DE LA FOUDRE

Le phénomène le plus remarquable des crages est la foudre. On appelle foudre la masse de matière électrique lumineuse qui s’échappe d’un nuage orageux pour aller frapper un autre nuage ou un point de la surface du globe. Quelques fois cependant la foudre s'élève de la surface du sol pour aller se décharger sur un nuage (1).

Toute décharge électrique nous impressionne de trois manières, et chacune d’elles a reçu un nom particulier. Si

(1) Peltier, article Foudre, du Driclionnaire universel d'histoire naturelle. Tout ce qui suit sur Ja foudre en est à peu près textuellement tiré.

l'on ne considère que la vive lumière produite au moment de l'échange électrique, cette partie du phénomène se nomme Éclair ; si l'on ne considère que le bruit éclatant qui laccompagne, on se sert du mot Tonnerre; enfin si l’on considère la partie matérielle du phénomène, c’est-àdire les actions qu’il exerce sur les autres corps en les déchirant, les fondant, les volatilisant , c’est alors la Foudre.

Sous le point de vue de son apparence extérieure, la foudre peut être simple ou multiple, horizontale, ascendante ou descendante. En général, ies sillons lumineux en zigzag qui constituent l'éclair sont simples; quelques fois cependant ils se bifurquent ou même se trifurquent à leur extrémité. Les foudres descendantes sont toujours résineuses; les foudres ascendarntes, au contraire, sont toujours vitrées. Cette différence est la conséquence des lois les plus simples de l'électricité. La foudre se présente enfin sous trois formes tellement différentes qu’on doit en faire trois espèces distinctes.

Dans la premiere espèce, les éclairs se présentent sous la forme de liserés de feu qui apparaissent tout-à-coup au bord des nuages, et qui en illuminent le contour. Ces éclairs ne se séparent pas du nuage qui les produit, et qui paraît alors limité par un long sillon de feu éblouissant de lumière; ces éclairs sont très-fréquents, et il n’est pas rare de voir des nuages orageux ainsi limités par un sillon de feu s'étendre à plusieurs kilomètres.

La seconde espèce d’éclairs comprend les sillons de feu qui se détachent complètement du nuage et s’élancent vers un point en dehors de lui. Ils apparaissent comme un ruban de feu droit ou ondulé, présentant alors Ja forme d’un zigzag. Ces sillons atteignent le plus souvent sans se diviser

le but vers lequel ilss’élancent; cependant on les voit quelquefois aussi se bifurquer en s’approchant du but, et même on en à vu se diviser en trois branches. Ce phénomène est tout naturel, car pour que cette division ait lieu, ilsuffit que le sol présente deux ou trois points rapprochés, d’une conductibilité supérieure à celle des surfaces intermédiaires. La durée deséclairs, dans cette seconde espèce de foudre, est en général très-courte; on peut même la considérer comme sensiblement instantanée; cependant, dans les orages violents, quand la quantité d'électricité qui s’écoule est considérable, il n’est pas rare de voir des éclairs prolonger leur durée pendant un temps très-appréciable, pendant une ou plusieurs secondes.

La troisième espèce de foudre comprend les foudres agslomérées en boules, autrement dites les boules de feu. La première espèce de décharge a lieu le long des nues orageuses, lorsque le nuage en regard qui reçoit ces décharges n’est pas suffisamment conducteur pour donner un libre écoulement instantané à ces masses d'électricité. L’électricité du nuage orageux, accumulée sur ses bords, ne peut pas alors se décharger tout à la fois, nise décharger sur un point unique de ce conducteur insuflisant ; elle ne peut que s’écouler par des milliers de rayonnements partiels partant le long du bord, et non par un sillon unique. Pour quela deuxième espèce de foudre ait lieu, il faut d’abord que le nuage ou le corps voisin soutirant soit suffisamment conducteur, pour donner un écoulement instantané à toute la décharge. Si la propagation du sillon de feu se fait à travers une atmosphère humide, sa trajectoire est droite ou très peu ondulée; les obstacles affaiblis par les vapeurs ont été facilement vaincus. Mais si le milieu

aérien est loin de la saturation, la trajectoire , au lieu d’être droite, se propage alors en zig-zag. La raison de ce fait est facile à donner; la résistance de l’air sec à la conduction électrique croit avec sa densité; or cette densité s'accroît elle-même par la projection rapide du sillon : le sillon lumineux est composé en effet de matière pondérable, armée d’une prodigieuse tension électrique, puisqu'il n’y a pas et qu’il ne peut y avoir de transport d’éiectricité sans matière pondérable qui la coerce. Cette matière pondérable, ainsi animée d’un mouvement rapide comprime l'air dans la direction qu’elle suit, en le poussant devant elle; il en résulte que la résistance s'étant augmentée dans la direction suivie par la foudre,et non dans les directions voisines, le sillon lumineux quitte alors la voie où se trouve la résistance, pour une voie plus facile; ilsuit cette nouvelle direction jusqu’à ce qu'ayant produit le même effet de résistance par la condensation aérienne, 1! change de nouveau sa direction. Le nombre des déviations angulaires du sillon indique donc le degré de sécheresse du milieu parcouru.

