Des scientifiques veulent créer de la foudre en boîte pour étudier les orages en laboratoire

De la foudre en boîte ? Des chercheurs travaillent sur ce concept étonnant. Leur objectif est de recréer les conditions d’un éclair en laboratoire. Cette approche pourrait faciliter l’étude des orages.

Les orages fascinent les scientifiques depuis longtemps. Ces phénomènes produisent des décharges électriques gigantesques et des effets lumineux spectaculaires. Pourtant, leur fonctionnement reste encore mal compris. Les observations réalisées depuis l’espace permettent d’en apprendre davantage sur ces événements impressionnants.

Les astronautes de la Station spatiale internationale offrent parfois des images uniques de ces phénomènes. L’an dernier, un membre de l’équipage a photographié un éclair frappant les nuages au-dessus de Singapour, alors que l’ISS se trouvait à plus de 400 kilomètres d’altitude. D’autres clichés ont capturé des phénomènes encore plus rares, comme les sprites, de grandes décharges rouges qui apparaissent au-dessus des orages. Ces images montrent toute la complexité de l’électricité atmosphérique. Mais observer ces événements reste difficile, car ils se produisent à grande échelle et dans des conditions imprévisibles.

Des chercheurs veulent recréer les conditions de la foudre dans un petit bloc solide

Une équipe dirigée par Victor Pasko, de l’université Penn State, propose une approche radicalement différente. Dans une étude publiée dans la revue Physical Review Letters de l’American Physical Society, les chercheurs décrivent un dispositif surnommé “lightning-in-a-box”. L’idée consiste à reproduire les conditions d’un éclair dans un objet très compact. Selon leurs simulations, l’appareil pourrait tenir dans un boîtier à peine plus grand qu’un paquet de cartes.

Les scientifiques cherchent à reproduire le mécanisme qui déclenche la foudre. Dans un orage réel, des champs électriques extrêmement puissants accélèrent des électrons, qui entrent ensuite en collision avec l’azote et l’oxygène de l’air. Ces collisions produisent des rayons X et déclenchent une réaction en chaîne appelée avalanche relativiste d’électrons. Ce processus finit par générer l’éclair visible dans le ciel. Les chercheurs pensent pouvoir reproduire ce phénomène dans un petit bloc de matériau isolant, comme du verre, du quartz ou de l’acrylique. Ces matériaux sont beaucoup plus denses que l’air, ce qui réduit fortement l’échelle du phénomène.

Les simulations suggèrent qu’un bloc plus petit qu’un pouce pourrait recréer des conditions électriques similaires à celles d’un orage. Si ce concept fonctionne en laboratoire, les scientifiques pourraient étudier la foudre beaucoup plus facilement et à moindre coût. Des expériences sur les orages nécessitent aujourd’hui des instruments complexes, des satellites ou des avions spécialisés.