Phénomènes lumineux éphémères - Définition
La liste des auteurs de cet article est disponible ici.
Introduction
Les phénomènes lumineux éphémères (Transient Luminous Event, TLE, en anglais) sont des éclairs lumineux visibles en haute atmosphère et accompagnant les orages.
Historique
L'existence des phénomènes lumineux éphémères, moins couramment appelés éclairs de haute atmosphère, a été envisagée dans les années 1920 par le physicien écossais C. T. R. Wilson. Cependant, le premier TLE n'est découvert qu'au début des années 1990. Il est observé par hasard, sur un enregistrement vidéo du 6 juillet 1989. Des chercheurs de l'Université du Minnesota filmaient le lancement d'une fusée et la caméra a enregistré un orage lointain. Un TLE a ensuite été identifié, bien qu'il n'apparaisse que sur deux images du film. Par la suite, des TLE ont été enregistrés par un grand nombre de systèmes d'enregistrement optique. Le nombre total d'événements enregistrés actuellement (début 2009) est estimé à plusieurs dizaines de milliers. Le taux global d'occurrence des TLE a été estimé, à partir des observations du satellite FORMOSAT-2, à plusieurs millions d'événements par année.
Les TLE sont des phénomènes de fluorescence optique, provoqués par des décharges électriques au cours d'orages sous-jacents. Ils durent généralement entre moins d'une milliseconde à plus de 2 secondes.
Ces phénomènes sont encore peu connus, de même que leur dangerosité pour les aéronefs, notamment les engins spatiaux. Une hypothèse veut que la navette spatiale américaine Columbia ait été prise dans un de ces éclairs, hypothèse réfutée par l'Administration nationale de l'aéronautique et de l'espace (NASA) américaine.
Les noms de farfadets et de jets bleus sont devenus répandus après la mise en ligne, sur Internet, d'une vidéo réalisé lors d'une campagne de recherche aéroportée destinée à étudier les farfadets, en 1994.
Études scientifiques
Les premières observations, depuis l'espace et avec des microcaméras, de farfadets et d'éclairs au nadir ont été effectuées depuis la Station Spatiale Internationale au cours de l'expérience LSO (Lightning and Sprites Observations), durant la mission Delta. Développée par le Département analyse surveillance environnement (DASE) du Commissariat à l'énergie atomique (CÉA), l'expérience LSO est à bord de la Station spatiale internationale (ISS) depuis qu’elle y a été installée, lors de la mission Andromède, par Claudie Haigneré (21 au 31 octobre 2001). Elle se compose de deux micro-caméras numériques pilotées par un ordinateur portable. L'une de ces caméras est équipée d'un filtre adapté à l'observation des sylphes, tandis que l'autre est chargée d’observer les éclairs dans le spectre visible. Ces deux caméras sont fixées sur un hublot pointant vers le nadir pour des périodes de 5 jours, lorsque la stabilisation de l’ISS le permet, et elles sont actionnées pendant la nuit au-dessus des continents, les orages étant plus rares sur les océans.
L’expérience LSO fait partie des missions traditionnelles des astronautes européens. « LSO est une expérience pionnière, souligne Elisabeth Blanc, du Laboratoire de détection et de géophysique du Commissariat à l’énergie atomique. Les observations précédentes se faisaient à l’horizon, nous sommes les premiers à observer au nadir ».
À partir de 2013, le projet de microsatellite Taranis (Tool for the Analysis of RAdiation from lightNIng and Sprites) propose l'étude du couplage atmosphère-ionosphère-magnétosphère lors des orages atmosphériques.
