L’électricité dans la nature

La foudre

Foudre

Lorsque la foudre frappe, l’éclair et le tonnerre se produisent simultanément. Si l’éclair se propage à la vitesse de la lumière, le tonnerre, lui, circule à la vitesse du son, soit 866 000 fois plus lentement. C’est ce qui explique le délai entre les deux phénomènes.

La décharge de la foudre peut dépasser 30 millions de volts – l’équivalent de 2,5 millions de batteries de véhicule automobile.

Chaque seconde entre un éclair qui touche le sol et le coup de tonnerre correspondant représente 300 mètres. Ainsi, s’il s’écoule trois secondes entre les deux, c’est que la foudre est tombée à 900 mètres.

La foudre est une décharge d’électricité statique qui survient en raison du frottement entre elles d’un très grand nombre de gouttelettes d’eau dans l’air.

Poissons électriques

Des espèces de poissons, notamment l’anguille électrique et certains types de raies et de poissons-chats, possèdent des organes émetteurs d’électricité.

Ils utilisent des décharges électriques pour paralyser leur proie, se défendre ou s’orienter.

L’anguille électrique, ou gymnote, qui vit dans les rivières d’Amérique du Sud, produit suffisamment d’électricité pour allumer 12 ampoules de 40 watts.

Tempêtes solaires

Environ tous les 11 ans, l’activité du Soleil s’intensifie. Les tempêtes qui se créent alors sur sa surface perturbent le champ magnétique de la Terre. Ces orages magnétiques peuvent causer de graves problèmes pour les réseaux de transport d’électricité.

Le hoquet du Soleil

Les cycles solaires sont des phénomènes complexes encore assez mal connus. Les scientifiques ont néanmoins constaté que le nombre de taches sombres qui apparaissent à la surface de l’astre atteint son maximum environ tous les 11 ans. On observe ces taches depuis près de quatre siècles, soit depuis l’invention du télescope. Elles sont à l’origine d’éruptions solaires qui libèrent brusquement d’énormes quantités d’énergie. Les plus fortes sont aussi puissantes que 40 milliards de bombes atomiques ! Cette énergie réchauffe les gaz environnants, et d’immenses bulles de matière extrêmement chaude sont éjectées du Soleil. Ces nuages de plasma, c’est-à-dire des masses de protons, d’électrons et d’autres particules, peuvent frapper la Terre.

Destination Terre !

Le plasma en provenance du Soleil voyage à une vitesse fantastique, de 300 à 1 200 km/s ! Mais il faut quelques jours à ce vent solaire pour franchir les 150 millions de kilomètres qui séparent le Soleil de la Terre. On sait que les photons atteignent la Terre en huit minutes, alors que les particules chargées prennent de deux à cinq jours pour y parvenir. Heureusement, le champ magnétique de notre planète fait dévier la majeure partie d’entre elles. Celles qui pénètrent dans l’atmosphère génèrent de puissants courants électriques dont l’intensité et le parcours varient. Ces courants circulent à une centaine de kilomètres d’altitude, soit dans l’ionosphère, pendant quelques minutes, quelques heures ou même quelques jours. Ils causent le magnifique phénomène qu’on appelle aurores boréales dans l’hémisphère Nord et aurores australes dans l’hémisphère Sud.

Les aurores polaires
Les aurores polaires (boréales et australes) sont un bombardement stellaire haut en couleurs et d’une beauté saisissante, un des spectacles les plus fantastiques que nous offre la nature.

Malheureusement, ce spectacle brillant et coloré n’est pas le seul effet du vent solaire. Les courants électriques dans l’ionosphère font varier rapidement l’intensité du champ magnétique terrestre et déclenchent ce qu’on appelle des orages magnétiques. Ils induisent aussi dans la croûte terrestre des courants qui cherchent à circuler par tout ce qui est un bon conducteur : rails de chemin de fer, pipelines, câbles transocéaniques et lignes électriques.

Les lignes d’un réseau de transport d’électricité sont raccordées au sol par les mises à la terre des transformateurs et offrent ainsi un trajet de moindre résistance. Le courant produit par les orages magnétiques passe donc par les transformateurs, qui ne sont pas conçus pour le supporter. Il se produit alors des distorsions de l’onde électrique. L’équipement de protection perçoit l’anomalie comme une surtension ou une surcharge et désactive inutilement les appareils nécessaires au transport de l’électricité, ce qui peut entraîner des pannes.

Effets secondaires

Les orages magnétiques ont un impact sur bien plus que les lignes de transport électrique. Ils peuvent perturber les satellites, les communications radio, les téléphones cellulaires, les émissions VHF de la télévision et les communications à ondes courtes. Ils peuvent aussi corroder les pipelines de gaz naturel et de pétrole. On a même vu les dispositifs de signalisation de traverses de chemin de fer s’activer !

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