Depuis des siècles, la foudre frappe le sol et terrorise les humains. Pour expliquer ce phénomène et pour s’en protéger, les Hommes invoquaient leurs divinités. Dans toutes les civilisations, la foudre était en effet associée à la colère des Dieux et à la notion de châtiment pour les péchés. Au cours du XVII ème siècle, les pensées vont évoluer ; puis au XVIII ème, les découvertes scientifiques aident à mieux connaître la foudre.

De l’Antiquité au XVII ème siècle : croyances et théories

     1) Mythologie

La plus ancienne des divinités concernant la foudre qu’on a retrouvée représentée sur un sceau de Babylone, remonte à 2000 ans avant Jésus-Christ. Il s’agit d’un Dieu tentant de contrôler les précipitations accompagnées de décharges électriques et qui gouverne les météores représentés avec un fouet et tiré sur un char. Une divinité féminine tient dans sa main le feu du ciel.

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En Grèce, 900 ans avant Jésus-Christ, le dieu de la foudre autrement appelé Dieu Teshup, apparaît avec une fourche trident qui représente la foudre dont le plus célèbre est Zeus 470 avant J-C.

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En Asie Mineure, chez les Phéniciens, le dieu kéraunique est Adad qui fouettait les nuages, jetait la foudre et apportait la pluie.

En Inde également, la foudre constitue un mythe. Indra est le dieu de la foudre. Cette divinité la plus populaire de la religion anéantissait ses ennemis avec la « vajra » foudre destructrice représentée en forme de hochet à plusieurs pointes. Le mythe est un combat entre le dieu et le démon expliquant comment la foudre d’Indra perce le nuage libérant les eaux.

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Par contre en Afrique, il n’y avait pas de représentation divine : le sorcier était censé détenir les clés de la foudre.

Autres exemples:

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Beaucoup de divinités étaient symbolisées par des forces de la foudre par le feu du ciel, représenté par un faisceau de flammes brandi par le dieu et la « pierre de foudre » ou fulgurite. Les anciens croyaient que ces pierres étaient précipitées du ciel par les dieux et qu’elles avaient une valeur sacrée. Il était dit que quiconque trouvait une fulgurite et la rapportait dans sa maison, était assuré du sommeil et du repos en toutes circonstances.

Les Gaulois avaient quelques idées pour se protéger de la foudre. En effet, ils plantaient leurs épées en terre, la pointe vers le haut, près des cours d’eau pendant qu’eux étaient allongés par terre. Les épées étaient une sorte de paratonnerre.

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     2) Le Moyen-âge

C’est seulement au Moyen-âge que les Hommes vont penser à se protéger de la foudre (la technique des Gaulois fonctionnait mal puisqu’au moins une des épées était touchée par la foudre).

Une vieille coutume des paysans consistait à introduire, par temps orageux, dans sa poche, une fulgurite et sa pioche en disant : « Pierre, pierre, garde-moi du tonnerre ».

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Mais ce sont surtout les Saints qu’on invoquait à cette époque, notamment Sainte Barbe associée au bruit et au feu, aujourd’hui patronne des pompiers, des artilleurs et des mineurs.

       

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Selon l’Eglise, les catastrophes naturelles n’existaient pas : la foudre était donc la punition d’une faute ou d’un péché individuel ou collectif. Un moine du X ème siècle, Gerbert, remarqua que la foudre touchait les objets élevés surtout ayant une partie métallique. Il en élabora une espèce de paratonnerre.

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Ce qui effraie le plus les gens, ce sont les feux de Saint-Elme. Ce nom vient d’une croyance parmi les marins qui voyaient dans l’apparition de ces feux un signe de la protection de Saint-Elme. Ils le saluaient par des actions de grâce et des cris d’allégresse. Les points d’impact de ces feux sont les pointes conductrices, par exemple d’objets métalliques.

     3) Le XVII ème siècle : hypothèses scientifiques

René Descartes (1596-1650) est le premier des philosophes chrétiens tentant une explication à ce phénomène. Il reprend les propos de Sénèque (philosophe vers 2-63) pour sa théorie. «  Le tonnerre se manifeste, quand les nuages plus lourds et plus élevés tombent sur d’autres placés plus bas. L’air contenu entre deux nuages, comprimé par cette chute soudaine, produit un grand dégagement de chaleur, d’où résultent la lumière de l’éclair et le bruit du tonnerre. » Discours de la méthode.

Mais il fut incapable d’expliquer pourquoi les nuages s’entassent les uns au-dessus des autres.

Un physicien hollandais Hermann Boerhaave (1668-1738) émit lui aussi une théorie où il prouve que les particules d’eau que le soleil a élevées en l’air, forment des nuées et composent des masses de glace. Celles-ci fondent sous l’effet du soleil en quelques secondes, et ce frottement violent des particules entre elles, entraîne un bruit éclatant (tonnerre) et des éclairs (inflammation des composants de l’air).

