La foudre en boule? Qu'est-ce que c'est?...

Voilà un troublant phénomène, dont l'existence même n'a pas toujours été admise. D'ailleurs, si vous en avez été témoin un jour, votre description m'intéresse...

Tintin, lui, connaît bien:

Un boule lumineuse flottante dans les airs, au comportement totalement imprévisible, pouvant pénétrer dans les maisons, et y semant la pagaille...

Peu de photographies convaincantes circulent. Une des plus célèbre est probablement celle qu'en a prise un étudiant, à Nagano, en 1987:

Mais même celle-ci parait étrange, avec sa trace de bougé sur la trajectoire de la boule, alors que le paysage, lui, est net. Ne serait-ce pas plutôt une surimpression de 2 images, un éclair bougé et un paysage net? Mais il aurait alors fallu que l'éclair dure longtemps pour donner un tel bougé... Donc, doute...

Ceci dit, il est relativement facile de reproduire en "laboratoire" des phénomènes lui ressemblant. J'insiste sur le terme "ressemblant", car il n'est pas du tout certain que cela corresponde à la même chose. Cependant, cela permet de produire à moindre frais du plasma, qui semble bien être le matériau le plus approchant de cette fameuse foudre en boule.

Il est bien entendu que l'expérience qui suit n'engage pas la responsabilité de l'auteur sur les dégâts éventuellement occasionnés au matériel, aux personnes, et au pâté de maison. Que les choses soient clair: soyez prudents, même si l'ayant pratiquée de multiples fois, cette expérience ne m'a jamais donné aucune source d'inquiétude, tout en étant cependant impressionnante...

Il vous faut: un four à micro-ondes, un cure dent en bois, 4 rondelles de bouchon, un verre résistant, des allumettes. Le tout sera pratiqué dans une pièce bien aérée, des gaz indéfinissables pouvant être produits.

-Le montage ci-contre est placé au centre du four, et celui-ci est mis en route. Il n'est pas impossible que la flamme s'éteigne avant qu'il ne se passe quelque chose. Patienter 10s, si rien n'arrive, arrêter le four et recommencer. Eviter les fonctionnements trop longs "à vide".

Voici ce à quoi s'attendre:

En cliquant ici, vous pouvez visionner une petite vidéo du phénomène (850 ko). Le codec Divx4.0 est là.

Un crépitement à lieu, une boule lumineuse s'élève dans le verre, elle peut-être bleue ou orangée. Un fort bourdonnement est audible, probablement dû aux dilatations et contractions du gaz chaud, en rythme avec les pulsations du four. Eviter de laisser le phénomène durer plus de 5 ou 6s, le verre risque d'éclater: l'arrêt du four entraîne la fin immédiate du phénomène...

Ouvrir enfin le four, aérez-le, ainsi que la pièce. Attention, le verre est probablement très chaud...

Vous venez donc de fabriquer une boule de plasma, du gaz dont la plupart des atomes sont ionisés. La recombinaison des ions et des électrons produit une émission lumineuse. L'epérience fonctionne aussi avec d'autres protocoles: un petit morceau de charbon totalement éteint, à la place du bout de bois enflammé, déclenche aussi les mêmes phénomènes, un peu plus chaotiques cependant.

Mais dans la nature, qu'est-ce qui pourrait entretenir le phénomène? Pourquoi la boule "naturelle" reste t-elle, d'après les témoins, à proximité du sol, alors que l'artificielle s'élève à tous les coups? De nombreuses questions et peu de réponses encore...

Les recherches en se domaine s'orientent actuellement vers deux approches:

-Un arc électrique est créé sur un substrat de silicates (un "modèle" du sol naturel), et la boule de plasma formée est entrenue par des micro-ondes et par des réactions d'oxydations apparemment:

Ce montage a également permis de montrer la présence de nanoparticules dans la boule de plasma. References [1] J. Abrahamson and J. Dinniss, Nature, 403, 519 (2000). [2] V. Dikhtyar and E. Jerby, Phys. Rev. Lett., 96, 045002 (2006). Principle Publications and Authors J.B.A. Mitchell (a), J.L. LeGarrec (a), M. Sztucki (b), T. Narayanan (b), V. Dikhtyar (c), E. Jerby (c), Evidence for nanoparticles in ball-lightning-like fireballs observed by synchrotron X-ray scattering, Phys. Rev. Lett. 100, 065001 (2008). (a) Université de Rennes I (France) (b) ESRF (c) Tel Aviv University, Israel.

-Et de curieuses expériences utilisant de fortes décharges de condensateurs sous l'eau, qui ont donné des résultats étonnants. Voir ici pour une description de l'expérience et des résultats. Ou là pour un résumé sommaire.

Quoiqu'il en soit, on en est ici aux balbutiements de la compréhension de ce qui se passe dans ce bizarre et rare phénomène. Mais chaque amateur peut faire avancer les connaissances, ce qui n'est plus vraiment le cas dans la plupart des domaines un peu pointus de la physique, cela peut-être une motivation...

Et en plus, c'est joli...