LES ORAGES (Travaux Personnels Encadrés – Géographie - Enseignements Pratiques Interdisciplinaires)

« pour arriver au sol et sa vitesse est de l'ordre de 200 km/s.

li laisse derrière lui un véritable canal ionisé qui servira de chemin entre le sol et le nuage pour une puissante décharge de retour.

Cette dernière se déplace à la vitesse de 40 000 km/s et correspond à une différence de potentiel pouvant atteindre lOO millions de volts.

Si le nuage est suffisamment chargé, un nouvel arc électrique rejoint le sol immédiatement suivi d'une deuxième charge de retour .

Ce phénomène peut se produire jusqu 'à quatre fois avec un intervalle de 40 à 80 millisecondes entre chaque décharge .

Autour de l'éclair et le long de son trajet la température de l 'air atteint 30 000 •c soit cinq fois celle à la surface du Soleil.

J:éclair correspond à une énergie de 2 800 kW/h .

J:énergie produite par les 44 000 orages journaliers à travers le monde correspond à 4 milliards de kW/h.

L E TONNERRE Le tonnerre est le phénomène sonore qui accompagne la foudre.

En effet autour de l'éclair , l'air est brusquement réchauffé donc dilaté, ce qui déclenche une violente et soudaine explosion : c'est le tonnerre.

Si le trajet de l'éclair est court et droit il y aura un bruit sec.

Au contraire, si le trajet est ramifié donc long.

le bruit sera alors un grondement plus ou moins sourd.

LES ORAGES ET LEURS CONSÉQUENCES LES GRACES DE PLUIE, DE NEICE, DE CRlLE Les orages de pluie peuvent être d'une intensité peu commune .

En France , c'est à la fin de l'été que les pluies torrentielles sont les plus dévastatrices , en particulier sur le pourtour méditerranéen, où les cours d'eaux cévenols sont réputés pour la violence de leurs crues .

Les p luies les plus fortes recueillies à la surface de la planète ont toujours un caractère orageux très marqué.

Seuls les cumulonimbus sont à l'origine des orages de grêle.

Cette propriété résul te des courants ascendants très puissants qui existent à l'intérieur du nuage et de la forte concentration en gouttelettes surfondues .

À l'origine, les cristaux de glace et de très nombreuses gouttelettes surfondues se mêlent au sein du nuage .

La tension maximale de la vapeur d'eau au-dessus de ces gouttelettes est supérieure à celle qui existe a u-dessus de la glace.

Les gouttelettes distillent au profit des cristaux qui prennent peu à peu du poids et du volume.

Ils commencent à tomber et captent de très nombreuses gouttelettes surfondues a u cours de leur chute.

Une pellicule d'eau en voie d e congélation entoure la glace et provoque la formation de gran ules de glace transparents ou transluci des, qui n'ont pas le temps de fondre avant d'atte indre le sol.

Les grêlons peuvent atteindre des tailles importantes et p rovoquer des dégâts comme la destruction de récoltes ou de vignobles, l'endommagement des toitures ou encore des serres.

En France , le plus gros grêlon connu est tombé dans la région de Strasbourg le 11 août 1958 et pesait 972 grammes.

Dans le monde , c ' est le Kazakhstan qui détient le record avec un grêlon de 1,9 kg au cours de l'année 1959.

Les orages de neige donnent une neige lourde gorgée d'eau, dite «collante», qui s'agglomère sur les fil s é lectriq u es , les arbres ...

et qui finit par tenir au sol.

Néanmoins , ces phénomènes sont rares car, si en été, les conditions propices au déclenchement d 'un orage sont souvent réunies (écart de température entre le sol et la haute altitude ), elles sont beaucoup plus exceptionnelles en hiver .

lEs TRO M B ES OU TORNADES Soudaines, peu durables , les tornades sont animées de mécanismes qui ne sont pas tous connus.

