La foudre en boule ou foudre globulaire

 
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Éric Dargent
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MessagePosté le: Dim 14 Aoû 2011, 10:53    Sujet du message: La foudre en boule ou foudre globulaire Répondre en citant

Description et historique du phénomène :



La foudre en boule, ou foudre globulaire (Ball Lightning en anglais) est un phénomène météorologique rare et encore peu expliqué. Le premier rassemblement d’informations et témoignages date du 17ème siècle a été effectué par Arago, un astronome et physicien français. Ses premières ‘descriptions’ dateraient du 16ème siècle avec des ‘météores au comportement étrange’. Le phénomène étant mal connu, bon nombre de témoignages ont d’ailleurs étés relégués au stade de l’imaginaire, illusions ou hallucinations par manque de connaissances. Ce n’est qu’à partir des années 50 que certains scientifiques ayant été témoins du phénomène commencent à s’intéresser à la ‘chose’. 

Fin des années 60, un article dans la revue de presse  Forces Aériennes Françaises  présenta les résultats d'une étude portant sur plus de 300 cas de foudroiement d'avions en vol survenus pendant la période 1949-1966 ayant (pour certains d’entre eux) générés des foudres en boule à l’intérieur des appareils. Le phénomène de déplacement d'une ‘boule de feu’ à l'intérieur d’un avion avait également particulièrement frappé les aviateurs à la fin de la seconde guerre mondiale. Le phénomène faisait son apparition avec quelques variantes allant d'une boule de feu orange à une boule bleue d'un diamètre de 15 cm et ce, qu’il s’agisse de cumulus, cumulonimbus ou nuage de grêle. 

Ce phénomène n’apparaît donc pas forcément lors d’orage mais dans 90% des cas tout de même. La durée moyenne est de 6 secondes mais peut atteindre plusieurs minutes. La boule se déplace de manière aléatoire et est totalement indépendante du vent ou de la gravité. 

Les sources de ce paragraphe proviennent de "sciences.org" mais sur le point de la gravité, je pense qu’il y a quelques nuances et réactions distinctes observées d’une boule à l‘autre, j’y reviendrai après ceci : 

« Pendant un orage, des témoins observent une boule de feu ressemblant de très près à la foudre, d'une taille variant d'environs plusieurs dizaines de centimètres de diamètre. Sa luminosité est très vive. Contrairement à la foudre, cette boule lumineuse reste stable pendant plusieurs secondes et se déplace de manière erratique, le long des conduits de fils électriques, le plus souvent. Puis, brusquement, elle disparaît en laissant derrière elle une odeur d'ozone. Elle peut, entre-temps, incendier des dépôts de carburant ou brûler des ouvrages, sinon exploser et tuer des personnes qui se trouvent à proximité, comme ce fut le cas pour le physicien Raichman, à Leningrad en 1753. D'autres témoignages indiquent que la foudre globulaire traverse les vitres, les murs ou les rideaux sans causer le moindre incendie ou dommage. Le plus étonnant est que la foudre globulaire reste insensible au vent, semble osciller, tourner sur elle-même comme une toupie, changer de direction. »

Source : sciences.org
   
Constatations personnelles :

Dans cet extrait d’article, on constate deux types de témoignages qui s’opposent par les conséquences. Les uns parlant d’incendies et explosions, les autres de passages au travers d’objets sans causer le moindre dommage. Les uns parlant de boules suivant les conduites et câbles, les autres de boules 'flottantes' traversant les vitres ou les murs. Il est donc difficile de s’y retrouver ! Et pourtant, les moyens techniques d’aujourd’hui nous permettent d’immortaliser ces phénomènes aux comportements si différents sans pouvoir encore les comprendre. Cependant, les recherches dans ce domaine avancent et les théories ne manquent pas. Deux d’entre-elles semblent déjà obtenir de bons résultats, même si la tâche à accomplir avant d’en arriver aux certitudes reste énorme.

