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« Don Diègue robot » dira t’il un jour à son fils « Rodrigue as tu du coeur ? ».
Je crains que « Rodrigue robot » ne réponde : « non papa, je n’ai que du carreau » , car pour un robot un jeu de cartes est plus naturel que des émotions.
On nous parle très souvent de robots à la télévision.
Il y a 20 ans, les robots n’étaient que des machines qui aidaient l’homme pour des tâches fastidieuses, tels les robots ménagers ou ceux des usines de mécanique
Les robots intelligents n’existaient que dans les films de science fiction, tel le célèbre D2, mais ils ressemblent à des machines.
Depuis dix ans, la robotique a fait des progrès - ce que l’on appelle du mot pompeux « d’intelligence artificielle ». Nous pouvons trouver des tondeuses ou des aspirateurs qui se débrouillent tout seuls, si l’environnement n’est pas trop compliqué.
Mais ils sont programmés pour une tâche précise et n’ont aucune capacité d’invention. Ils s’adaptent tout au plus en fonction des perceptions de leurs capteurs.
C’est bien moins intelligent que le moindre animal domestique.
Mais des films comme « Reals Humans » nous montrent des robots bien proches de l’homme et ayant des sentiments.
Depuis quelques années on a vu apparaître des robots auxquels on a donné un physique d’homme ou d’animal domestique, avec comme but de tenir compagnie à des personnes âgées ou à des enfants malades.
Le premier écueil a été d’imiter la marche des vivants et notamment la bipédie des hommes.
Cela a l’air tout simple, mais c’est un problème d’équilibre difficile et rien ne vaut notre cerveau. La robotique n’imite pas encore parfaitement la marche de l’homme.
Deuxième écueil, la parole. Certes ce n’est pas difficile de faire parler un robot : l’ordinateur sait imiter la voix humaine et former des mots et des phrases à partir de phonèmes. Quant à la syntaxe et la grammaire, c’est logique ou bien question de mémoire, donc pas de problème.
Mais c’est un autre problème de dire des choses intelligentes et de comprndre un interlocuteur et lui répondre. Les situations que l’on rencontre sont tellement nombreuses qu’on ne peut mémoriser des réponses à l’avance.
Il faut donc là, une véritable intelligence artificielle, qui puisse imaginer pour s’adapter, après avoir interprété et analysé la parole de son interlocuteur.
On en est encore au balbutiement.
Mais le summum de la difficulté c’est de rendre le robot empathique.
Il faut d’abord pour pouvoir répondre à des émotions, comprendre celles des autres. Donc le premier stade c’est de rendre le robot capable de déceler des émotions chez son interlocuteur humain.
On commence à peine à le faire.
Il s’agit essentiellement que le robot reconnaisse les émotions d’une part aux mimiques du visage et d’autre part aux intonations de la voix. C’est tout un apprentissage.
Le stade d’après sera de faire apprendre au robot, comment réagir face aux émotions des hommes et d’avoir des attitudes et des réponses appropriées. C’est encore plus difficile.
Les chercheur pensent que d’ici quelques dizaines d’années, il sera possible d’avoir des robots capables de tenir compagnie aux personnes âgées et aux enfants.
Mais il faudra que ces personnes comprennent que, même si le robot semble avoir de l’empathie et répondre à leurs émotions, ce n’est qu’un dressage et que lui n’éprouve aucune émotion, contrairement aux hommes et aux animaux.
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Mon dernier article portait sur "la pensée et le cerveau.
Je montrais importance du langage (des mots), et j'ai cité plusieurs centres du cerveau qui participent à l'expression orale.
Je vais aujourd'hui expliciter davantage le rôle de ces centres.Lorsque nous parlons ou nous écoutons, beaucoup de zones du cerveau travaillent parce que notre mémoire est très répartie dans le cerveau.
Cependant certaines zones sont toujours concernées.
Ce sont trois centres de l'hémisphère gauche, et à un moindre titre les centres analogues de l'hémisphère droit : les centres de Broca, de Wernicke et de Geschwind (voir schéma ci dessous pour l'hémisphère gauche)
(à noter que pour quelques rares gauchers, les rôles sont inversés entre l'hémisphère droit et gauche).
Des faisceaux nerveux extrèmement denses transmettent les informations entre ces trois centres.
1.) - Aire de WERNICKE : elle “comprend le langage”.
Lorsque nous écoutons quelqu'un, l'oreille transmets les sons à l'aire auditive qui les décrypte et, lorsqu'il s'agit de mots (ou de sons apparentés), les signaux sont transmis à l'aire de Wernicke qui va les analyser, reconnaître s'il s'agit de langage humain et le décrypter en partie. Elle se met en relation avec l'aire de Geschwind pour en comprendre la signification.
Lorsque nous lisons, ce n'est plus l'aire auditive qui intervient mais les aires visuelles. Le mécanisme est ensuite analogue.
Enfin lorsque nous voulons parler, c'est encore le centre de Wernicke qui élabore le message. Mais il ne sait pas le transmettre à nos lèvres.