On définit la tornade comme un phénomène qui consiste en un tourbillon de vent, souvent intense, dont la présence se manifeste par une colonne nuageuse ou un cône nuageux accolé à la base d'un cumulonimbus, et par un «buisson • constitué par des poussières , du sable ou des débris divers, soulevés du sol (d'après l'Organisation météorologique mondiale ).

Les trombes sont l'équivalent des tornades au-dessus d 'une étendue d'eau, la colonne étant alors constituée de gouttelettes d'eau .

t:analyse des dégâts causés par certaines tornades a permis d'estimer la vitesse maximale des vents au sein de la tornade à près de 500 km/h.

Une to rnade est provoquée par la concentration , dans un volume restreint, d'une partie de l'énergie colossale que développe un orage.

t:air est aspiré par une forte dépres­ sion au cœur du nuage .

De 1111••11111111 petits mou­ vements tourbillonnants se forment à la base du nuage, l'air aspiré se met à tourner.

Arrive alors un moment où la vitesse est si forte que l'entonnoi r lui­ même se déforme , s'étire et parvient à se rapprocher du sol.

Pendant ce temps , l'air continue à s 'engouffrer à des vitesses prodigieuses par l'entrée la plus étroite .

Tout ce qui se trouve à p r oximité de cet orifice peut être aspiré.

Q uand l'asp iratio n devie nt vraiment très forte , les toits des maisons , ou e ncore des voitures, peuvent être emportés et déplacés de plusieurs centaines de mètres.

Des arbres peuvent être arrachés.

LA FOUDRE ET SES EFFETS Lors d'un orage, la foudre va avoir naturellement tendance à frapper tout point un peu plus haut (homme, animal, arbre, bâtiment) .

Dans un bâtiment non équipé d'un paratonnerre , la foudre s'écoule par tous les chemins de moindre résistance électrique.

Ainsi les joints entre les pierres , les briques ou les parpaings sont toujours un peu plus humides que leur environnement.

Cette humidité va être vaporisée , ce qui entraîne l'éjection des pierres, briques ou autres parpaings et induit une destruction partielle qui peut se compliquer d 'un incendie.

t:eau contenue dans la sève d'un arbre va, sous l'effet de la foudre , être vaporisée et l'arbre va littéralement exploser .

t:orage est responsable d'un grand nombre de feux d e f or êt.

Pour un homme ou un animal, le choc électrique traversant le corps entraîne des brûlures graves et parfois déshabille la victime.

En fait, les vêtements sont déchiquetés par la vaporisation de l'humidité du corps .

La décharge induit un arrêt cardiaque par fibrillation du muscle cardiaque entraînant l'arrêt de la circulation sanguine.

Mais un homme ou un animal peut aussi être foudroyé sans avoir été touché directement par la foudre .

En effet, si cette dernière tombe à très peu de distance , elle s'écoule dans le sol.

Si l'homme tient ses jambes ou l'animal ses pattes écartées , la décharge électrique va remonter par l'une et rejoindre la terre par l'autre .

Le corps sera alors traversé entraînant un foudroiement par «tension de pas» .

On dénombre en France le foudroiement de plusieurs dizaines de personnes par an dont seulement entre un tiers et une moitié en décède .

Par contre le nombre d'animaux foudroyés par an s'élève à plusieurs centaines.

Statistiquement la probabilité pour un homme de mourir foudroyé est de une chance sur 350 000, soit trente fois moins que de trouver la mort sur la route.

COMMENT SE PROTÉGER DE LA FOUDRE? proposé le paratonne rre à t ige.

Le princip e de l'Instru m ent consiste à fabriquer des «po intes artificielles», capables de conduire les décha rges électriques jusqu'à la terre.

Des études ont montré que l'étendue de la zone protégée par le paratonnerre est variable .

Son extension dépe nd de l'intensité du cou p de foudre.

Quand ce dernier est de faible intensité, le pouvoir d'attraction du paratonnerre est peu important.

C'est ainsi que l'on a vu des coups de foudre frapper au pied même de l'appareil.