Infos concernant l’odeur d'ozone (O³) :

Mon père, chimiste de métier m’a donné la réponse : Seule une énergie et une température intense peut cassée les liaisons entre les molécules d’oxygène (O²) constituant notre atmosphère (l’air) et créer momentanément par mise en commun partielle d’électrons de l’ozone (O³). Mais chimiquement instable, ces liaisons vont vite disparaître pour se recombiner en O².  Dans l’air, cette énergie et cette température sont disponibles lors d’un éclair. D’ailleurs pas mal de gens ayant vécu un impact (même sans foudre en boule) très près d’eux (quelques mètres) relatent souvent une odeur, piquante, désagréable juste après le coup de foudre. Expérience que ma grand-mère maternelle a vécue. Côté expérience personnelle et familiale on peut dire que je suis servi, et c’est loin d’être fini, attendez la suite…
  
Infos concernant le scientifique russe Georg Raichman :

Il est considéré comme la première personne officiellement décédée suite à des expériences menée sur l’électricité. En fait, celui-ci fut tué en tentant d’attraper une foudre en boule alors qu’il menait des recherches sur ces phénomènes.
  
Théories, expériences et analyses de cas :
 
Théorie n°1 : Le modèle chimique.

La  théorie du modèle chimique explique que, puisque les boules de foudre apparaissent en général pendant un violent orage, un impact de foudre a lieu. En frappant le sol, il vaporise des particules de silicium en train de brûler, d’oxygène et de carbone qui s’associent entre elles pour former de longues chaines. Ces filaments qui brûlent lentement ont tendance à se replier sur eux-mêmes pour former des boules. Ces particules, de taille micro voire nanométriques, sont chargées négativement. Celles-ci peuvent alors former une sphère qui va lentement s’oxyder à l’air. Cette théorie a été avancée par John Abrahamson et James Dinniss de l’université de Canterbury en Nouvelle-Zélande, dont les travaux ont été poursuivis par Antonio Pavo et Gerson Paiva, deux chercheurs de l'Université fédérale du Pernambouc au Brésil qui ont récemment réussi à produire le phénomène en vaporisant un mince substrat de silicium à l’aide d’un arc électrique de 140 A.

Source : Wikipedia (C’est la description la plus simple et la plus compréhensible que j’ai trouvé, on commence à rentrer dans du ‘costaud’ alors je ne saurai pas faire mieux !) Voici la vidéo de l’expérience : 

Foudre en boule 'reconstituée' à l'université de fédérale de Pernambuco(Brésil)

Commentaire personnel :

La première chose qui saute yeux, c’est que même si ces boules ‘rebondissent’ de manière vives et désorganisées, la gravité semble pourtant bien jouer son rôle ! Et comparativement, mon expérience personnelle du phénomène ressemble très fort à cette ‘schématique comportementale’. En fait, j’ai eu l’occasion de voir un impact sur un poteau électrique à 10m de la maison de mes parents (il y a des années) générant une foudre en boule d’un diamètre d’une vingtaine de centimètre. La boule s’est ‘créée’ au niveau du sommet du poteau pendant l’impact (qui lui à touché le sol). Elle est ensuite tombée au sol en effectuant un rebond, roulant sur une dizaine de mètre dans la rigole du trottoir et finie par ‘tomber’ dans la bouche d’égout. Le phénomène s'est déroulé en 2 ou 3 secondes. J’ai trouvé une vidéo avec une boule de foudre réagissant plus ou moins de la même manière que mon cas sauf que le rebond s’effectue à la fin de son périple pour disparaître. Les réactions sont donc typiquement semblables à l’expérience réalisée. La voici :  
 
Ball Lightning
 
Théorie n°2 : La théorie des plasmas.

