Éclairs sans lumière : ce que la science vient de comprendre sur la foudre

En misant sur l’effet photoélectrique, les chercheurs affirment avoir percé le mystère d’un éclair qui débute… sans lumière, sans bruit, sans avertissement.

Foudre : quand l’invisible déclenche l’inévitable

Depuis des décennies, les scientifiques traquaient l’instant zéro de la foudre. Pas l’éclair que l’on voit, pas le tonnerre que l’on entend, mais ce premier sursaut microscopique, là-haut, dans les entrailles d’un nuage d’orage. La réponse, selon une étude parue fin juillet 2025 dans le Journal of Geophysical Research, tiendrait dans un ballet d’électrons lancés à pleine vitesse contre les molécules d’air.

Tout commence avec des électrons relativistes – comprenez des particules propulsées à des vitesses frôlant celle de la lumière. Lorsque les conditions électriques dans le nuage sont réunies, ces électrons percutent les atomes d’azote et d’oxygène. Le choc génère des rayons X, qui à leur tour libèrent d’autres électrons : c’est l’effet photoélectrique. En une fraction de seconde, une véritable avalanche se forme. Et c’est cette cascade, cette amplification silencieuse, qui finit par libérer l’éclair visible. « En plus d’être produite dans des volumes très compacts, cette réaction en chaîne peut se produire avec une force très variable », explique Victor Pasko, principal chercheur au sein de cette équipe, dans un communiqué publié sur le site de Penn State University.

L’éclair qui ne fait pas de bruit

La beauté du modèle proposé, c’est qu’il explique enfin pourquoi certains éclairs échappent aux yeux et aux oreilles. En marge des orages classiques, les satellites détectent depuis une vingtaine d’années des bouffées de rayonnement gamma, les fameux TGFs (Terrestrial Gamma-ray Flashes). Invisibles, silencieux, mais dévastateurs.

Ces éclairs fantômes surgissent en plein ciel, sans lumière perceptible ni onde radio détectable au sol. Trop fugaces pour les instruments standards, trop puissants pour être ignorés. Or, selon les chercheurs, leur apparition serait le produit direct de cette cascade d’électrons amplifiée par l’effet photoélectrique. Et leur intensité variable s’expliquerait par la distribution chaotique des champs électriques dans les nuages.

Quand l’éclair précède l’éclair

Le comble, c’est que parfois le gamma vient avant la foudre. En mai 2025, des chercheurs japonais ont enregistré un TGF survenant 31 microsecondes avant la rencontre entre deux chefs d’éclair. Mieux : ce sursaut gamma s’est prolongé 20 microsecondes après la fusion. L’onde lumineuse visible ? Venue bien après le pic d’énergie.

Les conséquences sont lourdes : cela signifie que le vrai déclencheur de la foudre – le point d’ignition – est peut-être invisible à l’oeil humain. Et que notre perception du tonnerre, cette décharge soudaine et bruyante, n’est qu’un épilogue lumineux à une histoire silencieuse déjà jouée dans l’ombre.

Une révolution scientifique, des applications concrètes

Mieux comprendre les mécanismes de la foudre, c’est aussi mieux se protéger. Cette avancée pourrait permettre de perfectionner les systèmes d’alerte, de sécuriser les vols en zone orageuse, d’ajuster les modèles climatiques à haute résolution. Et surtout, d’anticiper les orages les plus traîtres : ceux qui frappent sans prévenir.

Pour les scientifiques, c’est surtout une victoire sur un mystère vieux de plusieurs siècles. Une victoire obtenue, non pas par des mesures spectaculaires, mais par la patience d’un modèle mathématique peaufiné jusqu’à l’obsession.