Un éclair.
Peut-être connaissez-vous la méthode qui permet de savoir à quelle distance se trouve un orage, en comptant les secondes après un éclair ?
Cet article assez bref va précisément parler de cela.

Pour ceux qui ne connaissent pas l’astuce, après l’avoir lu, vous saurez estimer rapidement la distance d’un orage, et aussi pourquoi compter les secondes permet d’évaluer une distance.

Éclair et tonnerre

Avant toute chose, bien que je parle de « distance d’un orage », la méthode décrite ci-dessous permet d’estimer la distance d’un impact de foudre bien précis, pas forcément de l’orage dans son ensemble.

Au cours d’un orage, les courants d’air produisent une différenciation des charges électriques et elles finissent par s’accumuler entre le sol et le nuage (et même certaines régions d’un même nuage).

Cette différence de potentiel peut atteindre, selon certaines estimations, le milliard de volts, et quand le potentiel est trop fort, l’air s’ionise et le courant s’établit brièvement entre le sol et un nuage, formant un passage conducteur et on assiste à un éclair.

La foudre est brève. Le courant qui passe chauffe très fortement l’air à plus de 10 000 kelvins (deux fois la température de surface du Soleil). L’air s’illumine fortement est devient visible : c’est l’éclair.
Toujours sous l’effet de la température, l’air ainsi chauffé se dilate instantanément et provoque une onde de choc, ou, en d’autres termes, un bruit très fort : le tonnerre.

L’éclair, lumineux, et le tonnerre, sonore, sont donc produits simultanément.

Ce qui est intéressant pour nous, c’est que la lumière se déplace à 300 000 000 mètres par seconde (1 milliard de km/h) alors que le son se traîne à « seulement » 340 mètres par seconde (1 200 km/h). La lumière voyage donc un million de fois plus vite que le son.

D’un point de vue de la perception humaine, l’éclair est visible immédiatement, quelle que soit sa distance, mais le tonnerre met quelques secondes à être audible, en fonction de sa distance.

L’astuce permettant d’estimer la distance d’un impact de foudre exploite cette différence.

Estimer la distance d’un orage

Chaque seconde qui passe, le son parcourt 340 mètres. En comptant le nombre de secondes entre l’éclair et le tonnerre, on compte à combien de fois 340 mètres il se trouve.

Pour avoir la distance en mètres, il suffit de compter le nombre de secondes et multiplier ça par 340 :

distance en mètre = secondes × 340

Pour simplifier, on peut aussi considérer que 1 km ~ 3 × 340 mètres.
Donc chaque fois que l’on compte 3 secondes, il faut compter 1 km.

Inversement, si vous divisez le nombre de secondes par 3, vous obtiendrez directement la distance approximative en kilomètres.

Si vous comptez 1 à 3 secondes, ça veut dire que l’orage est à moins d’un kilomètre…

Conclusion

Convertir une durée en une distance en tenant compte d’une vitesse donnée (ici, la vitesse du son) c’est ce qu’on fait régulièrement.

Quand on dit que l’on vit à 1 heure de voiture de Paris, ça signifie qu’on est à X kilomètres de Paris et qu’on voyage à la vitesse d’une voiture (possiblement en tenant compte d’éventuels bouchons à l’approche de la ville).

Idem pour la notion d’années-lumière : « une année-lumière » correspond à une distance : celle parcourue par la lumière et donc à environ un milliard de kilomètres par heure. Une année-lumière correspond environ à 9 400 milliards de kilomètres.
Donc si la lumière met 1 année à nous arriver, ça veut dire qu’une étoile se trouve à 9 400 milliards de kilomètres.

Enfin, si calculer mentalement à quelle distance vient de se produire un éclair est amusant, il peut être intéressant de détecter l’approche d’un orage bien avant les premiers éclairs. Pour cela, on peut utiliser les cloches de Franklin, qui captent l’électricité atmosphérique et fait sonner une cloche en cas de détection.

image d’en-tête de Breno Machado

7 commentaires

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seb écrit :

Une petite astuce pour compter mentalement les secondes: il faut compter en crocodile.
1 crocodile, 2 crocodiles, 3 crocodiles... ça fait 1s à chaque fois.

Je connaissais l'astuce mais je croyais que c'était 1km pour chaque seconde comptée. Merci pour le rappel et surtout la correction. :)

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Matronix écrit :

Marrant, c’est exactement le sujet de ma leçon d’hier avec mes CE1 ! :)

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Gasp écrit :

Petite astuce (qui n'en est pas une mais je suis sûr tout le monde fait l'erreur) :

N'oubliez pas de compter la première seconde qui va de 0.00 sec à 1.00 sec ! On commet souvent l'erreur de commencer le comptage à 1 mais cela ajoute une seconde de trop au calcul si la différence n'est pas prise en compte.

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blux écrit :

Pendant mon passage sous les drapeaux, on m'a appris :
- trois cent trente et un
- trois cent trente deux
- trois cent trente trois
- ...

Ca marche pas mal

Y'a aussi la version "permis de conduire" pour compter les 2 secondes qui doivent nous séparer du véhicule qui devant nous : 1 Y, 2 Y...


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