Les phénomènes lumineux transitoires

Les phénomènes lumineux transitoires (PLT), appelés Transient Luminous Events (TLE) en anglais, sont très peu connus, mais n’en demeurent pas moins spectaculaires. C’est au-dessus des orages que l’on peut, avec de la chance, observer ce que l’on appelle des elfes, des farfadets ou encore des jets bleus. Vous voulez en savoir plus ? N’ayez crainte, ce n’est pas compliqué. C’est parti !

Quelques bases pour comprendre les phénomènes lumineux transitoires

L’atmosphère : lieu où se créent les phénomènes lumineux transitoires

L’atmosphère de la Terre est composée de gaz (essentiellement de diazote et de dioxygène). Elle est divisée en plusieurs couches : tout d’abord la troposphère, la plus près du sol, variant entre 7 et 16 km d’épaisseur selon les endroits ; vient ensuite la stratosphère, montant jusqu’à 50 km d’altitude (c’est dans cette strate que se situe la majorité de la couche d’ozone) ; puis la mésosphère, atteignant 80 km d’altitude ; la thermosphère jusqu’à environ 640 km d’altitude et enfin l’exosphère, entre 500 et 1000 km d’altitude. Ces deux dernières couches sont chevauchées par la ionosphère. Le schéma ci-dessous vous permet d’y voir un peu plus clair :

Les orages à l’origine des phénomènes lumineux transitoires

Les orages, et donc les éclairs, ont lieu dans la troposphère, à basse altitude. Les éclairs sont des étincelles qui relient deux zones de charge électrostatique opposée. Le tonnerre est le bruit que fait cette étincelle, le résultat d’un fort échauffement de l’air (environ 30 000 °C) qui le fait se dilater violemment. Un éclair peut partir de la Terre pour rejoindre un nuage d’orage, le cumulonimbus, ou d’un nuage d’orage vers la Terre, ou encore rester confiné dans le nuage. C’est un phénomène de décharge servant à rééquilibrer les charges électriques.
Mais au-dessus de ces orages, se cachent des phénomènes étranges… les PLT !

Les phénomènes lumineux transitoires

Les phénomènes lumineux transitoires, appelés elfes, farfadets ou jets bleus, doivent leurs noms sympathiques, tirés de légendes européennes, à leur caractère insolite et très impressionnant, les rendant presque mythiques. D’abord pris pour de simples hallucinations de pilotes ou d’astronautes, l’un d’eux a été photographié le 6 juillet 1989, constituant la première preuve matérielle d’un PLT. Ce sont des phénomènes très brefs, pouvant durer entre 1 milliseconde et 2 secondes. Les PLT sont le fruit de décharges électriques similaires à celles des éclairs. Ces phénomènes ayant lieu, pour les plus bas, dans la stratosphère, ils se situent à très haute altitude, il est donc extrêmement rare de les voir depuis la surface de la Terre. Les étudier n’est pas chose aisée, c’est pour cette raison qu’ils sont si peu connus. Ils sont généralement subdivisés en trois catégories : les elves, les sprites et les blue jets.

Premier phénomène lumineux transitoire : les elves

Étant à l’origine un acronyme, le mot « elves » (au singulier « elf » et en français « elfe ») signifie Emissions of Light and Very low frequency perturbations from Electromagnetic pulse Sources. C’est un anneau rouge en expansion d’un diamètre pouvant atteindre les 400 km. Il apparaît dans la ionosphère, à une petite centaine de kilomètres d’altitude. Les elfes sont créés lors de violents orages, par des impulsions magnétiques se propageant dans toutes les directions. Les électrons s’accélérant, ils percutent les molécules de diazote contenues dans l’atmosphère à cette altitude, excitant et illuminant ainsi les molécules d’azote.

Deuxième phénomène lumineux transitoire : les sprites

En français, les sprites sont appelés les farfadets. Comme les elfes, les farfadets apparaissent seulement lors d’orages très puissants. Il se produisent dans la mésosphère, au-dessus du cumulonimbus orageux, et ont une vague forme de méduse de plusieurs kilomètres de largeur sur plusieurs kilomètres de hauteur, même s’il existe un grand nombre de formes possibles. Ils sont bleus à la base et prennent des tons rouge-orangé au sommet. Les sprites sont des phénomènes compliqués que la science ne parvient pas précisément à expliquer. Il existe cependant plusieurs théories : on parle de perturbations ionisantes qui se produiraient lors d’éclairs chargés positivement entre le cumulonimbus et la surface de la Terre ; on dit aussi qu’ils seraient causés par des avalanches d’électrons relativistes qui interagiraient avec les molécules de l’air.

Troisième phénomène lumineux transitoire : les blue jets

Plus rares que les farfadets, les jets bleus sont des sortes de cônes bleutés de plusieurs kilomètres de hauteur. Ils partent du haut du cumulonimbus orageux à une vitesse d’environ 100 km/s. Contrairement aux phénomènes lumineux transitoires précédents, ils ne semblent pas être provoqués par les éclairs, mais plutôt lorsque de la grêle est associée à l’orage. La couleur bleue de ces jets serait expliquée par un ensemble de raies spectrales d’émission dans le bleu et le proche ultraviolet, que l’on doit au diazote. Selon le CNES (Centre national d’études spatiales), les blue jets pourraient être qualifiés « d’éclairs inversés », qui auraient pour but de relier énergétiquement le nuage d’orage et la ionosphère.

Ces phénomènes lumineux transitoires, rares, très brefs et à haute altitude, regorgent donc encore de mystères et, pour les non-initiés, ils sont particulièrement difficiles à comprendre. La recherche avance cependant, car d’autres PLT ont été découverts. Ainsi, les blue starters et autres gigantic jets sont à ajouter à la liste des PLT qu’il faut encore comprendre et expliquer. Connaissiez-vous ces phénomènes ? En avez-vous déjà aperçus ? Ces mystères de la nature vous intéressent-ils ? Dites-nous tout dans les commentaires !

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Sources :

Texte :

Documents.irevues.inist
Wikipedia
Meteo-world
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Meteo81
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