À propos des « Gros positifs »

[Ryusei]

Bonjour,

 

Récemment j'ai vu, à deux reprises, passer dans les actualités des articles mentionnant des impacts de foudre « vingt fois supérieurs à la moyenne ».  D'une part à Lavaurette, avec un impact culminant à 516kA, et plus récemment, à La Peyratte, d'une intensité de 517kA.

 

Curieux de nature, je suis aussitôt allé regarder la signature radar des orages en question :

 

 

 

 

Pour l'orage de Lavaurette, l'animation radar montre un effet d'enroulement, à peu près situé proche du lieu de l'impact.

Dans les deux cas, il ne s'agit pas d'orages supercellulaires, mais d'orages plus typiques et peu organisés.

 

Qu'est-ce qui, dans de tels orages, rend propice la chute de tels impacts de foudre ?  En toute logique, un orage de nature supercellulaire, avec ses puissants courants ascendants et descendants, serait plus apte à générer de tels impacts, or généralement les supercellules produisent des positifs en grandes quantités, mais d'une intensité restant toujours proche des 100-150kA pour les plus gros.

 

En parlant des supercellules, les Landes ont été traversées ce Mercredi 25 Juin par un orage de cette nature, ayant généré de fortes chutes de grêle.

Cet orage, qui m'a frôlé, m'a alerté de par une caractéristique : il était muet.  J'entends par là que j'entendais à peine quelques roulements de tonnerre, mais très assourdis et lointains, comme si des intras ne se manifestaient que dans les parties supérieures du cumulonimbus.  En regardant la carte des impacts sur Meteologix, cet orage n'aura généré que quelques impacts négatifs très peu puissants (et un positif à 37kA), sur tout son périple, avant de s'éteindre en pénétrant le Lot-et-Garonne.

Qu'est-ce qui a à ce point inhibé l'activité électrique ?  En dépit des gros grêlons que cet orage a été capable de produire.

 

Merci d'avance pour vos réponses !  (et je sais déjà que « ça dépend de beaucoup de facteurs », si vous comptiez l'écrire)

 

[alex44]

Je réagis à ton post, effectivement ces derniers temps avec l’apparition au grand public des données fournies par Keraunos et Meteologix on voit fleurir les coups de foudre présentant des intensités très importantes (> 300kA).

C’était déjà le cas auparavant mais de manière beaucoup moins médiatisée. Ces valeurs n'étaient par ailleurs jamais communiquées en

Réseaux de détection foudre (Météorage)

 

Il faut savoir que ces valeurs sont établies à partir de l’amplitude crête du champ électrique mesuré par les récepteurs (en V/m)  - récepteurs basés un peu partout sur le territoire - et à le convertir en courant (kA) : “le calculateur utilise une modélisation de l’arc en retour qui exprime la valeur d’un champ rayonné par une antenne verticale en fonction du courant qui circule dans l’antenne et de la distance à laquelle on mesure le champ. Ce modèle dit « Modèle de l’Antenne Filaire » a été calibré à partir de mesures effectuées sur des courants dans des éclairs déclenchés à Camp Blanding en Floride (USA) ou à partir de tours instrumentées“ [4]

 

Exemple d’une tour instrumentée DEHN [6]

 

Lors de ces essais, les courants maximums mesurés ont été de l'ordre de 60 kA. Donc on peut estimer que la relation est validée jusqu'à 60 kA, au-delà on rentre en territoire inconnu.

Cette calibration à partir de tours instrumentées implique “que dans l’absolu seuls les courants d’arcs subséquents négatifs délivrés par Météorage sont calibrés. En effet, les arcs obtenus par les méthodes de la foudre déclenchée ou les tours instrumentées possèdent exclusivement les caractéristiques des arcs subséquents négatifs naturels. Ainsi, il demeure une incertitude sur les valeurs des intensités calculées pour les premiers arcs négatifs, les arcs positifs et les décharges intra-nuageuses. ”

 

Formation des éclairs et caractérisations des composantes éclairs (Météorage)

 

Visualisation des composantes d'un éclair (SchneiderElectric)

Le champ électrique maximal pouvant exister d’après Vernon Cooray [2] est de 150kV/m, le courant maximal pouvant s’établir s’élève à 300 kA sous nos latitudes tempérées et jusqu’à 450-500 kA sous les tropiques.

Relation entre le champ électrique et le courant du premier arc en retour  [2]

Par ailleurs, les éclairs auront tendance en moyenne à être plus puissant en mer que sur terre (sur terre le champ va être atténué par les aspérités du terrain qui vont voir la formation d’un effet de pointe - feu de saint Elme / effet Corona -, et ces aspérités vont par ailleurs faciliter la formation de traceurs ascendants qui vont également contribuer à diminuer ce champ électrostatique).

