La couleur tombée du ciel

"Le ciel est joli comme un ange."

Arthur Rimbaud

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Bonjour,
Aujourd'hui : "La couleur tombée du ciel"
Où l’on découvre que les éclairs peuvent aussi frapper le ciel.

6 juillet 1989, États-Unis. Le physicien John Wincker ne comprend pas ce qu’il voit. Sur le film que lui et son équipe ont tourné la veille pour documenter le décollage d’une fusée, il aperçoit à trois reprises une étrange lumière rouge. Seraient-ce des éclairs ? Après tout, il y avait de l’orage.

Première image couleur d'un sprite, prise depuis un avion, 1989, photo : Eastview
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Non ! On voit bien les éclairs sur les images, mais les lumières apparaissent bien au-dessus, aux limites de l’espace… John vient de découvrir par hasard un phénomène lumineux inconnu : les "sprites" (ou "phénomènes lumineux transitoires", ou encore sylphes, farfadets…).

Sprites observés depuis Antibes, 2020, photo : Denis Huber
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Mais par quoi sont-ils causés ? Eh bien, par… la foudre ! Lors d’un orage, les particules de glace du cumulonimbus se cognent les unes aux autres, s’arrachant mutuellement des électrons (des particules de charge électrique négative) : on dit qu’elles s’ionisent.

Ainsi, le bas d’un cumulonimbus est chargé négativement et le haut positivement, comme une pile électrique géante.

Découvrir comment se forme un éclair, 2016 (vidéo C'est pas sorcier)
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Or, qui dit pile électrique dit courant. Quand il frappe le sol, c’est la foudre ! Brutalement, une grande quantité de charges négatives est transférée à la terre, provoquant un déséquilibre entre le haut (toujours chargé positivement) et le bas du nuage (qui vient de perdre ses charges négatives).

Foudre, photo : Breno Machado
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Et ce déséquilibre doit être comblé. Dans l’instant qui suit la foudre, les charges positives du haut du nuage vont migrer à grande vitesse vers les couches supérieures de l’atmosphère.

Là, elles vont percuter les molécules de gaz et leur transférer une part de leur énergie. Cette énergie va être immédiatement rendue sous forme de lumière, de plus en plus rouge avec l’altitude. C’est le sprite !

Illustration Sciencetips
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Mais inutile de prendre l’avion ou d’affronter les éléments pour observer ce phénomène. Cette fluorescence des gaz sous l’influence d’un courant électrique est connue depuis bien longtemps, dans les tubes néons par exemple. La vérité sur les farfadets était en fait beaucoup plus proche que nous ne le pensions…