Haute Ecole
d'Ingénierie et de Gestion
du Canton de Vaud

févr. 12, 2020, 09:55 by User Not Found

Peut-on essayer de contrôler la foudre et pourquoi le faire ? Il y a, chaque année, entre un et trois milliards de coups de foudre sur terre, la plupart tombant sur les continents. La foudre est une des principales causes de dommages dans les pales d’éoliennes et l’électronique en général. Elle peut tuer jusqu’à 20'000 personnes, ainsi que du bétail. La foudre représente également un danger pour les infrastructures critiques. Elle est à l’origine de feux de forêts, de dégâts dans les habitations, etc.

La solution
Prédire ou empêcher la foudre est un objectif qui est resté insaisissable depuis que les recherches scientifiques et techniques sur le phénomène ont débuté vers 1750, quand Benjamin Franklin a constaté la nature électrique du phénomène. 

En sus des techniques classiques de protection contre la foudre, tel le paratonnerre, des essais visant à décharger les nuages par le déclenchement artificiel de la foudre ont été menées dans les années 1970 avec des lasers et des techniques utilisant des fusées, ces dernières étant actuellement utilisées à des fins de recherche scientifique (voir figure 1). Cependant, ce n’est que récemment que la possibilité de concevoir et fabriquer des lasers d’une puissance suffisamment élevée pour initier la foudre a été développée. Le projet LLR (Laser Lightning Rod) vise à démontrer qu’un laser à Térawatt est capable de créer la foudre et décharger les nuages, empêchant ainsi que la foudre naturelle frappe des infrastructures vulnérables.

Le projet Laser Lightning Rod
LLR est un projet européen FET (Future and Emerging Technologies) d’un budget total d’environ 4 M€, réunissant sept partenaires de trois pays : l’Université de Genève, l’École Polytechnique Fédérale de Lausanne, la Haute École Spécialisée de Suisse occidentale, le Centre National de la Recherche Scientifique (France), Airbus Safran Launchers (France), Andre Mysyrowicz Consultants (France) et TRUMPF Scientific Lasers GmbH + Co. KG (Allemagne). Il a commencé en 2017 et se termine à la fin de cette année.

Résultats
Un laser à haute puissance et haut taux de répétition a été conçu par l’entreprise allemande TRUMPF Scientific Lasers. Le laser va être testé à l’horizontal à Paris pendant le premier semestre 2020, puis il sera installé au pied de la tour Säntis (voir figure 2) en été 2020, pour réaliser des tests de déclenchement de la foudre. 

Quelques résultats importants sont déjà issus du projet, dont l’utilisation de techniques de « machine learning » pour la prédiction de la foudre dans les 10 minutes et dans un rayon de 30 km. Cette technique de « nowcasting » a été développée grâce au travail mené par M. Amirhossein Mostajabi et des collaborateurs de l’EPFL et de la HEIG-VD. M. Mostajabi est supervisé par le Prof. Farhad Rachidi de l’EPFL et co-supervisé par le Prof. Marcos Rubinstein de la HEIG-VD. Un autre résultat intéressant est la proposition d’un nouveau modèle pour le processus physique appelé « M component ». Ce modèle pourrait permettre de détecter et localiser le type de foudre responsable des feux des forêts.

Légende photo :  
Figure : La tour Säntis au nord-est de la Suisse. Cette tour, frappée par la foudre une centaine de fois par année, a été équipée d’instruments de mesure de courant par l’EPFL et la HEIG-VD en 2010.