En frappant les roches, la foudre jouerait un rôle de premier plan dans l'érosion des montagnes.

Telle est l'étonnante découverte de Jasper Knight et Stefan Grab, de l'université du Witwatersrand (Afrique du Sud). Traditionnellement, la formation de rocs anguleux au sommet des montagnes est attribuée à la fracturation thermique provoquée par le gel. Mais en étudiant des roches disloquées sur la Drakensberg, dans l'est du Lesotho, les chercheurs ont calculé que la foudre peut briser jusqu'à 10 m³ de roche par impact, et ce plusieurs dizaines de fois par kilomètre carré !

Pour repérer les points d'impact, ils ont étudié la dureté des roches - elles sont partiellement fondues par la foudre, avant de redevenir encore plus dures - et ont utilisé des boussoles - là où tombe la foudre, les minéraux magnétosensibles se réorientent en direction du pôle Nord, perturbant le champ magnétique. Cette découverte remet en question les mesures de paléotempératures ou la datation de périodes glaciaires faites à partir de la seule érosion des montagnes par le gel. Il faudra désormais également tenir compte du feu du ciel !

Parce que leur formation dépend des mêmes conditions atmosphériques orageuses : des courants ascendants chauds et de la vapeur d'eau en grande quantité au sein d'un cumulonimbus - qui peut s'étendre sur des kilomètres de haut.

Si l'atmosphère est humide et que de gros écarts de température existent entre le sol et l'air, les nombreuses molécules d'eau qui composent ce lourd nuage - elles peuvent peser jusqu'à des centaines de milliers de tonnes - sont entrainées par les courants ascendants. Les plus fines parviennent rapidement au sommet en se chargeant positivement, les plus lourdes stagnant à la base et se chargent négativement, donnant au nuage son aspect gris menaçant. C'est en se séparant ainsi que les molécules d'eau engendrent un champ électrique au sein du cumulonimbus, dont l'éclair est la conséquence. Celui-ci décharge en quelques millisecondes la tension électrique accumulée, et les coups de foudre s'abattent sur la terre qui s'est chargée positivement en réponse à l'activité intense au-dessus d'elle. De leur côté, les fines particules d'eau ont continué de s'élever dans l'atmosphère. Sous l'effet du refroidissement des températures en altitude, elles se condensent en gouttes de pluie, grésil, voire grêle. D'où pluie et éclairs simultanés.
Reste que, comme le souligne Frédéric Nathan, prévisionniste à Météo France, "on peut avoir des éclairs sans avoir de précipitations". C'est ce qui arrive par temps très sec, lorsque les molécules accumulées au sommet du nuage ne sont pas assez nombreuses pour se condenser, mais que les frottements issus de leur différenciation en fonction de leur masse entraînent de facto une activité électrique. On parle alors de nuage orageux et non pas de cumulonimbus, car la quantité d'eau présente dans l'atmosphère n'est pas suffisante. Généralement, la foudre ne s'abat cependant pas sur la terre car la base d'un tel nuage n'est pas assez chargée négativement pour provoquer l'électrisation positive du sol.

Les éclairs sont plus fréquents sur terre, mais on peut également en observer en mer.

Le phénomène est presque le même. Dans les nuages se trouvent des particules d'eau et de glace en suspension. Sous l'effet de forts vents ascendants et descendants, elles s'entrechoquent et se chargent d'électricité. De proche en proche, la vitesse des particules et la violence des chocs augmentent, jusqu'à ce que l'un d'eux fasse naître une décharge... engendrant une succession de mini-éclairs invisibles à l'oil nu en direction de la terre. Près de la mer, ils attirent les charges électriques situées à la surface de l'eau et une "connexion" s'établit alors entre les deux, permettant le passage d'un courant de très forte intensité : l'éclair. Contrairement à ce que l'on croit observer, l'électricité s'élève en réalité de la mer vers le nuage. Ainsi, sauf à se trouver très près de la zone où se déroule le phénomène, en ne ressent qu'une très faible intensité électrique. Les marins ont donc peu à redouter : "Le risque d'attirer un éclair est faible, commente Stéphane Pedeboy, responsable d'exploitation à Météorage, la société qui gère le réseau français de surveillance de la foudre. La hauteur des mats est dérisoire par rapport au chemin parcouru par l'éclair". Quant au système qui consiste à laisser tremper l'ancre dans l'eau en attachant la chaîne au mat, "s'il permet de guider la foudre vers l'extérieur du bateau en cas de foudroiement, d'après Stéphane Pedeboy, il n'augmente pas le risque de l'attirer".

Un éclair qui zèbre le ciel... du bas vers le haut ! C'est le très rare phènomène que Steven Cummer, de l'université Duke (États-Unis), et ses collègues sont parvenus à capter le 21 juillet 2008 lors de la tempête Cristobal.

On savait que de telles décharges pouvaient exister entre la troposphère (près de la surface de la terre) et l'ionosphère, une couche supérieure de l'atmosphère (entre 60 et 800 km d'altitude), mais sans avoir jamais pu quantifier le phénomène. Lors d'une campagne de mesures radio associée à une prise de vues vidéo, les chercheurs ont eu la chance d'observer un de ces éclairs et d'en mesurer la charge et la longueur : 144 coulombs sur 75 km. Des valeurs très proches de celles de la foudre classique frappant le sol.

Mai 2008, Coffs Harbour, Australie. Le calme avant la tempête. Le tonnerre s'abat sur la côte australienne.

Le déluge électrique qui a frappé la côte ouest australienne a été bref, mais on ne peut plus intense. Les météorologues ont compté pas moins de 885 éclairs en six heures. La foudre est tombée sans relâche, depuis Coffs Harbour jusqu'à Sydney, à plus de 500 kilomètres au sud de là.

La tempête électrique, accompagnée par endroits de pluie et de grêle, a plongé dans le noir près de 50.000 foyers de la région, après que la foudre a frappé une centrale électrique.

Les tempêtes deviennent plus violentes en milieu urbain et provoquent des trombes d'eau soudaines.

C'est ce qu'a révélé l'étude sur la tempête extrême de 2004 à Baltimore menée par Alexandros Ntekelos, de l'université de Princeton. Ce phénomène s'explique d'une part par la hauteur des immeubles, qui provoque des turbulences favorisant l'élévation de l'humidité. D'autre part, certains aérosols, dits "hygroscopiques", attirent brutalement les molécules d'eau, amenant des pluies violentes. Alors que ces aérosols tendent à diminuer les précipitations en cas de pluies moyennes, l'effet est inverse dans les tempêtes violentes.

En moyenne, 44.000 orages éclatent sur Terre chaque jour, ce qui correspond à 100 éclairs par secondes.

Malgré cette fréquence très élevée, le risque pour un humain d'être tué pendant un orage est minime : une chance sur 350.000.