Pour bien faire comprendre la nature et la formation des foudres de la troisième espèce, il nous faut entrer dans quelques détails préliminaires. Partout où il y a un phénomène électrique, il y a un noyau pon- Aérable au centre de chaque sphère d'électricité coercée. Lorsque la substance coercitive est simplement de la vapeur d’eau, la foudre qui provient de sa charge électrique ne peut jamais être que de l’une des deux premières espèces. Mais si des matières inconductrices sont mélées à la vapeur d’eau, si des particules minérales gazeuses entrent pour une grande part dans la quantité de matière pondérable qui coerce l'électricité,

alors la décharge de la masse électrique qui entoure le mamelon, et qui en forme la sphère extérieure, n’entraine pas celle de l’électricité coercée autour des particules intérieures : la puissante tension de chacune de ces parcelles isolanteset isolées ne peut se décharger qu’à mesure qu’elles font partie à leur tour de la périphérie, après la neutralisation des premières couches : aussi voit-on ces globes de feu, chargés d’une si prodigieuse tension électrique, s’agiter constamment sur les corps qu’ils ont atteints, et les fuir lorsque, par leur conductibilité insuflisante, ces corps se trouvent posséder la même électricité que les globes. On voit aussi ces derniers diminuer de volume à mesure que leur contact et leur agitation a produit un écoulement à leur puissante électricité ; quelquefois les globes éclatent, c’est-à-dire qu’attirés également par plusieurs points conducteurs, ils se divisent en plusieurs branches dont chacune donne son éclat de décharge en s’approchant du conducteur le plus voisin. La forte odeur d'acide sulfureux ou nitreux de ces globes de feu est très remarquable, car celle qui accompagne par fois les décharges instantanées des sillons n’est pas comparable pour l'intensité à celle des foudres de cette troisième espèce dont la décharge est lente et successive.

aU ROULEMENT DU TONNERRE:

Les auteurs se sont beaucoup occupés de la cause du roulement du tonnerre. Selon M. Arago , qui adopte les idées de Robert Hooke, voici quelle en serait la cause. « Les éclairs, dit-il, n’occupent qu’un point dans l’espace et donnent lieu à un bruit court et instantané. Les éclairs multiples au contraire sont accompagnés de roulement,

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parce que les différentes parties des longues lignes que ces éclairs occupent se trouvant en général à des distances diverses, les sons qui s’y engendrent, soit successivement, soit au même instant physique , doivent employer des temps graduellement inégaux pour venir frapper l'oreille de l'observateur. »

Cette explication ne nous paraît pas fondée; d’ailleurs elle n’expliquerait pas les renforcements qu’éprouvent souvent le roulement du tonnerre. Peltier a donné de ces faits une théorie différente qui nous paraît la vraie (1).

Un nuage est formé, comme nous l'avons déjà dit, d’une foule d’individualités plus ou moins isolées, plus ou moins distinctes et indépendantes. C’est ce qu’on appelle des flocons, des mamelons, des nuelles, etc. Chacune de ces individualités a sa sphère électrique; puis le nuage tout entier a ensuite la sienne. Toutes ces sphères électriques sont en équilibre de tension entre elles. Lorsqu’ane décharge électrique a lieu , c’est l'électricité de la périphérie du nuage qui s’élance en étincelle ; elle forme à elle seule le coup de foudre, et aucune portion intérieure n’a pu y concourir à cause de l'isolement dont nous avons parlé. Mais après que la décharge extérieure a rompu l'équilibre de toutes ces réactions répulsives de dedans en dehors et de dehors en dedans, il s’opère une série de décharges partielles entre toutes les individualités composant par leur réunion la nue générale; d’abord entre les nuelles, puis entre les mamelons d’une même nuelle, ensuite entre les

(1) Peltier, Memoire de meleorologie electrique, Archives d’electricile, 81, 88, 89, 90.

flocons d’un même mamelon, et ainsi de suite jusqu’à ce . que toutes les réactions se soient équilibrées de nouveau, et qu’elles aient rendu à la périphérie la sphère générale gui entoure la masse totale, et qui seule avait été déchargée par léclair. Ge sont ces échanges intérieurs , ce sont ces décharges partielles entre les nues agglomérées du nuage orageux ; ce sont ces décharges multipliées en tout sens entre les nuelles, leurs mamelons, et leurs flocons, qui produisent le roulement et le renflement du tonnerre. C’est à cause de ces décharges intérieures , de leur rapprochement ou de leur éloignement de l'observateur , que le bruit paraît tantôt se rapprocher et tantôt s'éloigner.

La vérité de cette théorie nous paraît démontrée par l'expérience que nous avons rapportée dans la note 30, et qui prouve la grande quantité de décharges intérieures qui s’opérent dans un nuage avant une décharge périphérique.

Lorsqu'à la suite de ces décharges intérieures, la sphère générale d'électricité du nuage orageux est reformée, lorsque la périphérie a réparé ses pertes, et qu'elle est arrivée à une nouvelle tension puissante, un nouvel éclair apparaît, un nouvel échange électrique s’opère à distance, et un second coup de tonnerre se fait entendre.

A mesure que les décharges intérieures s'effectuent, que la tension électrique des flocons nuageux diminue, leur répulsion s'affaiblit ; une portion des vapeurs globulaires se condense et se résout en gouttes liquides; elles abandonnent une portion de leur électricité aux vapeurs restantes , et leur rendent une partie de leur première tension. La portion qui s’est condensée , qui s’est résoute en

gouttes, forme une ondée de courte durée, qui cesse aussitôt que la tension électrique redevient suffisante pour maintenir le reste du nuage à l’état de vapeur.

Lorsqu'une nouvelle décharge extérieure rompt l’équilibre de réaction, lorsque la série de décharges intérieures reproduit la sphère électrique du nuage, une nouvelle condensation s'effectue, de nouvelles résolutions ont lieu, et une nouvelle ondée tombe du nimbus. Cette série de phénomènes se reproduit jusqu’à ce que la sphère périphérique ne puisse plus acquérir une tension suflisante pour se décharger à distance : l'orage est alors terminé.