La foudre est-elle toujours précédée d'un bourdonnement "d'abeilles"?

[Bigben 007]

Bonjour à tous!

La foudre... c'est beau... et dangereux, mais essentiel au mécanisme en jeu dans les orages.

Rapidement:

-Le nuage d'orage s'appelle un cumulonimbus.
-La foudre est un déplacement de charges électriques (plasma?) du nuage au sol. (C'est ce mécanisme qui m'intéresse.)
-Les mouvements des charges sont dues à l'électricité statique >> tension, déficit et excès d'électrons. Cela est due à la glace d'eau que contient le nuage: les grêlons se percutent violemment et s'arrachent des électrons.
-Le haut du cumulonimbus est chargé positivement (déficit d'électrons), le bas négativement (excès) et le sol s'électrise: les électrons migrent vers le bas et il apparaît, de ce fait, une charge positive au sol.
-Les électrons "veulent" équilibrer les charges et c'est... la décharge!
Mes questions:

1) Cette vision est-elle (globalement) correct? (Vaut mieux partir sur de bonnes bases)
2) Comment ce fait-il que quelques secondes avant que la foudre frappe on entends les abeilles? (perturbations de l'air)

Merci de votre attention.
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[LPFR]

Bonjour.

-Le nuage d'orage s'appelle un cumulonimbus.
==>oui
-La foudre est un déplacement de charges électriques (plasma?) du nuage au sol. (C'est ce mécanisme qui m'intéresse.)
==> Grosso modo, oui. C'est une (grosse) étincelle. Il y a du courant qui passe dans l'air par le plasma créé pas les "étincelles" précurseurs.
-Les mouvements des charges sont dues à l'électricité statique >> tension, déficit et excès d'électrons.
==> à l'origine oui c'est de l'électricité statique. Mais quand le courant circule (dans la foudre) ce n'est plus de l'électricité statique: c'est du courant.
-Cela est due à la glace d'eau que contient le nuage: les grêlons se percutent violemment et s'arrachent des électrons.
==> Non. Pas tout à fait. C'est bien du aux grêlons mais pas au fait qu'ils se percutent. Dans la descente les électrons sont écartés et les ions positifs capturés. Mais le mécanisme de la charge des nuages n'est pas totalement compris (à ma connaissance).
-Le haut du cumulonimbus est chargé positivement (déficit d'électrons), le bas négativement (excès) et le sol s'électrise: les électrons migrent vers le bas et il apparaît, de ce fait, une charge positive au sol.
==> Oui, mais en fait tout le nuage est négatif, même si le bas est plus négatif que le haut.
-Les électrons "veulent" équilibrer les charges et c'est... la décharge!
==> Il n'y a pas que les électrons. Les charges positives aussi "veulent" l'équilibre.

Mes questions:

1) Cette vision est-elle (globalement) correct? (Vaut mieux partir sur de bonnes bases)
==> oui, en gros, oui.
2) Comment ce fait-il que quelques secondes avant que la foudre frappe on entends les abeilles? (perturbations de l'air)
==> Ça, première nouvelle. Je crois que c'est un mythe. Ceci dit, il est possible que, peut-être, parfois, un jour, on entende ou on voit ce qu l'on appelle une "décharge silencieuse" (silencieuse par rapport au tonnerre). Vous pouvez entendre ce type de décharge sous les lignes à haute tension. C'est un bruit blanc, un grésillement. Ce n'est pas, en aucun cas, un bourdonnement.
Ces décharges silencieuses peuvent se voir (il parait) et constituent le "feu de saint Elme" craint des marins de la marine à voile.

Au revoir.

[invite61c21e86]

==> Ça, première nouvelle. Je crois que c'est un mythe.

Le bourdonnement avant, c'est comme la foudre en boule.

Elles se deplacent a quelle vitesse les charges?

[predigny]

...
Ces décharges silencieuses peuvent se voir (il parait) et constituent le "feu de saint Elme" craint des marins de la marine à voile.
...

Ces décharges en effluves doivent bien avoir un effet "mécanique" sur l'air et s'accompagnent sans doute d'effets sonores audibles si l'on est proche (quelques mètres). Je crois que les alpinistes connaissent aussi ces effets et les craignent car ils peuvent être les précurseurs d'une décharge violente ; 20000 A dans le piolet, c'est toujours très désagréable.