La boule de foudre serait remplie de plasma. Le plasma est un état de la matière, comme l’état gazeux, solide ou liquide. Il n'est visible sur Terre à l'état naturel qu'à très haute température, quand l'énergie est telle qu'elle réussit à arracher des électrons aux atomes. On observe alors une sorte de « soupe » d'électrons extrêmement actifs dans laquelle « baignent » des noyaux d'atomes. Ce dernier se forme à partir d’un gaz ordinaire dont la chaleur provoque l’expulsion d’un ou de plusieurs électrons de plusieurs atomes. Ces atomes sont alors ionisés, et on dit que l’état plasma est atteint lorsque suffisamment d’atomes ont été ionisés. La boule de plasma serait parcourue par des lignes de courant bouclées sur elles-mêmes et s’interpénétrant de façon à se confiner les unes les autres par les champs magnétiques qu’elles créent. Ceci est rendu possible pour de très hautes températures, supérieure à 3 000 °C, qui sont largement obtenues après le passage d’un éclair (jusqu’à 30 000 °C). Une fois créée, la boule dissipe son énergie sous forme thermique et lumineuse. Cela diminue sa température, jusqu’à ce que la conductivité du plasma soit trop faible pour assurer la stabilité. La boule de plasma finit alors son existence en se désagrégeant. En 2006, cette théorie est expérimentée par une équipe de chercheurs israéliens (Eli Jerby et Vladimir Dikhtyar qui parviennent à créer des mini-boules de feu (3 cm de diamètre) grâce à un simple four à micro-ondes modifié. Cependant cette expérience n'est qu'un demi-succès car les mini-boules de feu ne survivent que quelques millièmes de seconde (soit 1000 à 100 000 fois moins que le phénomène observé dans la nature). Source – Wikipedia (Mais j’ai condensé 2-3 sujets en un et rajouté quelques infos.) 
  
Attention, je n’ai malheureusement pas pu trouver les vidéos de cette expérience car protégées par copyright, cependant, vous trouverez certainement sur les sites vidéo des petits malins qui se sont amusés à ‘reproduire’ cette expérience avec leur four à micro-ondes. Certains sites scientifiques pédagogique vous expliquent même comment procédé (perso je ne me suis pas encore laissé tenté à l’expérience mais çà ne saurait tarder). Mais Eli Jerby et Vladimir Dikhtyar avait à leur disposition un tout autre ‘four à micro-ondes’ qu’est le European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) basé à Grenoble. Mais là çà devient ‘hard’ alors je conseille à ceux qui veulent plus d’infos sur cette expérience à aller voir sur le site dont j’ai tiré une partie de mes données, Science in School (en anglais)  
 
Plasma Balls : Creating the 4th state of matter with microwaves

Des chercheurs du Max Planck Institute for Plasma Physics et de la Humboldt University, tout deux basés à Berlin, ont utilisés un système de décharge électrique immergé dans de l’eau pour générer des boules de ‘nuages lumineux’ de plasma. Celles-ci durent une demi-seconde et atteignent les 20 centimètres de diamètre. Le principe : Deux électrodes plongées dans un réservoir en verre rempli d’eau. On applique une décharge de 5000 Volts sur ces électrodes. La Haute-Tension crée un fort courant de 60A qui passe à travers l’eau pendant une fraction de seconde. Ceci va générer une ionisation des molécules d’eau qui vont s'évaporées dans une boule de plasma lumineux apparaissant à la surface. Ce phénomène pourrait également arrivé avec les nanoparticules de sable ionisé éjectées dans l’air lors d’un impact. Voici la vidéo :

Générateur de plasma du Max Planck Institute
 
Commentaire personnel :

Étonnamment, lors de cette expérience, on constate que le comportement de la boule (même si sa durée dans le temps en bref), semble moins influencé par la gravité que par le modèle chimique. En comparant une nouvelle fois à un témoignage que je ne remettrais pas en doute…Mon grand-père maternel était boulanger à Matton (Ardennes française) durant la 2ème guerre. L’atelier de la boulangerie se trouvait en dessous de la salle vente, à moitié enterré. Un soupirail (sans fenêtre pour évacuer la chaleur) se trouvait d’un coté de l’atelier et le four à pain à l’opposé. Il y avait de l’orage et alors que mon grand-père tenait son plateau à pains, prêt à enfourner plusieurs miches, une foudre globulaire arrivée par le soupirail en ‘suspension’ dans l’air lui fit valser les quatre fers en l’air avec son plateau et ses pains en se dirigeant vers le four à pain puis tomba et disparu dans le sol devant juste devant celui-ci. Il faut savoir que ces plateaux à pains avaient un très long manche, mon grand-père se trouvait donc approximativement à 2 mètres du four. Malheureusement, n’étant plus de ce monde, je ne peux plus avoir d’infos supplémentaires que celles que ma mère m’a fournies (et c’est ce qui explique sa trouille bleue des orages). Cela dit, il advient d’admettre que le comportement décrit par la boule ressemble plus à celui visible dans l’expérience plasma. J’ai également trouvé quelques vidéos où le comportement était similaire : 
 
