Question n°17 : Pourquoi, lors d'un orage, voit-on les éclairs avant d'entendre le tonnerre ?
Parmi les phénomènes associés aux nuages d’orage, la foudre a particulièrement frappé l’imaginaire et terrorisé l’homme depuis les temps les plus reculés. Elle a longtemps été associée à la colère des dieux.
La foudre est une décharge électrique qui se propage entre des cellules orageuses, au sein d’une même cellule ou entre le nuage et le sol. Sa manifestation visible est l’éclair, sa manifestation acoustique est le tonnerre.
A cause d’une séparation de charges électriques dans un cumulonimbus, il se développe un champ électrique au sein de l’orage. Si ce champ devient suffisamment intense, une décharge se produit et se propage. Les éclairs nuage-sol naissent près de la base du nuage sous forme de décharges ou traceurs, invisibles à l’œil. Ceux-ci se propagent vers le sol par bonds d’environ 50 mètres, à quelques centaines de kilomètres par seconde. Quand un tel traceur se trouve entre 10 et 100 mètres du sol, un traceur de connexion part à son tour du sol, à sa rencontre. Lorsque les deux traceurs entrent en contact, ils créent un court-circuit. Un grand nombre d’électrons circule alors vers le sol, et un éclair visible et lumineux (arc de retour) se propage du sol jusqu’au nuage, en suivant le chemin que le traceur par bonds a préparé. Cette décharge se produit si vite, que l’ensemble du canal paraît briller au même instant. Sur son trajet, la décharge de retour élève la température de l’air de plus de 20000°C. Dans le canal, la pression atmosphérique est portée instantanément à plusieurs dizaines de fois la pression atmosphérique au sol. La brusque dilatation qui s’ensuit crée un choc et engendre une onde sonore : BANG, c’est le tonnerre.
La lumière de l’éclair se propage à la vitesse de la lumière, donc on la voit instantanément. Le son du tonnerre a besoin de 3 seconds afin de voyager 1 kilomètre. Alors, si vous comptez 9 secondes entre l’éclair et le tonnerre, l’orage est distant de 3 kilomètres (nombre de secondes divisé par 3 = nombre de kilomètres distance).