[A voir en vidéo sur Futura]

[LPFR]

Ces décharges en effluves doivent bien avoir un effet "mécanique" sur l'air et s'accompagnent sans doute d'effets sonores audibles si l'on est proche (quelques mètres). Je crois que les alpinistes connaissent aussi ces effets et les craignent car ils peuvent être les précurseurs d'une décharge violente ; 20000 A dans le piolet, c'est toujours très désagréable.

Re.
Vous avez probablement raison. Toutes les décharges silencieuses que j'ai vues, je les ai aussi entendues.
Ce qui est curieux est que dans les descriptions de la littérature (littéraire) je n'ai jamais remarqué que l'on fasse mention du bruit dans le feu de saint Elme. On pourrait attribuer cela au manque de connaissances des écrivains, mais pas dans le cas de Melville (dans Moby Dick). L'autre explication est que le bruit était couvert par les bruits habituels des voiliers.
A+

[invite61c21e86]

Re.
Toutes les décharges silencieuses que j'ai vues, je les ai aussi entendues.

Euh, a entendu le silence le monsieur?

[f6bes]

Bjr Péra,
Parle t on de "décharge" pour le "son" ?? Certainement que non !
Des décharges électriques" silencieuses" , là ça existe.
Mais LFPR sera à meme de t'expliquer cela mieux que moi, j
je n'en doute pas .
Bonne journée

[invite61c21e86]

Bjr Péra,
Parle t on de "décharge" pour le "son" ??

Ok la foudre n'est pas une decharge, et on ne l'entends pas.
Deja que je n'avais aps tout compris... La c'est la cata.

[LPFR]

Bonjour.
Oui, comme je l'ai dit, les "décharges silencieuses" font du bruit, et comme je l'ai aussi dit, elles sont silencieuses par rapport au claquement d'une étincelle. D'où leur nom.
Quand vous mettez les pointes de décharge d'une machine ou d'un générateur électrostatique à une distante telle que l'étincelle ne puisse pas se produire, vous voyez dans la pénombre des petits "fils" bleus sortir des pointes et vous les entendez. C'est une sorte de grésillement.

La raison est que le champ électrique à la surface du conducteur dépasse le champ maximum de l'air. Des molécules de l'air sont ionisées et cela crée une nouvelle "pointe" d'air conducteur qui ionise à son tour d'autres molécules. Ce sont des petites étincelles qui ne vont pas très loin: quelques millimètres (du moins celle que j'ai vu). La lumière que l'on voit est surtout celle des électrons qui reviennent neutraliser des molécules ionisées.

Comme je l'ai aussi dit, vous pouvez entendre ces "décharges silencieuses" sous les lignes à haute tension. Elles sont dues aux décharges que qui se produisent du fait que le diamètre des fils est tel que le champ électrique à la surface des câbles est supérieur à la tension de rupture diélectrique de l'air. Et comme les câbles changent de polarité 50 fois par seconde, il leur faut, 100 fois par seconde créer une zone conductrice autour d'eux chargée à leur potentiel (ou presque).
Si vous avez la possibilité, allez voir les exposées su l'électricité statique au Palais de la Découverte. Ils ne parlent pas de décharge silencieuse, mais vous pourrez l'entendre pendant l'exposé.
Et, au lieu de me prendre pour un idiot, M. Pera, vous pourriez simplement poser les questions sur de choses qui vous paraissent curieuses du fait que vous n'avez pas eu l'occasion de les constater et de les comprendre. Vous aurez de très fortes chances d'avoir l'explication. Je ne parle que des choses que je connais.
Au revoir.

[invite61c21e86]

Et, au lieu de me prendre pour un idiot, M. Pera,

Ah ok, je t'ai pris pour un idiot, susceptible, toi non?

vous pourriez simplement poser les questions sur de choses qui vous paraissent curieuses du fait que vous n'avez pas eu l'occasion de les constater et de les comprendre.

Je pensais que j'avais mis un point d'interrogation....

Je ne parle que des choses que je connais.

Tu veux que je te dise que tu es loquace?

Coridalement,

[f6bes]

Bjr Péra,
T'as une certaine propention à "t'attaquer" à un peu tout le monde sur ce forum.
J'ai été le premier, tu as eu qq avertissements, mais t'as pas l'air de vouloir en tenir
compte.
Si t'es pas capable (ou tu le fais scienment !) de te contenir ,il se peut que tu disparaisses de Futura.T'as l'air de chercher le "carton rouge" !
Bionne journée

[invite61c21e86]

serieux je l'ai pris pour un idiot?

excusez-moi de poser des questions!