Vidéo 01
Vidéo 02

Conclusions personnelles :
 
Il est étonnant de constater qu’il y a un élément commun à ces deux théories : le sable ou silice, et qui contient en moyenne 30% de silicium! Cette ‘matière première’ pourrait autant créer une ‘boule de feu’ avec le modèle chimique qu’une boule de plasma avec la théorie des plasmas. Très intéressant non ? On sait aussi que la quantité d’énergie nécessaire pour générer une boule de feu est bien moindre que pour générer une boule de plasma. Or on sait aussi que tous les impacts n’ont pas la même énergie à diffuser. Peut-on dès lors penser que deux voire plusieurs théories s’avèreraient être de bonnes pistes à explorer sans en écarter l’une ou l’autre ? Nous trouvons-nous devant plusieurs phénomènes physico-chimiques différents aux ‘quasi-semblables’ apparences ? Un semblant de réponse avec ceci ? Le professeur émérite Robert Crompton, de l'Université Nationale d'Australie, après avoir collecté 30 à 40 cas australiens sur une période de 10 ans, avoue ne pas parvenir à expliquer tous les cas rapportés par une même théorie. Pour lui, il y a bien deux théories qui s’en dégagent ! Et mes ‘simples expériences et observations personnelles’ vont dans ce sens… que d’émotions pour la suite des évènements !

Conclusions générales : 
 
La Recherche sur ce phénomène n’en est qu’à ses balbutiements. Mais les avancées technologiques sur l’observation et l’étude de cas nous promettent encore bien des découvertes. 
 
L’Académie des Sciences de la Fédération de Russie organise tous les ans des conférences à ce sujet. Ils font régulièrement le point sur les recherches actives qui sont menées sur ces sujets en Russie. Le phénomène de la foudre en boule est en effet particulièrement étudié par les équipes qui travaillent sur la fusion contrôlée, et sur la propulsion spatiale car les plasmoïdes régissent des lois de Maxwell qui font que la décroissance du courant induit une augmentation du champ magnétique (ce qui concoure à la persistance du phénomène pendant un temps variable) et qui, contrôlé, permettrait l’émergence de nouvelles avancées technologiques et applications industrielles. Comme vous  avez pu le constater j'ai scindé à chaque fois les commentaires 'officiels' des commentaires 'personnels' et ce, dans un but de clarté car il ne faut surtout pas mélanger les vraies connaissances scientifiques acquises avec les 'suppositions' et témoignages qui restent toujours des sujets à controverses, même si c'est en partie cela qui fait avancer la Recherche (témoigner et se poser des questions). Ces commentaires personnels n'engagent d'ailleurs que ma propre personne ! Neutral

J'espère que ce dossier vous a appris des choses sur le sujet et si certaines questions où zones d'ombre vous interpellent, n'hésitez pas à m'en faire part, je me ferais un plaisir d'en débattre avec vous ! Wink
 
 
 Sources utilisées pour la conception de ce sujet :

Sites et vidéos en Français :

RRO.org - Enquête - Foufre Globulaire

Wikipedia avec les dossiers ‘La foudre en boule’, ‘Physique des plasmas’ et ‘Etat plasma’ qui m’ont bien aidé à vous simplifier la chose !

Ainsi que ces autres vidéos :

Foudre en boule apparue sur une ligne haute-tension après un impact
Reportage réalisé par France2 sur les phénomènes orageux : Les Colères de la Terre : Le Ciel se déchaîne

Sites et vidéos en Anglais :

Science in School.org
NewScientist.com

Site très technique d'Ely Jerby où il décrit son expérience :

Fireballs excited by Microwaves 


Ball Lightning (Reportage sur la foudre en boule)
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Dernière édition par Éric Dargent le Mar 16 Aoû 2011, 21:43; édité 16 fois
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MessagePosté le: Dim 14 Aoû 2011, 10:53    Sujet du message: Publicité

