Pourquoi on voit l'éclair avant d'entendre le tonnerre ?

Un éclair, deux messagers

La lumière : le coureur le plus rapide de l'Univers

Quand un éclair jaillit, il envoie de la lumière dans toutes les directions. Cette lumière voyage à environ 300 000 kilomètres par seconde. C'est tellement rapide qu'en une seule seconde, elle pourrait faire presque 7 fois et demie le tour de la Terre !

Pour un orage situé à quelques kilomètres de toi, la lumière met environ un cent-millième de seconde à arriver. Ton cerveau n'a même pas le temps de s'en rendre compte : pour toi, l'éclair est vu au moment exact où il se produit.

Le son : un voyageur beaucoup plus lent

Le tonnerre est un son. Et le son ne voyage pas comme la lumière. Il a besoin de l'air pour avancer : les petites particules de l'air se poussent les unes les autres, un peu comme des gens qui se passent un message en chaîne.

Dans l'air, le son avance à environ 340 mètres par seconde. C'est déjà rapide (plus de 1 200 km/h, bien plus qu'un TGV !), mais c'est près d'un million de fois moins vite que la lumière.

N.B. :
La vitesse du son dépend un peu de la température de l'air : elle est un peu plus grande quand il fait chaud et un peu plus petite quand il fait froid. À 20 °C, elle vaut environ 343 mètres par seconde.

Comment naît le tonnerre ?

Un chemin de feu dans le ciel

Un éclair est une énorme étincelle électrique. Dans un nuage d'orage, de petits morceaux de glace et de gouttelettes se frottent et se heurtent, et le nuage se charge en électricité. Quand la charge devient trop forte, l'électricité cherche à s'échapper : elle se fraie un chemin dans l'air, vers un autre nuage ou vers le sol.

Sur son passage, l'air est chauffé à environ 30 000 °C, soit près de 5 fois la température de la surface du Soleil !

Une explosion d'air

Quand l'air est chauffé aussi vite et aussi fort, il se dilate d'un coup, comme un ballon qui éclaterait. Cette expansion brutale pousse l'air autour d'elle et crée une onde de choc, qui devient ensuite une onde sonore : c'est le tonnerre.

Pourquoi le tonnerre « gronde » au lieu de faire un seul « bang » ?

Un éclair peut mesurer plusieurs kilomètres de long. Chaque morceau du chemin fait son propre bruit, mais ces morceaux ne sont pas à la même distance de toi. Le son du morceau le plus proche arrive en premier, puis celui des morceaux plus lointains. Le bruit se répète aussi sur les collines, les bâtiments et les nuages (c'est l'écho). Résultat : au lieu d'un seul « bang », tu entends un long grondement.

La course : lumière contre son

Imaginons un éclair qui frappe le sol à 3 kilomètres de toi. Voici ce qui se passe.

Entre l'éclair et le tonnerre, tu as donc le temps de compter jusqu'à neuf. Et si l'orage est plus loin, tu comptes plus longtemps !

À toi de jouer : calculer la distance de l'orage

La méthode des secondes

Le son parcourt environ 1 kilomètre en 3 secondes. Tu peux donc deviner la distance d'un orage avec cette recette :

1. Quand tu vois l'éclair, commence à compter les secondes : « un, deux, trois… » (ou « un crocodile, deux crocodiles… » pour aller à la bonne vitesse).
2. Arrête de compter quand tu entends le tonnerre.
3. Divise le nombre de secondes par 3 : tu obtiens la distance en kilomètres.

Et si l'orage s'approche ?

Si le temps entre l'éclair et le tonnerre devient de plus en plus court, c'est que l'orage se rapproche. S'il devient de plus en plus long, il s'éloigne.

N.B. :
Quand le tonnerre arrive moins de 30 secondes après l'éclair, l'orage est à moins de 10 kilomètres : il est temps de se mettre à l'abri dans une maison ou une voiture, et jamais sous un arbre isolé. On attend ensuite environ 30 minutes après le dernier coup de tonnerre avant de ressortir. C'est la « règle des 30-30 ».

Pourquoi parfois on voit l'éclair mais on n'entend rien ?

Le son s'affaiblit en voyageant, et l'air, les reliefs et les couches d'air de températures différentes le dévient. En général, on n'entend plus le tonnerre quand l'orage est à plus de 15 ou 20 kilomètres. Mais la lumière de l'éclair, elle, peut être vue de bien plus loin, surtout la nuit. C'est ce qu'on appelle parfois les « éclairs de chaleur » : un orage lointain dont on voit la lumière, sans entendre le bruit.

La même course dans la vie de tous les jours

Cette différence entre lumière et son se voit partout :

• Un feu d'artifice : tu vois d'abord l'explosion colorée, puis tu entends le « boum ».
• Un bûcheron au loin : tu vois la hache frapper l'arbre, puis le « toc » arrive après.
• Un stade de football : depuis les tribunes lointaines, tu vois le joueur frapper le ballon avant d'entendre le coup.
• Le Soleil : sa lumière met environ 8 minutes et 20 secondes pour arriver jusqu'à nous. Tu vois le Soleil tel qu'il était il y a plus de 8 minutes !