Un projet de recherche européen a pour objectif d'envoyer des rayons laser dans les nuages pour neutraliser la menace de la foudre et ainsi protéger des sites vulnérables comme des aéroports et des centrales électriques.
La foudre est l'un des phénomènes naturels les plus dangereux et les plus imprévisibles. Les systèmes de protection actuels sont encore similaires au paratonnerre inventé par Benjamin Franklin il y a près de trois siècles.
Mais les scientifiques impliqués dans le projet de recherche européen "Laser Lightning Rod" (LLR) sont en train de développer une technologie laser qui pourrait neutraliser cette menace.
Nous nous rendons sur l'un de leurs sites d'étude : le Säntis, plus haut sommet du massif de l'Alpstein dans le nord-est de la Suisse qui culmine à 2500 mètres d'altitude, est exceptionnel pour les spécialistes de la foudre en raison de ses conditions météo extrêmes.
Mesurer la charge électrique
Sur place, une station de mesure recueille en permanence, des données sur ce phénomène naturel qui est un enjeu de société majeur.
Chaque année, il cause 6000 à 24.000 décès dans le monde, mais aussi des coupures de courant, des dégâts sur les systèmes électroniques, des feux de forêt et ainsi, des milliards d'euros de préjudices.
"Cette tour a une particularité unique dans l'ouest de l'Europe et peut-être dans le monde : elle présente l'avantage d'être régulièrement frappée par la foudre - une centaine de fois par an -," précise Marcos Rubinstein, scientifique à l'Université de sciences appliquées de l'ouest de la Suisse, avant d'ajouter : "Nous mesurons la charge électrique qui est transférée des nuages vers le sol : c'est comme un choc électrique que quelqu'un prendrait en mettant son doigt dans une prise. En l'occurrence, nous mesurons cette décharge," dit-il, "ce qui nous permet de déterminer la quantité d'énergie transférée des nuages vers le sol."
Tout le spectre des longueurs d'onde
La foudre représente aussi une source de champ électromagnétique qui n'a pas d'équivalent dans la nature, ni parmi les choses créées par l'homme.
Elle produit des champs dans tout le spectre des longueurs d'onde : des fréquences très faibles jusqu'aux radiofréquences, aux micro-ondes et mêmes aux rayons X et gamma.
"Nous mesurons ces champs électromagnétiques," explique Farhad Rachidi, scientifique. "Ce qui nous aide beaucoup pour comprendre les mécanismes physiques de la foudre, mais aussi pour valider le modèle théorique que nous développons afin de simuler l'effet de la foudre et de mieux protéger les structures," souligne-t-il.
"Créer un chemin préférentiel pour la foudre"
Dans le cadre de ce même projet de recherche européen, une autre équipe installée à Palaiseau en France teste un instrument qui s'appuie sur des décharges ascendantes générées par un laser particulièrement puissant.
"L'idée de vouloir contrôler la foudre par un laser n'est pas très récente, cela part de l'idée que grâce au laser, on peut projeter de l'énergie à grande distance," fait remarquer Aurélien Houard, coordinateur du projet LLR et physicien au sein du Laboratoire d'Optique Appliquée de Palaiseau. "On voudrait utiliser le laser pour créer un chemin préférentiel pour la foudre, faire une sorte de guide en creusant l'air à l'aide d'impulsions laser très puissantes," indique-t-il.
Pour l'instant, l'instrument est confronté à un éclair d'un ou deux mètres créé en laboratoire, mais bientôt, il sera placé en conditions réelles face à un éclair de quelques centaines de mètres à un kilomètre.
"On installe un petit paratonnerre à côté de notre laser vers lequel on guide la foudre et toutes les charges électriques qu'on emmène du nuage," déclare Aurélien Houard. "Ce qui permet," poursuit-il, "de protéger le laser et aussi d'emmener le courant vers la Terre pour protéger tout ce qu'il y autour."
Ce genre de système pourrait être facilement déployé pour protéger des installations vulnérables comme des centrales électriques, des sites nucléaires, des aéroports, des pas de tir, mais aussi lors d'événements qui génèrent un rassemblement de foule.