Ces théories furent longuement discutées par les savants de l’époque bien qu’elles marquent le début des expériences du siècle suivant.

Le XVIII ème siècle, le siècle scientifique

Siècle de progrès, le XVIII ème est le début d’explications rationnelles. L’électricité est en effet découverte et cela va amener les scientifiques à beaucoup d’expériences.

Il en existe un grand nombre pour étudier la foudre ; nous n’en présenterons que trois en détails (que nous jugeons les plus importantes).

     1) La bouteille de Leyde

Créée par Pieter van Musschenbrock (1692-1761), cette bouteille constituée d’un flacon de verre rempli d’eau ou de grenaille de plomb, permettait d’accumuler une quantité d’électricité. Il se créait ensuite une étincelle violente, proche d’un arc électrique, due à un court-circuit des armatures, accompagnée d’une détonation intense.

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Pour augmenter la charge accumulée, certains scientifiques ont pensé regrouper plusieurs bouteilles.

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Cette expérience, émettant des étincelles, conduisit les savants à émettre l’hypothèse sur la nature de la foudre.

     2) Expérience de Marly

C’est Benjamin Franklin (1706-1790) qui inventa cette expérience.

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Il faut alors parler « d’effet de pointe » : quand un conducteur ayant une pointe est mis en contact avec une machine électrique, le corps ne se charge pas. (Ce phénomène est souvent accompagné d’une lueur bleuâtre). Il tente de vérifier que le cumulonimbus est bien de nature électrique. Buffon, Dalibard et Delor réaliseront cette expérience, en installant, chacun dans leur demeure, le matériel nécessaire à cela.

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Il ne restait plus aux trois physiciens qu’à attendre un orage.

C’est le 10 mai 1752 à Marly-la-ville (chez Dalibard), que l’orage se manifesta en premier. L’assistant de Dalibard entendit un coup de tonnerre et se précipita dehors pour voir des étincelles.

L’idée de Franklin était prouvée : le nuage orageux était sans doute de nature électrique. Cette expérience ne permet pas toutefois, de protéger les bâtiments contre la foudre.   

     3) L’expérience du cerf-volant :

En 1752, Franklin tente de démontrer la nature électrique d’un orage en utilisant un cerf-volant. Il partit avec son fils en balade avec un cerf-volant au bout duquel se trouvait un cordon de chanvre. Un orage approcha ; durant celui-ci, il lança le cerf-volant avec une pointe métallique et capta l’électricité atmosphérique. Ils virent une étincelle. Il n’était plus question d’effet de pointe. Cela confirmait que le nuage orageux est de nature électrique.

Pendant ce temps, en France, Roma faisait la même expérience à peu de choses près.

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Cela a entraîné l’installation de paratonnerres. Le premier paratonnerre fut installé sur l’Eglise Saint Philibert à Dijon en 1776. On inventa même des « parapluies paratonnerres » et des « chapeaux paratonnerres » pour les gens aisés.

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XIX et XX ème siècles                                  

Le XIX ème siècle est marqué par l’invention miniature du phénomène « la foudre » en 1881 : la machine de Wimshurst que l’on expliquera en deuxième partie dans « Qu’est-ce que la foudre ? ».

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L’analyse des traces de fusion d’objets métalliques a permis une estimation des intensités des courants (quelques dizaines de milliers d’ampères).

Quelques chiffres :

- plus de 10 000 personnes tuées au cours du XIX ème soit en moyenne 100 personnes/an.

- 187 tués en 1892 pour 36 millions d’habitants (une trentaine de tués aujourd’hui)

- de 1835 à 1900 :       246 foudroyés dans le Puy-de-dôme

                                   226 en Haute-Loire

                                   Pour seulement 25 dans l’Orne et 19 dans

Le XX ème siècle voit l’apparition de photos d’éclairs grâce à de nombreuses inventions telles la caméra à objectifs tournants (1926) composée de deux lentilles tournant en sens opposé.

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Cet appareil permet d’analyser la trajectoire et le nombre de décharges successives durant un même coup de foudre. Mais la résolution temporelle est trop faible pour avoir des détails.

Les barreaux magnétiques permettent une estimation de l’amplitude des courants de la foudre mais aussi le Fulchronographe (1940) qui ne vit pas le jour car il n’était pas assez perfectionné ou encore le klydonographe (amplitude et polarité des courants de foudre). Ces appareils restent toutefois défectueux.

L’oscillographe à tube cathodique permettra dès 1950 une meilleure analyse des courants en visualisant l’évolution temporelle de ces courants.