[G0D]

Il existe aussi de nombreux autre type de foudre. Certains se produisent au-dessus du cumulonimbus car lorsque le champ électrique est suffisamment puissant et que l'air suffisamment ténu, les électrons vont accélérer et atteindre la vitesse nécessaire pour transporter leur énergie cinétique dans les molécules qu'ils rencontrent (et) bam un flash lumineux généralement rouge qui ne dure que quelques milisecondes.
Semblerait-il qu'il possible de voir ces derniers lorsque l'on situé au-dessus du nuage...

[edit] Pour le bourdonnement dont on parle. Es-ce semblable au bruit de la soudure? Sinon, ça me dit effectivement quelquechose lorsque je suis passé très proche d'une ligne HT.

A+

[obi76]

serieux je l'ai pris pour un idiot?

excusez-moi de poser des questions!

Il y a l'art et la manière de les poser les questions.

[predigny]

...
[edit] Pour le bourdonnement dont on parle. Es-ce semblable au bruit de la soudure? ...

Non, pour la soudure électrique il y a un arc électrique. Là on parle de quelque chose qui ressemble à l'effet corona. http://fr.wikipedia.org/wiki/Effet_corona Ceux qui jadis ont bricolé des postes de TV connaissent bien cette odeur d'ozone et ce petit sifflement qu'il y avait en haut de la diode redresseuse THT quand on enlevait le capuchon protecteur et que l'on approchait un tournevis. De nos jours tous est moulé dans le plastique et on met rarement les mains dans une TV !

[stefjm]

De nos jours tous est moulé dans le plastique et on met rarement les mains dans une TV !

M'enfin, j'ai refait les soudures de la mienne de 15 ans et c'est reparti pour antant...
D'accord, je suis un mauvais consomateur qui plombe exprès la croissance.

[Bigben 007]

Re-Bonjour!

==> Oui, mais en fait tout le nuage est négatif, même si le bas est plus négatif que le haut.

Je ne comprend pas très bien... Si tout le nuage est négative cela signifie qu'il y a un excès d'électrons. D'où viennent ces électrons? Si ils viennent du nuage alors l'endroit d'où ils arrivent est en déficit et au final le nuage est neutre. Comment ce fait-il qu'il soit négatif?

==> Il n'y a pas que les électrons. Les charges positives aussi "veulent" l'équilibre.

Mes excuses aux charges positives (ions positifs).


Il me semble que Frison Roche parle des "abeilles" dans son livre Premier de cordée... il faut que je vérifie.

Ce phénomène est-il bien le feu de saint Elme? Dans le cas des abeilles l'air est-il déjà ionisé qu'on entende ce bourdonnement?

Hypothèse:

Les charges s'accumulent: négatives au bas du nuage et positive au sol. L'air offre une certaine résistance au passage d'un courant dont le but serait d'équilibrer les charges. Comparons l'air à un conducteur ohmique dans un circuit électrique. Si la tension est faible elle ne donne pas sufisement d'énergie aux charges pour traverser cette résistance, si elle est suffisante c'est la décharge! Maintenant, prenons le cas où la foudre va frapper dans quelques secondes, que se passe-t-il? La tension n'est pas tout à fait suffisante mais... un très faible courant commence à passer, celui-ci perturbe l'air qui en vibrant fait penser aux "abeilles". Les charges s'accumulent encore, la tension augmente et finalement la foudre frappe.

Peut-on me dire si cette vision s'approche de la réalité? Ma comparaison air/résistance est-elle correcte?

Merci de restez dans le sujet et pour vos réponses.

[LPFR]

[CENTER]
Les charges s'accumulent: négatives au bas du nuage et positive au sol. L'air offre une certaine résistance au passage d'un courant dont le but serait d'équilibrer les charges. Comparons l'air à un conducteur ohmique dans un circuit électrique. Si la tension est faible elle ne donne pas sufisement d'énergie aux charges pour traverser cette résistance, si elle est suffisante c'est la décharge! Maintenant, prenons le cas où la foudre va frapper dans quelques secondes, que se passe-t-il? La tension n'est pas tout à fait suffisante mais... un très faible courant commence à passer, celui-ci perturbe l'air qui en vibrant fait penser aux "abeilles". Les charges s'accumulent encore, la tension augmente et finalement la foudre frappe.

