EPFL: les éclairs ascendants scrutés depuis le sommet du Säntis

L'équipe de Farhad Rachidi, à l'Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL), a pour la première fois mesuré directement un phénomène insaisissable qui explique en grande partie l’origine d’un éclair, les rayons X, selon ces travaux publiés dans la revue Scientific Reports.

En collaboration avec la Haute école spécialisée de Suisse occidentale et l’Université d’Uppsala (Suède), les scientifiques ont enregistré des éclairs depuis la tour située au sommet du Säntis (AI/AR/SG).

Ils ont identifié les rayons X émis au commencement d’éclairs positifs ascendants. Ces éclairs débutent par des vrilles chargées négativement qui montent progressivement depuis un objet situé à haute altitude, avant de rencontrer un nuage d’orage, transférant ainsi une charge positive au sol. Plus rares que les éclairs descendants qui vont d'un nuage vers le sol, ils sont aussi plus dangereux.

"Ils peuvent faire plus de dégâts, car pendant un éclair ascendant, la foudre reste en contact avec une structure plus longtemps que pendant un éclair descendant", explique Toma Oregel-Chaumont, qui prépare un doctorat au sein du Laboratoire de compatibilité électromagnétique, cité vendredi dans un communiqué de l'EPFL.

Bien que l’on ait déjà observé des émissions de rayons X dans d’autres types d’éclairs, c’est la première fois qu’on les enregistre dans des éclairs positifs ascendants.

Mécanismes mystérieux

Le mécanisme à l’origine du déclenchement et de la propagation de la foudre reste un mystère. L’observation de la foudre ascendante depuis des structures élevées comme la tour du Säntis permet de corréler les mesures de rayons X avec d’autres grandeurs mesurées simultanément, comme les observations vidéo à grande vitesse et les courants électriques.

Cette tour de 124 mètres est une cible privilégiée pour la foudre. La ligne de vue est dégagée depuis les sommets voisins, et la vaste installation de recherche est équipée de caméras à grande vitesse, de détecteurs de rayons X, de capteurs de champ électrique et d’appareils de mesure du courant.

La vitesse et la sensibilité de cette installation ont permis à l’équipe d'étayer la théorie selon laquelle les augmentations soudaines du champ électrique de l’air provoquent la "fuite" des électrons ambiants, qui se transforment en plasma: la foudre.

Les observations au sommet du Säntis - qui est frappé par plus de 100 éclairs chaque année - vont se poursuivre. Les scientifiques prévoient d’équiper la tour d’un capteur de micro-ondes, ce qui pourrait permettre de déterminer si cette théorie s’applique également à la foudre descendante.