 

Relation entre le champ électrique et le courant du premier arc en retour en tenant compte de l'influence de l'effet corona  [2]

-> D'ailleurs en parlant de paramètres influençant vis à vis des orages en mer, dans certaines études il est noté que la présence de NaCl (chlorure du sodium) aurait également un impact sur la structure électrique de l’orage [2]

 

Concernant la répartition des impacts,sur les carte de détection seuillées à 75kA et 100kA, la très grande majorité de ces intensités à lieu en mer ou au niveau de tropiques [7] :

Fréquence de  [7]

 

En résumé, on voit bien que sur ces éclairs affichant des valeurs de courant extrêmement importantes il va exister une grande incertitude, et qu’il conviendrait de ne pas trop s’attarder sur la valeur en elle-même sauf à vouloir lui faire dire tout et n’importe quoi. La valeur est probablement élevée mais pas sur les valeurs annoncées à plus de 450-500 kA.

Une étude à d'ailleurs montré que parfois il peut ne rien y avoir eu, avec une detection de "faux eclairs" [8].

Je sais qu’un débat est ouvert du côté des professionnels de la protection foudre (notamment récemment sur Linkedin où l’on a vu fleurir des posts basés sur les actualités de Keraunos), Météorage à réagi sur le sujet et notamment sur ces données.

 

Dans le domaine de la protection foudre, ces données nous sont utiles pour d’évaluer les possibilités de protection des ouvrages et de tenue du matériel (et particulièrement pour des sites sensibles type centrales nucléaires ou autre). Donc on suit attentivement les tendances sur l'évolution du foudroiement.

Voilà l’éclairage que je peux t’apporter de mon côté sur ce sujet !

 

Parmi les articles que j'ai balayé sur le sujet:

• [1]Calibration of a magnetic direction finding network using measured triggered lightning return stroke peak currents - Orville - 1991 - Journal of Geophysical Research: Atmospheres - Wiley Online Library

• [2]On the upper and lower limits of peak current of first return strokes in negative lightning flashes - ScienceDirect

• [3]Electric field magnitudes and lightning initiation in thunderstorms - Marshall - 1995 - Journal of Geophysical Research: Atmospheres - Wiley Online Library

• [4]Principe de calcul de l'intensité crête du courant d'arc | meteorage

• [5]Les différents systèmes de détection de la foudre - MétéoSuisse

• [6]LIGHTNING PROTECTION GUIDE 3rd updated Edition

• [7]Highly intense lightning over the oceans: Estimated peak currents from global GLD360 observations - Said - 2013 - Journal of Geophysical Research: Atmospheres - Wiley Online Library

• [8]CRITICAL ANALYSES OF LLS DETECTED VERY LARGE PEAK CURRENT LIGHTNING STROKES G. Diendorfer W 

[Météo78]

Le 28/06/2025 à 10:48, Ryusei a dit :

Qu'est-ce qui, dans de tels orages, rend propice la chute de tels impacts de foudre ? 

 

Il faut voir les orages comme de grands condensateurs (au sens électrique du terme) séparés du sol par un isolant (l’air).

 

Un orage classique, de petite taille avec une convection mature va « séparer » les charges électriques et ces différences de potentiel peuvent être ré-équilibrées par l’activité électrique (foudre…).
 

La proximité de ces différents potentiels entre eux et avec le sol limite leur accumulation trop importante et donne une activité électrique régulière, aux intensités électriques modérées.

 

Autre chose importante, les charges positives sont généralement rejetées vers le haut du Cb, et dans l’enclume (sous forme de cristaux de glace chargés positivement). Les décharges positives ayant une distance plus importante d’isolant à traverser, sont généralement plus fortes et plus rares que les négatives.

 

Dans le cas d’un orage mourant, d’un vieux système, la convection n’est plus entretenue. Les charges négatives s’épuisent en premier (les plus proches du sol), en revanche les charges positives s’étendent encore en grandes nappes (d’autant plus grandes que le système est vaste) qui entrent en subsidence par gravité. Des décharges rares mais de grande amplitude, positives, sont alors largement favorisées. Ce sont dans ces conditions que la plupart des « superbolts » sont observés.

Dans le cas d’une SC, le bouillonnement très intense va générer de très fréquentes décharges intranuageuses. C’est d’ailleurs l’une des signatures caractéristiques de ce genre d’orages sur les images des cartes d’activité électrique.

 

De même que pour les précédents exemples, l’accumulation de charges + au sommet et dans l’enclume favorisera les impacts positifs.

 

Dans certaines conditions (par exemple si l’enclume est fortement repoussée),

des charges négatives vont aussi se voir sur-représentées dans l’avant de la tour générant alors des extranuageux négatifs, typiques de ce que l’on voit régulièrement aux États Unis, ou dans les SC méditerranéennes.

[bernardt60]

Je savais que les "superbolts" sont observés  souvent en fin d'orage d'air chaud, d'ailleurs à la campagne, on le savait bien, mon père me disait une fois l'orage passé qu'il fallait toujours se méfier du dernier coup de semonce , et il n'était pas météorologue !

