Un faisceau laser pointant vers le ciel peut détourner les coups de foudre, a montré un projet basé en Suisse, dans ce que les scientifiques impliqués disent être l’avancée la plus significative dans la technologie de protection contre la foudre depuis que Benjamin Franklin a inventé la tige conductrice en métal au milieu du 18e siècle.
Le « paratonnerre laser » a dévié quatre impacts sur la tour émettrice de Swisscom sur le mont Säntis à Appenzell pendant six heures d’activité orageuse. Les décharges électriques suivaient le parcours d’un faisceau laser à haute fréquence dans l’air jusqu’à 60 mètres.
« Notre travail représente une avancée importante dans le développement d’une protection laser contre la foudre pour les infrastructures critiques telles que les aéroports, les rampes de lancement et les centrales électriques », a déclaré Jean-Pierre Wolf de l’Université de Genève, auteur principal d’un article publiant les résultats de l’expérience en le journal Photonique de la nature.
Il a déclaré que l’essai faisait suite à 20 ans de recherches et d’essais en laboratoire pour développer un laser capable de guider les décharges de foudre dans l’air sans nécessiter de vastes apports d’énergie ni poser de risques pour la sécurité. L’équipe a opté pour un système de Trumpf, la société allemande de lasers, qui déclenche des impulsions extrêmement courtes de lumière intense, chacune durant un billionième de seconde, 1 000 fois par seconde.
Ce faisceau ionise les molécules d’air sur son passage, créant un canal électriquement conducteur pour guider un coup de foudre. L’objectif est de protéger une zone plus grande que les tiges métalliques de Franklin qui s’élèvent des grands immeubles et des installations critiques du monde entier pour transmettre la foudre en toute sécurité au sol sans endommager la structure elle-même.
Les expériences du Säntis ont montré que le système laser fonctionnerait par mauvais temps associé aux orages, notamment la pluie et la grêle. Il pourrait même percer des nuages bas autour du sommet de la montagne.
Le consortium européen à l’origine du projet de paratonnerre laser comprend plusieurs universités et partenaires industriels tels que Swisscom, Trumpf et les sociétés aérospatiales ArianeGroup et Airbus.
Les chercheurs visent ensuite à améliorer l’efficacité du laser en ajustant sa longueur d’onde et sa fréquence afin qu’il fournisse un chemin de guidage plus long pour les coups de foudre. Ils prévoient de demander un financement pour tester le système dans un aéroport.
Le rayon de la zone protégée des impacts par un paratonnerre métallique traditionnel est à peu près le même que sa hauteur, a déclaré Wolf, de sorte qu’une tige de 20 mètres de haut protégerait une zone jusqu’à 20 mètres.
« Pour protéger tout un aéroport, il faudrait un bâton métallique de plus d’un kilomètre de haut, ce qui n’est bien sûr pas pratique », a-t-il déclaré. « Donc, pour ce type d’application, la seule possibilité est d’utiliser un paratonnerre laser. »
Si les expériences du Säntis ont montré que le système actuel pouvait conduire la foudre sur 50 à 60 mètres, l’objectif à terme est d’étendre sa portée à 500 mètres.
Les dommages causés par la foudre coûtent aux entreprises et aux exploitants d’infrastructures publiques du monde entier plusieurs milliards de dollars par an, notamment en raison d’incendies et de destructions d’équipements électriques et électroniques.
Les paratonnerres laser n’offriraient pas une protection complète, a déclaré Wolf, mais ils fourniraient une défense supplémentaire aux installations vulnérables. Le coût probable d’un système commercialement viable ne sera pas connu, a-t-il ajouté, tant que d’autres travaux de développement n’auront pas été achevés.