Ce laser à tir rapide détourne les coups de foudre (vidéo)

Un faisceau laser (vert) tire dans le ciel le long de la tour de télécommunication de 124 mètres de haut sur la montagne Säntis dans les Alpes suisses. Crédit : TRUMPF/Martin Stollberg

La technologie qui produit 1 000 impulsions de lumière par seconde fait que les éclairs changent de cap haut dans les Alpes.

Un laser à déclenchement rapide peut détourner les coups de foudre, ont montré des scientifiques pour la première fois dans des expériences en conditions réelles. Les travaux suggèrent que les faisceaux laser pourraient être utilisés comme paratonnerres pour protéger les infrastructures, mais peut-être pas de si tôt.

« La réalisation est impressionnante étant donné que la communauté scientifique travaille dur pour atteindre cet objectif depuis plus de 20 ans », déclare Stelios Tzortzakis, physicien laser à l’Université de Crète, en Grèce, qui n’a pas participé à la recherche. « Si c’est utile ou non, seul le temps peut le dire. »

Les paratonnerres métalliques sont couramment utilisés pour détourner les coups de foudre et dissiper leur charge en toute sécurité. Mais la taille des tiges est limitée, ce qui signifie qu’il en va de même pour la zone qu’elles protègent.

Les physiciens se sont demandé si les lasers pouvaient améliorer la protection, car ils peuvent atteindre plus haut dans le ciel qu’une structure physique et peuvent pointer dans n’importe quelle direction. Mais malgré des démonstrations réussies en laboratoire, les chercheurs n’ont jamais réussi auparavant dans des campagnes sur le terrain, dit Tzortzakis.

Boulon du bleu

Pour changer cela, un groupe d’environ 25 chercheurs a mis en place le projet Laser Lightning Rod, qui a testé un laser haute puissance de 2 millions d’euros (2 millions de dollars) spécialement créé dans les Alpes suisses. Les scientifiques ont placé le laser à côté de la tour de télécommunications du Säntis, fréquemment frappée par la foudre. 

« C’est l’un de ces projets dont tout le monde attendait les résultats », déclare Valentina Shumakova, physicienne des lasers à l’Université de Vienne.

Un faisceau laser suffisamment intense peut créer un chemin conducteur pour que la foudre descende, tout comme un fil métallique. Les physiciens pensent qu’il le fait en modifiant les propriétés de l’air afin que le faisceau se concentre en un filament fin et intense. Cela chauffe rapidement l’air, réduit sa densité et crée un chemin favorable pour la foudre. 

« C’est comme percer un trou dans l’air avec le laser », explique Aurélien Houard, physicien au Laboratoire d’optique appliquée de Paris, qui a dirigé le projet.

Plutôt que d’essayer de détourner la foudre de la tour, les expériences du Säntis ont été conçues pour montrer que le laser pouvait guider la trajectoire d’une frappe à travers le paratonnerre de la structure. À l’avenir, des faisceaux similaires guideraient les frappes loin des installations sensibles et vers un paratonnerre éloigné, explique Houard.

Foudre guidée

En 10 semaines d’observation, l’équipe a repéré le laser canalisant 4 éclairs pendant 6 heures d’orages. Une caméra à grande vitesse a clairement montré une frappe suivant la ligne droite du faisceau laser, plutôt que de prendre un chemin de ramification.

« Pour 100 % des frappes où le laser était présent, nous avons mesuré un effet du laser », précise Houard. Mais Tzortzakis note que le laser a également été actif pendant de nombreuses heures sans canaliser les frappes. Cela suggère que bien que le laser ait détourné la foudre, il n’a pas forcé les nuages ​​orageux à se décharger, ce qui serait une meilleure stratégie de protection, dit-il.

Le dernier effort a réussi là où d’autres avaient échoué, dit Tzortzakis, car la tentative précédente avait utilisé un laser qui ne tirait que quelques impulsions par seconde. Cette équipe a utilisé un laser spécialisé qui déclenche 1 000 impulsions à haute énergie par seconde, ce qui aurait augmenté ses chances d’intercepter la foudre.

« Cependant, le fait que le laser du projet soit unique en son genre est également sa plus grande limitation, car il faudra du temps pour réduire le système et le rendre moins cher et plus pratique », explique Houard.

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