ou blanche. Elle est souvent accompagnée de crépitements ou d’un sifflement après le tonnerre et d’une odeur d’ozone, de soufre ou d’oxyde nitrique. Son diamètre varie généralement de 20 à 40 cm et sa durée de vie varie entre 1 et 30 secondes. Elle peut rester immobile ou bien se déplacer horizontalement à une vitesse de quelques mètres par seconde, avec un mouvement de rotation sur elle-même.

Les boules de foudre se montrent souvent sensibles aux champs électromagnétiques, attirées par les fils et les prises électriques, ou encore les voitures. Une boule de foudre peut s’éteindre de deux manières. Le premier mode est explosif, rapide et accompagné d’un bruit violent. Le second est une extinction silencieuse dont la durée est variable. Sa luminosité peut être très forte ou au contraire faible, tandis que sa température peut atteindre les 1 700 °C.

Cependant, dans le sillage de la boule, la température ne dépasse pas 60 °C, d’après certains témoignages. Des témoins rapportent même en avoir vu traverser des avions ou encore des fenêtres ou des murs ou encore après un évènement orageux intense et préalablement à une grêle de très fort calibre (8 centimètres de diamètre environ ), lors d'une période de forte humidité de l'air, durant près de deux heures, à intervalles de 10 minutes environ des boules de foudre de quelque centimètres de diamètres suivies d'un panache très lumineux de plusieurs mètres se déplaçant à faible allure sur des trajectoires presque rectilignes, parallèlement au sol, à quelques mètres de l'observateur avec une persistance d'une minute au moins à chaque fois.

Concernant ce phénomène, on possède très peu de connaissances, basées principalement sur des témoignages. On ne sait donc pas encore comment la foudre en boule se crée, mais il existe différentes théories.

Tout d’abord, la théorie du modèle chimique explique que, puisque les boules de foudre apparaissent en général pendant un violent orage, un impact de foudre a lieu. En frappant le sol, il vaporise des particules de silicium en train de brûler, d’oxygène et de carbone qui s’associent entre elles pour former de longues chaines. Ces filaments qui brûlent lentement ont tendance à se replier sur eux-mêmes pour former des boules (cf. analogie avec les polymères). Ces particules, de taille micro voire nanométriques, sont chargées négativement. Celles-ci peuvent alors former une sphère qui va lentement s’oxyder à l’air. Cette théorie a été avancée par John Abrahamson et James Dinniss de l’université de Canterbury en Nouvelle-Zélande, dont les travaux ont été poursuivis par Antonio Pavo et Gerson Paiva, deux chercheurs de l'Université fédérale du Pernambouc au Brésil qui ont récemment réussi à produire le phénomène en vaporisant un mince substrat de silicium à l’aide d’un arc électrique de 140 A.

2- La théorie des plasmas

Mis à part le modèle chimique, il existe la théorie des plasmas. La boule de foudre serait remplie de plasma. Ce dernier se forme à partir d’un gaz ordinaire dont la chaleur provoque l’expulsion d’un ou de plusieurs électrons de plusieurs atomes. Ces atomes sont alors ionisés, et on dit que l’état plasma est atteint lorsque suffisamment d’atomes ont été ionisés. La boule de plasma serait parcourue par des lignes de courant bouclées sur elles-mêmes et s’interpénétrant de façon à se confiner les unes les autres par les champs magnétiques qu’elles créent. Ceci est rendu possible pour de très hautes températures (3 000 °C), qui sont largement obtenues après le passage d’un éclair. Une fois créée, la boule dissipe son énergie sous forme thermique et lumineuse.

Cela diminue sa température, jusqu’à ce que la conductivité du plasma soit trop faible pour assurer la stabilité. La boule de feu finit alors son existence en se désagrégeant. En 2006, cette théorie est expérimentée par une équipe de chercheurs israéliens qui parviennent à créer des mini-boules de feu (3 cm de diamètre) grâce à un simple four à micro-ondes modifié. Cependant cette expérience n'est qu'un demi-succès car les mini-boules de feu ne survivent que quelques millièmes de seconde (soit 1000 à 100 000 fois moins que le phénomène observé dans la nature).

Dans les deux cas, il est considéré que la persistance de la foudre en boule serait maintenue par les forts rayonnements électromagnétiques de la foudre. L’Académie des Sciences de la Fédération de Russie organise tous les ans les conférences RCCNT-BL. (Russian Conferences on Cold Nuclear Transmutation of Chemical Elements and Ball Lightning) Ces conférences font régulièrement le point sur les recherches actives qui sont menées sur ces sujets en Russie.

Le phénomène de la Foudre en Boule est en effet particulièrement étudié par les équipes qui travaillent sur la fusion contrôlée, et sur la propulsion spatiale. Le vocable de Plasmoïde est la dénomination scientifique de la foudre en boule. Il existe deux types de plasmoïdes : le type alpha (Anneau de courant électrique confiné par son champ) et le type béta (Décharge électrique enroulée selon la surface d’un tore et confinant son propre champ magnétique.) dans les deux cas, les lois de Maxwell font que la décroissance du courant induit une augmentation du champ magnétique, ce qui concourt à la persistance du phénomène pendant un temps variable. Véritables vortex d’énergie électrique condensée et auto-confinée, les plasmoïdes de la foudre en boule permettront peut-être de surmonter les énormes problèmes techniques rencontrés dans les installations de type Tokamak.

