Pour la toute première fois, des scientifiques ont utilisé des lasers pour rediriger la foudre vers une cible sûre.

L’expérience, qui s’est déroulée au sommet de la montagne Säntis, à l’extrémité nord des Alpes suisses, est la première démonstration dans le monde réel que des éclats de lumière intenses peuvent être utilisés pour pêcher la foudre des orages et la rediriger vers un endroit sûr.

Les scientifiques ont déjà utilisé des lasers pour courber le chemin de l’électricité dans le laboratoire (s’ouvre dans un nouvel onglet), mais y parvenir à l’extérieur est un défi. Après avoir transporté leur laser au sommet du Säntis à une altitude de 8 200 pieds (2 500 mètres), les chercheurs l’ont fixé à une tour de transmission de 407 pieds de haut (124 m) et l’ont pointé vers le ciel. Ensuite, en tirant le laser infrarouge sur les nuages ​​​​d’orage qui passaient en courtes rafales d’environ 1 000 fois par seconde, ils ont tracé un chemin pour que la foudre frappe la tour quatre fois en six heures. Les chercheurs ont publié leurs conclusions 16 janvier dans la revue Nature (s’ouvre dans un nouvel onglet).

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« Bien que ce domaine de recherche soit très actif depuis plus de 20 ans, il s’agit du premier résultat de terrain qui démontre expérimentalement la foudre guidée par des lasers », ont écrit les chercheurs dans l’étude. « Ce travail ouvre la voie à de nouvelles applications atmosphériques des lasers ultracourts et représente une avancée importante dans le développement d’une protection laser contre la foudre pour les aéroports, les rampes de lancement ou les grandes infrastructures. »

La foudre apparaît lorsque l’électricité statique atmosphérique, générée par le frottement des blocs de glace et de la pluie dans les nuages ​​d’orage, sépare les électrons des atomes. Les électrons chargés négativement se regroupent alors à la base du nuage d’orage et attirent les charges positives du sol. Au fur et à mesure que les électrons s’accumulent, ils commencent à surmonter la résistance de l’air à leur flux, ionisant l’atmosphère en dessous d’eux à mesure qu’ils s’approchent du sol dans de multiples chemins de « leader » bifurquant (et invisibles). Lorsque le premier chemin de tête entre en contact avec le sol, les électrons sautent vers la terre à partir du point de contact, se déchargeant de bas en haut dans un éclair (appelé le coup de retour) qui se déplace vers le haut du nuage.

Les paratonnerres protègent les bâtiments en fournissant des chemins de tête avec un itinéraire rapide et sûr pour décharger des électrons dans le sol, mais la zone qu’ils protègent est limitée par la hauteur de la tige. Pour contourner cette limitation, les scientifiques ont envoyé leurs puissantes rafales laser dans l’air près de la tige, arrachant des électrons des molécules d’air et balayant ces molécules pour créer une traînée d’électrons entre un nuage d’orage à proximité et la tige pour que la foudre se déplace.

Effectivement, quatre frappes ont frappé la tige pendant les six heures de fonctionnement du laser, dépassant facilement la fréquence habituelle de frappes sur la tige d’environ 100 fois par an. Une preuve encore plus directe du succès de l’expérience est venue de l’une des frappes qui a été capturée par des caméras au ralenti alors qu’elle zigzaguait sur le chemin dégagé par la tige.

Les scientifiques veulent maintenant reproduire l’effet dans d’autres endroits avec des conditions atmosphériques, des tiges, des lasers et des impulsions différentes pour voir si cette approche pourrait être déployée plus largement et si la foudre pourrait frapper deux fois.