Pourquoi les orages produisent-ils des éclairs et du tonnerre ?

L'éclair est la manifestation visible d'un phénomène électrique par lequel les charges d'une colonne d'air s'équilibrent. / © Cristian Scoppa

David Dumas est spécialiste des orages, météorologue à l'observatoire Keraunos à Saint-Etienne. Ils nous explique le pourquoi des éclairs et du tonnerre.

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Pourquoi les orages font-ils des éclairs et du tonnerre ?

David Dumas

Un cumulonimbus d'orage peut faire dix kilomètres de haut. Ce nuage est composé de diverses couches de gouttelettes ou de cristaux de glace microscopiques, de poussières et de pollutions diverses. Par frottement avec l'air, ces particules s'électrisent positivement ou négativement. Les différences de charge électrique entre deux altitudes peuvent atteindre 100 millions de volts. Une énergie gigantesque !
La foudre rétablit brutalement un équilibre des charges et réorganise les + et les - dans la colonne d'air. L'éclair est la manifestation visible de ce phénomène électrique. Quant au tonnerre, c'est une onde acoustique provoquée par la dilatation brutale de l'air surchauffé jusqu'à 30'000°C par l'arc électrique. L'air explose littéralement !

Y a-t-il plusieurs sortes d'éclairs ?

Oui ! Les éclairs intra- ou internuages relient une couche positive à une couche négative. On les perçoit généralement comme des flashs successifs alors que la masse nuageuse assourdit le son du tonnerre. Pour nous, le danger vient plutôt des éclairs qui relient le haut ou le bas du nuage vers le sol. L'éclair peut même monter de la terre vers le haut.

A-t-on fait des progrès dans la prévision des orages ?

Oui… et c'est notre métier ! La difficulté est que cela dépend totalement des conditions locales et initiales. Nous avons des modèles de prévision pour simuler ce qui se passe à l'échelle du kilomètre. En fonction de l'humidité, de la température, de la force des vents sur toute la colonne d'air jusqu'à 13 kilomètres d'altitude, nous pouvons tenter de prévoir s'il y aura ou non orage, s'il sera mobile ou pas, accompagné ou non de grêle… et même prédire le diamètre des grêlons et l'énergie avec laquelle ils tombent, ce qui détermine directement l'ampleur des dégâts.
Si le ciel s'encombre de cumulus qui produisent de plus en plus de chantilly, méfiez-vous ! Et si cela commence à tonner, évitez les crêtes et les arbres, réfugiez-vous en terrain découvert et accroupissez-vous par terre en boule. Ou alors, pour éviter ce genre de désagrément, tout particulièrement en montagne, tenez compte des prévisions météo…

Cumulonimbus

nom masculin

Nuage de très grande dimension verticale, gris à la base et blanc au sommet, qui se déploie en forme d'enclume. Un air chaud et humide à la surface du sol mais froid et sec en altitude favorise tout d'abord la formation de cumulus, gros moutons blancs typiques des ciels d'été. Une instabilité de l'air fait enfler ces nuages et les transforme en cumulus congestus, puis en cumulonimbus plus ou moins menaçants selon les conditions locales. Ce nuage culmine généralement à une hauteur de 5'000 à 10'000 mètres, jusqu'à 18'000 mètres sous les tropiques. Sa formation annonce souvent des pluies violentes, des orages ou de la grêle, voire même à l'extrême des tornades.

Cumulus, stratus et autres formations nuageuses, quel temps annoncent-ils? Réponse dans le Miniguide n°30 Ciel, un nuage!

Couverture de La Salamandre n°222

Cet article est extrait de La Salamandre
n° 222
Juin - Juillet 2014
Article N° complet

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