Tonnerre

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Le tonnerre est un bruit qui est produit par l'expansion brutale de la fine colonne d'air qui a été chauffée très rapidement par la foudre au cours d'un orage.

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Sommaire

1 Origine
2 Considérations pratiques
3 Dans les mythologies
4 Notes et références
5 Voir aussi
- 5.1 Articles connexes
- 5.2 Liens externes

Origine

Épicure^[1], au troisième siècle avant Jésus-Christ, tentait d'en expliquer la formation par plusieurs hypothèses : frottement de nuages transformés en glace, condensation du feu ou roulement du souffle à l'intérieur des nuages. De même il émet l'idée d'une différence de vitesse de transmission pour expliquer le décalage entre l'éclair et le tonnerre. Il n'exclut cependant pas la survenue non simultanée de ces deux phénomènes.

Lors d'un coup de foudre, l'air au niveau du passage du courant électrique est chauffé (à ~30 000°C) en quelques millièmes de secondes. En effet, le courant électrique circulant dans l'éclair crée un champ magnétique qui a pour effet de comprimer ce courant : on parle de striction axiale. Ce processus réduit la taille transverse de l'éclair jusqu'à un rayon de l'ordre de 2cm. Les forces magnétiques mises en jeu lors de la striction axiale impliquent une augmentation de la pression des gaz à l'intérieur de l'éclair, ce qui génère une surpression de l'ordre de 2 bar, et une augmentation de la température qui peut atteindre environ 30000 °C. Après le passage de l'éclair, il n'y a plus de courant et donc plus de striction axiale ; les gaz contenus dans l'éclair sont brusquement détendus, générant une onde de choc se propageant plus loin selon une onde sonore : c'est le tonnerre.

Considérations pratiques

Pour un observateur, la différence de temps entre la perception du tonnerre et la vue de l'éclair venant d'un orage permet de déterminer la distance approximative d'un impact de foudre. En effet la lumière se déplaçant plus vite que le son dans l'air, le tonnerre ne se manifeste pas au même moment que l'éclair. De ce fait, il est possible d'évaluer la distance approximative en comptant le nombre de secondes qui espace un éclair de sa manifestation sonore.

En hypothèse, on doit considérer que la vitesse de la lumière (environ 300 000 km/s) est virtuellement « infinie » et que l'observateur, qui n'est qu'à quelques dizaines de kilomètres tout au plus de la foudre, voit l'éclair au moment où il se produit. Cette approximation est raisonnable car de toute façon le temps requis en réalité est infinitésimal. Il suffit ensuite de multiplier le nombre de secondes entre la perception de l'éclair et celle du tonnerre par la vitesse du son dans l'air (340 m/s) pour obtenir la distance. En pratique, il est raisonnable de considérer qu'un écart de 3 secondes correspond à une distance d'environ un kilomètre, surtout avec l'imprécision du délai de réception du signal sonore par l'ouïe de l'observateur.

Le paratonnerre (qui serait plus justement appelé parafoudre) permet de protéger quelque peu un bâtiment contre les effets de la foudre. Cependant, le parafoudre, censé canaliser la décharge de foudre vers le sol, l'attire aussi (par effet de pointe): s'il est mal mis à la terre, il a l'effet inverse (mieux vaut ne pas avoir de parafoudre qu'avoir un parafoudre mal isolé).

Dans les mythologies

Dans différentes mythologies, le tonnerre était associé à un dieu :

Les dieux difformes Héphaïstos dans la mythologie grecque et Vulcain dans la mythologie romaine sont aussi associés au tonnerre et à la foudre, en ce qu’ils forgeaient les foudres de Zeus ou Jupiter, selon l’une ou l’autre de ces mythologies.