3- Des chercheurs brésiliens créent des boules de foudre 

Selon l'hebdomadaire anglais New Scientist, ce mystérieux phénomène lumineux observé par des milliers de témoins, mais encore jamais formellement authentifié, vient d'être recréé en laboratoire par des chercheurs brésiliens.

L'équipe dirigée par Antonio Pavao et Gerson Paiva, de l'université fédérale de Pernambuco (Brésil), a eu l'idée de tester l'une des hypothèses les plus sérieuses émises à ce jour pour expliquer l'origine de ces bizarreries de la nature.

L'un de ses auteurs, John Abrahamson, de l'université de Canterbury, à Christchurch (Nouvelle-Zélande), postule en effet que les boules de feu se forment lorsque la foudre s'abat sur un sol riche en silice, le constituant principal du sable et des argiles. Sous l'effet de la chaleur, la silice se transforme en un nuage de vapeur de silicium pur. En se refroidissant au contact de l'air, les particules de silicium se condensent et s'agrègent presque instantanément pour former une sphère brillante, dont le diamètre peut atteindre plusieurs dizaines de centimètres. Toujours selon cette théorie, la lumière émise par la boule de feu serait produite par la recombinaison du silicium avec l'oxygène de l'air. Pour en avoir le coeur net, Pavao et Paiva ont placé des tranches de silicium de 320 microns d'épaisseur utilisés en électronique entre deux électrodes qu'ils ont soumises à un courant de plus de 140 ampères. Au bout de quelques secondes, les chercheurs ont lentement éloigné les deux électrodes l'une de l'autre afin de produire un arc électrique d'une puissance suffisante pour vaporiser le silicium.

Dans la vidéo qu'ils ont réalisée, on voit très nettement des boules de feu très lumineuses de quelques centimètres de diamètre, rouler et rebondir sur le sol pendant plusieurs secondes avant de s'éteindre. L'une d'elles, dont la température est estimée à plus de 1 700 ° C, passe même très près de l'orteil de l'un des expérimentateurs imprudemment chaussé de... sandales.

Contrairement à d'autres essais, les étonnants résultats de l'expérience brésilienne, à paraître prochainement dans les Physical Review Letters, se rapprochent du phénomène naturel, ou du moins de la description qui en est faite dans les récits des témoins. 

4- Les esprits rouges et les elfes bleus

Des flashes apparaissant au-dessus des nuages pendant les orages ont été signalés de longue date par les pilotes d'avions, mais ils n'ont commencé à être pris en considération par les scientifiques qu'à partir de 1989, quand des chercheurs de l'université du Minnesota en ont filmé accidentellement. 

Esprit rouge photographié le 13 juillet 2004 au-dessus de l'Afrique par l'instrument ISUAL (Imager of Sprites and Upper Atmospheric Lightning), 
embarqué à bord du satellite ROCSAT-2

Leur étude systématique n'a réellement commencé qu'en 1994. Assez peu lumineux, ces esprits rouges (red sprites) sont difficiles à observer à l'oeil nu, et pratiquement invisibles depuis le sol, notamment à cause de l'interposition de couverture nuageuse. En tout état de cause leur observation exige une vision accoutumée à l'obscurité et ne peut s'effectuer que loin de l'éclairage urbain. Toutes ces complications expliquent la découverte récente des esprits rouges, bien qu'ils ne soient pas véritablement rares. Il y aurait un esprit rouge pour deux cents coups au sol. 

Un autre esprit rouge

On sait aujourd'hui qu'ils se forment au sommet des nuages d'orages et montent très haut dans l'atmosphère (parfois jusqu'à 90 km d'altitude). Ce sont flashes de quelques millisecondes de durée et de couleur caractéristique. A leur base, un autre phénomène est parfois observable, sous la forme d'une colonne lumineuse, plus ou moins ramifiée, de couleur bleue ou verdâtre) également signalé par les pilotes, avant que leur existence ne soit admise par la communauté scientifique. Ces elfes bleus (appellation non garantie!) sont des décharges électriques ascensionnelles, que l'on pourrait comparer à des éclairs à l'envers. Ils montent vers la stratosphère, voire l'ionosphère, à des vitesses de l'ordre de cent kilomètres pas seconde. On a également rapporté en ces occasions de brusque émissions de rayonnement gamma (>1 MeV) détectés par l'observatoire spatial Compton-GRO.

CONCLUSION

C'est notamment la première fois qu'une durée de vie aussi longue est obtenue en laboratoire. Jusqu'alors les boules de feu créées artificiellement s'éteignaient au bout d'une fraction de seconde. Or les personnes qui ont observé le phénomène estiment qu'il dure entre quelques secondes et plusieurs minutes...

Peut être bientôt une réponse à ce mystère.

source: wikipédia, le figaro, dailymotion, cosmovisions

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