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Jean Yves Frique
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MessagePosté le: Dim 14 Aoû 2011, 13:42    Sujet du message: La foudre en boule ou foudre globulaire Répondre en citant

Voilà en tout cas un sujet passionnant mais sujet à discussions. Je reviendrais ce soir pour relire cet excellente synthèse  Wink
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MessagePosté le: Lun 15 Aoû 2011, 11:22    Sujet du message: La foudre en boule ou foudre globulaire Répondre en citant

En voilà un solide dossier ! On voit l'esprit de recherche qui t'anime Éric et cela fait vraiment plaisir de voir cette démarche analytique t'habiter. Par ailleurs, il est préférable que tu ne modifies pas la typographie ainsi que la taille du texte afin de garder une homogénéité au sein du forum et surtout aussi pour ne pas avoir un véritable désordre dans les codes sources du forum, j'ai bien passé une heure à remettre en forme ton sujet car le CMS a créé un désordre astronomique. Lorsque tu désires justifier ou mettre en gras un élément, il est préférable que tu le fasses après avoir écrit tout le texte en sélectionnant les parties auxquelles il faut donner un attribut comme la forme "justifié" ou "gras".

Concernant la foudre en boule, j'ai vu que celle-ci est souvent confondue avec les courts-circuits générés par la foudre sur les lignes électriques au niveau des isolateurs des poteaux qui soutiennent les câbles. Le phénomène visible est assez similaire car on observe une boule lumineuse suivre un câble ou tomber du haut d'un poteau tout en semblant se consumer, Alex Hermant a d'ailleurs mis une note sur ce phénomène dans son livre "Traqueur d'orages" en appuyant le fait que la confusion est à s'y méprendre. C'est certain que si la foudre en boule devait se présenter ainsi alors je pourrais dire que j'en ai vu trois de loin le 27 juin 2011 mais celles-ci étaient bien en fait des courts-circuits, ceux-ci ayant souvent été verdâtres
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MessagePosté le: Lun 15 Aoû 2011, 12:27    Sujet du message: La foudre en boule ou foudre globulaire Répondre en citant

Hyper intéressant ce docu Eric, merci de nous le faire partager.

La boule dont je te parlais dans ma présentation, est apparue simultanément avec un éclair, et a éclaté quasi instantanément.
Le bruit ressemblait a un pétard géant et ça m'a travaillé toute la nuit suivante.

Ma chère maman m'a aussi raconté un fait sur une boule de feu.
C'est ma grand mère maternelle qui aurait, lors d'un orage violent, vu apparaitre une boule de taille assez imposante, apparaitre a hauteur d'homme, puis rebondir sur le sol, et rouler le long du bord de la route pour finir sa course dans un avaloir d'égout.

D'après ce que j'ai pu lire dans ton docu, il ne faut surtout pas essayer de la toucher si ce phénomène est très proche?
Et se méfier aussi dans le cas ou elle exploserait...


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Éric Dargent
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MessagePosté le: Lun 15 Aoû 2011, 12:31    Sujet du message: La foudre en boule ou foudre globulaire Répondre en citant

Okay Merci pour tes conseils Mike! Et désolé de t'avoir donné du 'fil à retordre'! C'est vrai que j'ai bien galéré une paire d'heures pour la mise en page sans vraiment y arriver Angry ! Mais bon, c'est métier qui rentre! Wink


Pour le cas des courts-circuits, je me doutais bien qu'il y avait peut-être bien d'autre explications. C'est d'ailleurs pour cela que j'ai mis la vidéo 'foudre en boule apparue sur ligne haute-tension après un impact' à part des autres et que je ne l'utilise pas comme exemple. Elle ressemble plus à ce que tu nous décrit. Et concernant la couleur verte souvent constatée, j'ai peut-être une explication. Les câbles sont fait en cuivre or je sais que la combustion, ou la vaporisation (même partielle) de cuivre donne une couleur verte. je vais me renseigner un peu plus sur ce sujet! Wink
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Olivier H
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MessagePosté le: Lun 15 Aoû 2011, 12:38    Sujet du message: La foudre en boule ou foudre globulaire Répondre en citant

Serait-ce du a l'oxyde de cuivre qui prend la couleur verte ?
Souvent appelé (vert de gris).


