Aujourd'hui, des scientifiques tentent d'améliorer cette innovation du XVIIIe siècle grâce à une technologie du XXIe siècle : un système utilisant un laser de forte puissance qui pourrait révolutionner la protection contre la foudre. Des chercheurs ont annoncé lundi qu'ils avaient réussi à utiliser un laser pointé vers le ciel depuis le sommet du mont Santis, dans le nord-est de la Suisse, pour détourner les éclairs.

S'il est perfectionné, ce paratonnerre laser pourrait protéger les infrastructures essentielles, notamment les centrales électriques, les aéroports, les parcs éoliens et les rampes de lancement. Chaque année, la foudre inflige des milliards de dollars de dégâts aux bâtiments, aux systèmes de communication, aux lignes électriques et aux équipements électriques, tout en tuant des milliers de personnes.

L'équipement a été transporté au sommet de la montagne à une altitude d'environ 2 500 mètres (8 200 pieds), certaines parties étant transportées par télécabine et d'autres par hélicoptère, et a été dirigé vers le ciel au-dessus d'une tour de transmission de 124 mètres (400 pieds) appartenant à l'opérateur de télécommunications Swisscom, l'une des structures les plus touchées par la foudre en Europe.

Lors d'expériences menées pendant deux mois en 2021, des impulsions laser intenses - 1 000 fois par seconde - ont été émises pour rediriger les éclairs. Les quatre coups de foudre survenus pendant que le système était actif ont été interceptés avec succès. Dans le premier cas, les chercheurs ont utilisé deux caméras à grande vitesse pour enregistrer la réorientation de la trajectoire de l'éclair de plus de 50 mètres. Trois autres cas ont été documentés avec des données différentes.

"Nous démontrons pour la première fois qu'un laser peut être utilisé pour guider un éclair naturel", a déclaré le physicien Aurélien Houard, du Laboratoire d'optique appliquée de l'École polytechnique en France, coordinateur du projet de paratonnerre laser et auteur principal de la recherche publiée dans la revue Nature Photonics.

La foudre est une décharge électrique à haute tension entre un nuage et le sol, à l'intérieur d'un nuage ou entre deux nuages.

"Un laser intense peut générer sur sa trajectoire de longues colonnes de plasmas dans l'atmosphère avec des électrons, des ions et des molécules d'air chaud", a déclaré M. Houard, en faisant référence aux particules chargées positivement appelées ions et aux particules chargées négativement appelées électrons.

"Nous avons montré ici que ces colonnes de plasma peuvent servir de guide à la foudre", a ajouté M. Houard. "C'est important parce que c'est le premier pas vers une protection contre la foudre basée sur le laser qui pourrait virtuellement atteindre une hauteur de centaines de mètres ou d'un kilomètre avec une énergie laser suffisante.

Le dispositif laser a la taille d'une grosse voiture et pèse plus de 3 tonnes. Il utilise des lasers de la société allemande Trumpf Group, spécialisée dans la fabrication de machines industrielles. Les expériences ont été menées en collaboration avec la société aérospatiale ArianeGroup, une coentreprise européenne entre Airbus SE et Safran SA, les scientifiques de l'Université de Genève jouant également un rôle clé.

Ce concept, proposé pour la première fois dans les années 1970, a fonctionné en laboratoire, mais pas sur le terrain jusqu'à présent.

Les paratonnerres, qui remontent à l'époque de Franklin, sont des tiges métalliques situées au sommet des bâtiments, reliées au sol par un fil, qui conduisent les charges électriques frappées par la foudre de manière inoffensive dans le sol. Leurs limites sont de ne protéger qu'une petite zone.

M. Houard prévoit qu'il faudra encore 10 à 15 ans de travail avant que le paratonnerre laser puisse être utilisé couramment. L'une des préoccupations est d'éviter les interférences avec les avions en vol. En fait, le trafic aérien dans la région a été interrompu lorsque les chercheurs ont utilisé le laser.

"En effet, il y a un problème potentiel d'utilisation du système avec le trafic aérien dans la région parce que le laser pourrait blesser les yeux du pilote s'il traverse le faisceau laser et regarde vers le bas", a déclaré M. Houard.