Ils observent des lumières fantomatiques dans les feuilles des arbres et les scientifiques ne trouvent aucune explication : « Maintenant, nous savons qu'elles existent »

Depuis près d’un siècle, certains chercheurs soupçonnaient qu’un orage apportait bien plus que de simples éclairs. Cela peut également provoquer de petites décharges dans la partie la plus haute des arbres, comme une lueur fantomatique que l'œil humain ne perçoit pas. Aujourd’hui, une équipe de l’Université d’État de Pennsylvanie a réussi à l’observer et à la mesurer dans la nature grâce à des capteurs de lumière ultraviolette.

Le phénomène est appelé « décharge corona » et ce n’est pas un spectacle comme la foudre. Il est beaucoup plus faible, mais peut brûler le bout des feuilles et des aiguilles en quelques secondes, du moins lors de tests contrôlés. Et cela nous oblige à poser une question inconfortable : qu’est-ce que cela fait à une forêt lorsque les tempêtes se répètent été après été ?

Qu'est-ce qu'une décharge corona

Une décharge corona est une petite fuite d’électricité dans l’air lorsque le champ électrique est très fort, notamment autour des pointes. C'est pourquoi il ressemble au « feu de Saint-Elme », cette lueur parfois décrite sur les mâts ou les tours lors des tempêtes.

Dans les arbres, ces « pointes » sont des milliers de feuilles et de brindilles. La lueur visible est masquée par la lumière ambiante, l’indice le plus fiable se trouve donc dans l’ultraviolet, que ces décharges émettent également.

Une camionnette chasse-tempête

Pour le détecter en dehors du laboratoire, l’équipe a converti une Toyota Sienna 2013 en laboratoire mobile. Ils l'ont équipé d'une station météo, d'un détecteur de champ électrique, d'un télémètre laser et d'un périscope sur le toit qui envoyait de la lumière à une caméra ultraviolette.

Patrick McFarland, auteur principal, a déclaré que « la chose la plus amusante était de prendre une scie sauteuse et de faire un trou de douze pouces » dans le plafond, soit environ 30 centimètres. C'était le moyen d'observer la canopée et de séparer le signal ultraviolet du bruit visuel d'une véritable tempête.

Ce qu'ils ont enregistré en Caroline du Nord

Le cas le plus clair s'est produit le 27 juin 2024 à Pembroke, en Caroline du Nord. La caméra a été pointée sur trois branches de gomme douce pendant environ 90 minutes, avec la tempête au-dessus.

En analysant la vidéo, l’équipe a identifié 859 signaux ultraviolets individuels que le logiciel a regroupés en 41 épisodes de décharge corona. Ils duraient d'une fraction de seconde à environ 3 secondes et « sautaient » de feuille en feuille alors que les branches bougeaient dans le vent.

Un schéma qui pourrait être courant dans les forêts

Les chercheurs ont observé des rejets similaires dans un pin à encens voisin et sous quatre autres tempêtes interceptées entre la Floride et la Pennsylvanie. Même s’ils changeaient l’espèce de l’arbre ou la force de la tempête, le comportement était similaire.

Sur cette base, McFarland estime que « des dizaines ou des centaines » de feuilles par canopée pourraient être activées au passage d’une tempête. Si nous avions une vision ultraviolette, dit-il, nous la verrions comme un « spectacle de lumière » semblable à des milliers de lucioles au-dessus de notre tête.

Dommages aux feuilles et une nouvelle façon de les mesurer

En laboratoire, les fines pointes générées par ces décharges peuvent être visiblement brûlées en quelques secondes, et l'équipe suggère que la répétition pourrait endommager la cuticule, la couche cireuse qui protège la feuille contre les radiations et la déshydratation. Il reste à voir dans quelle mesure cela se traduira par une accumulation de dégâts sur le terrain.

L’étude chiffre également quelque chose qui était auparavant presque impossible à quantifier. Les décharges mesurées émettaient de l'ordre de 10^11 photons autour de 260 nanomètres, que les auteurs relient à des courants de l'ordre de 1 microampère dans la zone observée. De plus, ils montrent que l’intensité ultraviolette augmente proportionnellement à ce courant.

L'air de la forêt est également altéré

Selon l’article, les décharges corona peuvent produire de très grandes quantités de radicaux hydroxyles (OH), un oxydant clé qui aide à « nettoyer » l’atmosphère. Cela peut accélérer la transformation des gaz organiques émis par les arbres, avec des effets possibles sur la chimie de l’air juste au-dessus du couvert forestier.

Les auteurs appellent à réévaluer le phénomène dans son ensemble, y compris sa contribution limitée à la charge électrique de la tempête elle-même et son importance si les tempêtes s'intensifient dans un climat plus chaud. Il y a ici encore plus de questions que de réponses.

Ce qu'il faut prendre en compte

La conclusion définitive est que ces rejets existent dans les arbres réels soumis aux tempêtes et peuvent déjà être mesurés. La prochaine étape consiste à voir quel impact réel ils ont sur la santé de l’arbre et de la forêt, un sujet que l’équipe souhaite aborder avec des écologistes et des botanistes.

Et une note pratique. Bien que ces étincelles soient invisibles, le véritable danger en cas d'orage reste la foudre, et la recommandation officielle est de ne pas s'abriter sous un arbre isolé et de chercher un endroit fermé et sûr lorsqu'il gronde.

L'étude a été publiée dans Lettres de recherche géophysique avec DOI 10.1029/2025GL119591. Le communiqué de presse officiel avec les détails de la découverte est disponible dans la salle de presse de l'American Geophysical Union (EAU).

Photo: William Brune

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