 

 

Par contre pour les 465 kA du Grand-Fougeray, on était en présence d'un ciel de traîne donc de cumulonimbus pouvant monter moins haut, je renvoie d'ailleurs sur ce post du topic suivi NO avec le ciel observé vers le 35 :

 

 

D'ailleurs il me semble bien avoir lu que c'est souvent dans le NO dans les traînes de saison froide que l'on peut observer les plus forts impacts donc pourtant avec  cumulonimbus à développement vertical limité par basse tropopause.  

 

[Météo78]

Je me rappelle d’un petit documentaire assez récent fait par un chasseur, expliquant que ces superbolts hivernaux étaient produits par l’étalement rapide des enclumes en altitude via le courant jet. Je n’arrive pas à le retrouver pour l’instant.

[_sb]

La notion de distance / altitude déjà évoquée peut se réemployer : en ciel de traîne, la masse d'air est théoriquement plus froide, les cristaux de glace sont présents à une altitude relativement plus basses que dans les Cb en air chaud.

En ciel de traîne, à l'arrière d'un front froid, des intrusions d'air plus sec peuvent être présentes à plus ou moins moyennes altitudes, amplifiant potentiellement les mouvements verticaux et, in fine, augmentant la charge électrique globale d'une partie du nuage.

La distance avec le sol est réduite et peut ainsi être vaincue plus facilement.

 

[meteomettra]

Le 04/08/2025 à 21:35, _sb a dit :

La notion de distance / altitude déjà évoquée peut se réemployer : en ciel de traîne, la masse d'air est théoriquement plus froide, les cristaux de glace sont présents à une altitude relativement plus basses que dans les Cb en air chaud.

En ciel de traîne, à l'arrière d'un front froid, des intrusions d'air plus sec peuvent être présentes à plus ou moins moyennes altitudes, amplifiant potentiellement les mouvements verticaux et, in fine, augmentant la charge électrique globale d'une partie du nuage.

La distance avec le sol est réduite et peut ainsi être vaincue plus facilement.

 

Je suis intéressé par la source si tu l'as sous la main, merci !

 

edit : oups, je n'ai pas vu que l'image avait un lien, merci !

Modifié mardi à 19:47 par meteomettra

[meteomettra]

Le 04/08/2025 à 00:34, Météo78 a dit :

Il faut voir les orages comme de grands condensateurs (au sens électrique du terme) séparés du sol par un isolant (l’air).

 

Un orage classique, de petite taille avec une convection mature va « séparer » les charges électriques et ces différences de potentiel peuvent être ré-équilibrées par l’activité électrique (foudre…).
 

La proximité de ces différents potentiels entre eux et avec le sol limite leur accumulation trop importante et donne une activité électrique régulière, aux intensités électriques modérées.

 

Autre chose importante, les charges positives sont généralement rejetées vers le haut du Cb, et dans l’enclume (sous forme de cristaux de glace chargés positivement). Les décharges positives ayant une distance plus importante d’isolant à traverser, sont généralement plus fortes et plus rares que les négatives.

 

Dans le cas d’un orage mourant, d’un vieux système, la convection n’est plus entretenue. Les charges négatives s’épuisent en premier (les plus proches du sol), en revanche les charges positives s’étendent encore en grandes nappes (d’autant plus grandes que le système est vaste) qui entrent en subsidence par gravité. Des décharges rares mais de grande amplitude, positives, sont alors largement favorisées. Ce sont dans ces conditions que la plupart des « superbolts » sont observés.

Dans le cas d’une SC, le bouillonnement très intense va générer de très fréquentes décharges intranuageuses. C’est d’ailleurs l’une des signatures caractéristiques de ce genre d’orages sur les images des cartes d’activité électrique.

 

De même que pour les précédents exemples, l’accumulation de charges + au sommet et dans l’enclume favorisera les impacts positifs.

 

Dans certaines conditions (par exemple si l’enclume est fortement repoussée),

des charges négatives vont aussi se voir sur-représentées dans l’avant de la tour générant alors des extranuageux négatifs, typiques de ce que l’on voit régulièrement aux États Unis, ou dans les SC méditerranéennes.

Expérimenté plein de fois en chasse (et je ne suis pas un grand chasseur), ça vaut vraiment le coup de rester sur une cellule en fin de vie et d'attendre LE dernier coup de foudre qui est souvent le plus photogénique ! souvent bien éloigné temporellement et spatialement des autres éclairs/coups de foudre de la même cellule.

[Thundik81]

il y a une heure, meteomettra a dit :

Je suis intéressé par la source si tu l'as sous la main, merci !

 

Voir le lien direct de l'image : https://doi.org/10.1029/2022JD038254

[_sb]

@Thundik81 est plus rapide que les superbolts !