orage.

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orage. n.m., phénomène météorologique associant des précipitations à des manifestations
électriques.

Le nuage d'orage.
Un orage est caractérisé par une formation nuageuse spécifique appelée cumulo-nimbus,
s'étendant sur plusieurs dizaines d'hectares à une altitude comprise entre 2 000 et
15 000 m au-dessus du sol. Cette structure contient une centaine de milliers de tonnes
d'eau, sous forme de brouillard, de gouttes d'eau, de grêlons et de petits cristaux de glace.
Les phénomènes électriques sont dus à une séparation de charges aboutissant à des
zones portant des charges de signe opposé stratifiées suivant l'axe vertical : le haut du
nuage est chargé positivement, une couche fortement chargée négativement se trouve à
une altitude de 6 000 m environ, et la base est de nouveau positive. Les champs
électriques résultant de cette séparation de charges peuvent atteindre des valeurs de
l'ordre d'un million de volts par mètre.

Les charges électriques.
Les mécanismes qui produisent la séparation de charges ne sont pas complètement
élucidés. On pense que deux mécanismes principaux sont en jeu. Le premier est celui de la
séparation de charges lors de la fragmentation des gouttes ou de la collision de grêlons
avec les microcristaux de glace, qui laisse une charge négative sur la particule la plus
lourde, laquelle, entraînée par gravité, la transporte vers le bas en laissant la charge
positive dans la partie supérieure. Le deuxième mécanisme est la convection, qui entraîne
vers le haut du nuage des charges positives captées au voisinage du sol, libérées par
« effet Corona » (décharge diffuse accompagnant des champs électriques très intenses)
au voisinage d'objets pointus.
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Les livres
orage - champ électrique, page 3596, volume 7

Éclairs et tonnerre.
Les éclairs sont de violentes étincelles qui jaillissent entre les zones de charges opposées,
soit à l'intérieur du nuage, soit entre celui-ci et le sol. Le mécanisme d'amorçage est
complexe et revêt différentes formes suivant que les charges qui s'écoulent sont positives
ou négatives. Dans le cas le plus fréquent, pour les éclairs atteignant le sol, un traceur
formé de charges négatives progresse par bonds du nuage vers le sol selon un trajet
irrégulier. Au voisinage du sol, une étincelle s'amorce entre la pointe du traceur et l'aspérité
la plus proche. Un canal conducteur est ainsi créé, par lequel les charges positives du sol
peuvent aller neutraliser les charges négatives du nuage. L'éclair proprement dit est dû au
passage par ce canal de courants atteignant des dizaines de milliers d'ampères pendant

des temps très brefs, qui peuvent se répéter pendant près d'une seconde suivant le même
chemin. La constriction électromagnétique du canal et l'échauffement intense du plasma
qu'il contient pendant l'éclair engendrent une onde de choc qui produit le tonnerre, dont la
perception sonore est très différente selon qu'on est proche (claquement sec plutôt aigu)
ou éloigné (roulement prolongé et grave) de l'éclair.
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Les livres
orage - nuage d'orage et éclairs, page 3596, volume 7

Les orages sur la Terre.
Entre trois mille et cinq mille orages sont en permanence en activité tout autour de la
Terre, engendrant une centaine d'éclairs par seconde. Les nuisances sont considérables,
allant du foudroiement des hommes et du bétail aux incendies en passant par la
destruction d'édifices, de lignes électriques et téléphoniques, et la détérioration, induite par
la perturbation électromagnétique qui accompagne l'éclair, du matériel électronique, en
particulier dans les avions. La protection contre ces nuisances, amorcée avec l'invention du
paratonnerre, est l'objet de recherches très actives.
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Les corrélats
éclair
foudre
météorologie - Nuages et précipitations
nuage
paratonnerre
perturbation - 1.MÉTÉOROLOGIE
précipitation - 2.MÉTÉOROLOGIE
variations climatiques