Des scientifiques guident des éclairs avec des lasers pour la première fois
Contexte
La foudre est une force de la nature puissante et dangereuse. Elle peut endommager les structures, perturber les infrastructures et même menacer des vies humaines. Les paratonnerres, inventés par Benjamin Franklin au XVIIIe siècle, sont utilisés pour se protéger contre la foudre en attirant les éclairs et en les guidant dans le sol. Cependant, les paratonnerres n’offrent qu’une protection limitée et ne sont pas efficaces pour les grandes infrastructures telles que les aéroports et les bases de lancement.
Les lasers : une nouvelle façon de se protéger contre la foudre
Les scientifiques explorent l’utilisation de lasers pour guider la foudre depuis les années 1960. Les lasers sont des faisceaux de lumière hautement concentrée qui peuvent être utilisés pour chauffer et ioniser l’air. Cela crée un chemin d’air de plus faible densité qui conduit l’électricité et peut canaliser la foudre.
Dans une récente avancée, des scientifiques ont réussi à guider des éclairs avec des lasers pour la première fois. L’expérience a été menée sur le mont Säntis, dans le nord-est de la Suisse, où un laser a été tiré rapidement dans le ciel. Le laser a guidé la foudre sur environ 50 mètres, fournissant une preuve de concept pour l’utilisation de lasers pour protéger les grandes infrastructures contre la foudre.
Comment les lasers guident la foudre
Les lasers guident la foudre en créant un chemin d’air de plus faible densité qui conduit l’électricité. Lorsqu’un faisceau laser est tiré dans le ciel, il chauffe et ionise les molécules d’air environnantes. Cela crée un canal de plasma, qui est un gaz conducteur d’électricité. L’éclair est ensuite attiré vers le canal de plasma et le suit jusqu’au sol.
Avantages des lasers par rapport aux paratonnerres
Les lasers offrent plusieurs avantages par rapport aux paratonnerres traditionnels. Premièrement, les lasers peuvent être utilisés pour protéger une zone beaucoup plus large que les paratonnerres. Un seul faisceau laser peut s’étendre beaucoup plus haut qu’une tige physique, ce qui signifie qu’il peut protéger une plus grande surface au sol. Deuxièmement, les lasers peuvent être allumés ou éteints à tout moment, ce qui permet de les utiliser uniquement en cas de besoin. Ce n’est pas possible avec les paratonnerres, qui sont toujours actifs.
Défis et orientations futures
Bien que le guidage réussi d’éclairs avec des lasers soit une avancée majeure, il reste encore des défis à relever avant que les lasers puissent être utilisés pour des applications pratiques. L’un des défis est que les lasers doivent être capables de guider la foudre sur de plus longues distances. La plupart des canaux de foudre mesurent des kilomètres de long, mais le système laser actuel ne peut guider la foudre que sur environ 50 mètres. Un autre défi est le coût du système laser. Le laser utilisé dans l’expérience a coûté plus de 2 milliards de dollars et ne devrait pas être commercialisé avant au moins dix ans.
Malgré ces défis, le guidage réussi d’éclairs avec des lasers est un développement prometteur. Les lasers ont le potentiel de fournir une nouvelle façon plus efficace de se protéger contre la foudre, et ils pourraient un jour être utilisés pour protéger les grandes infrastructures telles que les aéroports et les bases de lancement.
Informations complémentaires
- La foudre peut causer des milliards de dollars de dégâts chaque année.
- La foudre a tué près de 450 personnes aux États-Unis entre 2006 et 2021.
- Les expériences précédentes utilisant des lasers pour guider la foudre avaient échoué, mais l’expérience récente a utilisé une fréquence d’impulsions plus élevée, ce qui a été la clé du succès.
- Le laser utilisé dans l’expérience a été tiré à environ 1 000 fois par seconde.
- Le laser a guidé la foudre vers une tige sur une tour de télécommunications suisse qui est frappée par la foudre environ 100 fois par an.
- Les scientifiques pensent que les lasers pourraient éventuellement être utilisés pour protéger les grandes infrastructures contre la foudre, mais des recherches supplémentaires sont nécessaires.