Peut-on me dire si cette vision s'approche de la réalité? Ma comparaison air/résistance est-elle correcte?

Bonjour.
On peut toujours comparer l'air à une résistance. De valeur très élevée, évidemment. Et en fait, suivant le Feynman, il y un courant moyen permanent à travers l'air (si mes souvenirs sont bons quelque chose comme 50 μA/m², mais je ne suis pas sur du chiffre). Ce courant compense celui de la foudre. Et de sens opposé.

La machine électrostatique du nuage ne peut pas créer une charge nette dans le nuage. D'où viendrait-elle? Elle se contente de séparer les charges en chargeant plus positive le haut que le bas. Puis, quand la foudre fait passer une partie de la charge à terre, le nuage devient plus positif.
Je vous conseille de lire l'explication du Feynman. Elle n'est pas complète (il le dit dans le texte), mais elle est sûrement plus claire que la mienne.
Quant aux abeilles, l'air ne se met pas à vibrer. Dans le cas des décharges silencieuses qui sont un autre nom de l'effet corona et du feu de saint Elme, ce que l'on entend n'est pas les vibrations de l'air, mais les multiples éclats de minuscules étincelles.
Au revoir.

[Pio2001]

Est-ce la même chose pour le bruit des lignes à haute tension ?

Le bruit d'une étincelle est provoqué par la chaleur qui dilate l'air. Mais j'ai entendu dire que le bruit des lignes haute tension était provoqué par le craquage des molécules de O2 et/ou de N2, qui, sous l'effet du champ éléctrique se séparent en atomes 2O et/ou 2N. Le gaz monoatomique ayant un volume molaire différent du gaz diatomique, cela provoque une onde de compression ou de décompression audible.

[LPFR]

Est-ce la même chose pour le bruit des lignes à haute tension ?

Le bruit d'une étincelle est provoqué par la chaleur qui dilate l'air. Mais j'ai entendu dire que le bruit des lignes haute tension était provoqué par le craquage des molécules de O2 et/ou de N2, qui, sous l'effet du champ éléctrique se séparent en atomes 2O et/ou 2N. Le gaz monoatomique ayant un volume molaire différent du gaz diatomique, cela provoque une onde de compression ou de décompression audible.

Bonjour.
En aucun cas le champ électrique dont on parle peut dissocier des molécules. Rien que pour ioniser une molécule il faut des champs que l'on n'atteint que dans le "microscope atomique". Donc, l'histoire de dissociation c'est définitivement non.
Ce que l'on entend ce sont des petites étincelles que l'on peut voir. Ces étincelles se créent quand le champ est suffisamment grand pour accélérer des électrons suffisamment pour qu'ils ionisent des molécules (ici ce n'est pas le champ qui ionise). Dans ces étincelles il es possible qu'une fraction infime de molécules se dissocie par la température locale. Mais je ne suis pas sur de cela.
Au revoir.

[obi76]

Dans ces étincelles il es possible qu'une fraction infime de molécules se dissocie par la température locale. Mais je ne suis pas sur de cela.
Au revoir.

C'est même sur, dans les moteurs les bougies ne font pas "que" chauffer localement le mélange (peu efficace pour déclencher une réaction), mais créé carrément des radicaux libres qui entraînent beaucoup plus rapidement une réaction car leur densité est bien plus grande que s'ils étaient créés par les collisions moléculaires.

[LPFR]

C'est même sur, dans les moteurs les bougies ne font pas "que" chauffer localement le mélange (peu efficace pour déclencher une réaction), mais créé carrément des radicaux libres qui entraînent beaucoup plus rapidement une réaction car leur densité est bien plus grande que s'ils étaient créés par les collisions moléculaires.

Re.
Peut-être, mais je ne vois quel mécanisme, autre les collisions avec des électrons accélérées et l'élévation de la température, peut se produire.
A

[obi76]

Ben soit les électrons en passant augmenteront localement la température et ce sont ensuite les collision qui créeront des radicaux, soit c'est une ionisation directe par le passage des électrons (non ?)

[LPFR]

Ben soit les électrons en passant augmenteront localement la température et ce sont ensuite les collision qui créeront des radicaux, soit c'est une ionisation directe par le passage des électrons (non ?)

Re.
Oui, je suis d'accord. J'insistais sur le fait que ce n'est pas le champ en lui même qui peut créer des radicaux libres.
A+