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Éric Dargent
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MessagePosté le: Lun 15 Aoû 2011, 12:45    Sujet du message: La foudre en boule ou foudre globulaire Répondre en citant

Oups, on a posté en même temps Olivier! Very Happy

Et bien pour répondre à ta question : NON, ne surtout pas la touchée! Et OUI, se méfier mais il faut admettre que la plupart des gens sont 'subjugués' par le phénomène lorsque cela arrive et est, dans la plupart des cas, de très courte durée. Toutefois, il convient de s'éloigner ou de se mettre à l'abri le plus rapidement possible !

Concernant ton expérience personnelle, elle est difficile à classer de par sa brièveté ! Celle de ta grand-mère par contre, ressemble fortement à la mienne : formation d'une boule à hauteur quelconque qui tombe en faisant des rebonds et roule au sol (la gravité jouant son rôle). Ton témoignage est très intéressant ! Okay
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Éric Dargent
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MessagePosté le: Lun 15 Aoû 2011, 12:49    Sujet du message: La foudre en boule ou foudre globulaire Répondre en citant

Effectivement! Ce sont les particules de cuivre vaporisées (extraite du câble) qui vont se re-combinées avec l'oxygène en oxyde de cuivre! Wink  
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Michael Baillie
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MessagePosté le: Lun 15 Aoû 2011, 20:06    Sujet du message: La foudre en boule ou foudre globulaire Répondre en citant

Cela semblait tout à fait logique et c'est très intéressant de l'avoir développé. Merci Éric et continue de nous éblouir par la foison de sujets intéressants que tu ouvres sur le forum Smile Pour le moment, j'avoue que j'ai énormément de contre-temps mais je prendrai prochainement le temps de développer les sujets que tu commences Wink Je suis en tous cas impatient de te rencontrer Smile
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Éric Dargent
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MessagePosté le: Lun 15 Aoû 2011, 20:51    Sujet du message: La foudre en boule ou foudre globulaire Répondre en citant

De même pour moi ! Wink  Hé bien, je me pose pas mal de questions et, tentant de trouver des réponses, je me dis que c'est autant en faire profiter tout le monde ! Smile
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Jean Yves Frique
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MessagePosté le: Mar 16 Aoû 2011, 08:37    Sujet du message: La foudre en boule ou foudre globulaire Répondre en citant

En tous les cas, cela fait effectivement plaisir de lire régulièrement tes interventions Éric car c'est souvent très enrichissant  Okay

Pour ma part, la foudre est certainement le phénomène orageux que je connais le moins, j'apprends donc avec plaisir Wink
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Éric Dargent
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MessagePosté le: Mar 16 Aoû 2011, 15:14    Sujet du message: La foudre en boule ou foudre globulaire Répondre en citant

Je peux dire de même quand je lis tes prévisions et observations! Wink  Au fait, je vais être un peu HS mais super le rapport Keraunos sur la tornade de Hautmont, merci pour le lien! Okay  As-tu remarqué que le reportage de France2 'Le ciel se déchaîne' revenait également sur cet épisode?
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Jean Yves Frique
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MessagePosté le: Mar 16 Aoû 2011, 20:46    Sujet du message: La foudre en boule ou foudre globulaire Répondre en citant

Non, je n'ai pas vu le reportage mais peut être qu'il y a moyen de le visionner sur le net?

Concernant le rapport de Keraunos, je parle du "premier", il est pour moi une véritable bible. On y apprend énormément de choses et c'est une véritable référence en la matière. J'en profite encore pour leur tirer mon chapeau Okay

Désolé de rester un peu HS Wink
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Éric Dargent
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MessagePosté le: Mar 16 Aoû 2011, 21:49    Sujet du message: La foudre en boule ou foudre globulaire Répondre en citant

Oui tu peux le visionner sur le lien que j'ai mis dans les 'sources utilisées' pour ce dossier. C'est en 5 parties et le lien c'est la partie 1, la partie suivante étant proposée automatiquement à la fin de chaque vidéos. Wink
Hé oui, chapeau à Keraunos! Okay
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