En revanche , si le coup de foudre est intense, la distance d'amorçage augmente, et le paratonnerre est efficace.

En fait, le point d'impact exact de la foudre ne se décide qu'au tout dernier moment, lorsque l'éclair n'est plus qu'à quelques dizaines ou centaines de mètres au­ dessus du sol.

La présence de la tige du paratonnerre ou d'une aspérité renforce localement le champ électrique , et c 'est ainsi qu'ils «attirent• la foudre .

E N H RRAIN DtCOUVERT Il est dangereux de se mettre à l'abri d'un arbre isolé .

D'un e façon générale, tous les objets non protégés placés en terrain découvert sont à éviter.

Il est préférable de ne pas se réfugier dans de petites constructions isolées (cabanes , granges).

Le voisinage de structures métalliques élevées est fortement déconseillé .

Ne pas se trouver à proximité des cours d'eau et, à plus forte raison, ne pas se baigner.

Éviter de circuler à bicyclette , à vélomoteur ou en tracteur .

En montagne , il faut s'éloigner des talus , ..

des promontoires et des arbres et se libérer de tout objet métallique .

Il est préférable de se recroqueviller afin de diminuer le plus possible la surface du corps et de se protéger ainsi des courants électriques dérivés.

DANS UN BATIMENT O U UNE VOITURE À la maison , il est conseillé de débrancher les appareils élec­ triques et l'antenne de télévision .

S ' éloigner des lignes élec­ triques, des lignes télépho­ niques, des grosses masses méta lliques constituées par certains appareils électroménagers (lave-linge, lave-vaisselle, radiateurs, etc.) .

La voiture doit être considérée comme un «bon a bri» si les fenêtres sont fermées .

Le métal q ui constit ue la carrosserie forme une boite, u ne cage de Faraday .

Trés conducteur, il empêche l'électricité atmosph éri que de pén étrer à l'intérieur de l'h abitacle et protège ainsi les occupants de la foudre.

En effet ce qu'on app elle « cage de Faraday » est une enceinte q ui isole des champs électriq ues extérieu rs.

Dan s cette cage, le champ électr ique est n ul.

Ainsi, dans une voiture , la foudre « glisse » sur les parois avant d'être évacuée par les pneus.

LA PRÉVISION DES ORAGES Seules les prévisions d'orages à courte, voire à très courte échéance, ont un intérêt préventif .

À quelques heures d'échéance , il est alors possible d'utiliser simultanément les i m a ges des satellites , les radars de précipitations et les systèmes de détect ion de la foudre.

Une technique radiogoniométrique permet de localiser avec précision les coups de foudre en utilisant les variations du champ électrique qu'Ils engendrent À une journée d'échéance, l'étude des radiosondages permet de connaître le degré de stabilité de l'atmosphère et d 'envisager l'ampleur que prendront les nuages à développement vertical.

À deux ou cinq jours d'échéance , le pronostic ne peut porter que sur la tendance de la période à venir.

LE PARATONNERRE Grâce à ses propres expé riences et à celles de Buffon, Dalibard et Delors , Benjamin Franklin inventa le paratonnerre en 1752 .

Le paratonnerre de type Franklin se compose d 'une tige métallique que l'on fixe sur un bâtiment et que l'on relie à la terre par un g rosse tresse métallique.

De 1914 jusq~'à 1987 on utilisa des paratonnerres radioactifs.

La présence d 'une capsule radioactive devait favoriser l'ionisation de l'air autour du paratonnerre .

Mais après avoi r été frappés par la foudre, o u par manque chronique d'entretien, ces paratonnerres peuvent deve n ir une source de pollution radioactive .

Ils sont interdits depuis 1987 mais des centaines restent encore en fonctio n en France, en Belgique ou e n Suisse .

Comme tou t a utre appa reillage, les paratonne rres doivent être e ntre tenus et vérifiés régulièr e m ent li faut s'assurer q ue la liaiso n de la tige avec le sol n'est pas i nterrom pue.. »