De même quand nous voulons écrire, il recherche les mots correspondant aux idées mais il ne sait pas commander nos doigts.
En fait elle ne sait même pas organiser les mots en phrases
L'aire de Wernicke “comprend donc le langage” ; une personne dont cette aire est lésée ne comprend plus le sens des mots et ne sait plus s'exprimer significativement.
2.) - Aire de BROCA : elle “exprime le langage”.
Pour parler, pour écrire, l'aire de Wernicke a besoin de l'aire de Broca.
Celle ci va utiliser grammaire et syntaxe et mettre les mots en phrases, puis elle va commander les muscles de la parole ou de l'écriture, par l'intermédiaire du cortex moteur primaire.
Une personne dont l'aire de Broca est lésée comprend le langage écrit et parlé, mais ne peut plus s'exprimer ou émet une suite de mots sans liens entre eux..
Il semble en outre que l'aire de Broca intervient aussi dans les calculs et certains raisonnements mathématiques.
Elle interviendrait également dans l'organisation de mouvements très complexes mettant en jeu nos muscles, et sans aucun rapport avec le parole (des gestes de grande précision par exemple).
Donc, l'aire de Broca “organise le langage et commande son expression orale ou écrite”.
3.) - Aire de GESCHWIND : elle recherche dans la mémoire le sens des mots. ( les neurobiologistes l'appellent aussi du nom barbare de “lobe pariétal inférieur”.)
Cette zone de l'hémisphère gauche occupe un endroit clé dans le cerveau, à l'intersection des cortex auditif, visuel et sensoriel, avec lesquels il est massivement connecté. De plus, les neurones de cette région ont la particularité d'être « multimodaux », c'est-à-dire qu'ils sont capables de traiter simultanément des stimuli de différentes natures (auditif, visuel, sensitif, moteur, etc).
Ces caractéristiques font donc de cette zone un centre idéal pour appréhender les multiples propriétés d'un mot : son aspect visuel, sa fonction, son nom, etc.
Elle aide ainsi le cerveau à classifier et à étiqueter les choses, une condition préalable pour former des concepts et une pensée abstraite.
L'aire de Geschwind est en quelque sorte la “mémoire des mots”. Elle est pour cela en relation avec de nombreux neirones du cerveau qui sont des relais de la mémoire et notamment l'hippocampe "professeur de la mémoire".
Ces zones sont les dernières structures du cerveau à s'être développées durant l'évolution. Elles existent sous une forme rudimentaire dans le cerveau des autres primates, ce qui indique que le langage aurait pu évoluer grâce aux changements survenus dans des réseaux neuronaux préexistants, et pas nécessairement suite à l'apparition de structures cérébrales complètement nouvelles. On peut d'ailleurs apprendre à un chimpanzé le langage des signes des sourds-muets.
L'aire de Geschwind est aussi l'une des dernières structures à devenir mature chez l'enfant et l'on a des raisons de penser qu'elle jouerait un rôle clé dans l'acquisition du langage. Sa maturation tardive expliquerait entre autres, pourquoi les enfants doivent attendre d'avoir entre 4 et 6 ans avant de commencer à lire et à écrire.
4.) - Aires analogues de l'hémisphère droit :
Pour suivre une conversation, comprendre un texte ou une plaisanterie, on doit non seulement être capable de comprendre la syntaxe des phrases et le sens des mots mais également de mettre en relation plusieurs éléments et de les interpréter par rapport à un contexte donné.
En particulier l'expression des visages des individus et l'intonation de leur voix apportent des éléments émotionnels.
Les aires de l'hémisphère droit interviennent dans divers domaines :
• La "prosodie", c'est à dire l'intonation et l'accentuation des mots.
Ainsi, un patient dont l'hémisphère droit est lésé est incapable d'exprimer une émotion qu'il ressent et se comporte et tient des propos semblant manquer d'affectivité.
• le discours ou plutôt son organisation découlant des règles qui régissent sa construction. Ainsi certains patients dont les centres de l'hémisphère droit sont lésés, ont une moins grande capacité à distinguer les indices permettant d'établir un contexte communicationnel, les nuances apportées par certains mots, les intentions de l'interlocuteur, les gestes et expressions du visage ou les conventions sociales (par exemple, on n'aborde généralement pas son frère ou son patron de la même façon).
• la compréhension du langage non-littéral. Plus de la moitié des phrases que l'on prononce ne désignent pas littéralement ce qu'on veut dire, du moins pas totalement. C'est le cas de l'ironie, des métaphores et des actes de langage indirects, tous reliés aux intentions de notre interlocuteur.
L'ironie par exemple, au même titre que les mensonges et les blagues, implique de saisir l'état d'esprit d'un interlocuteur, de même que ses intentions concernant la façon dont ses dires devraient être perçus par autrui . On peut alors comprendre que le blagueur souhaite ne pas être pris au sérieux, alors que l'ironique s'attend à ce que le contraire de son propos soit perçu comme le message final.
Les métaphores traduisent également une intention qui n'est pas conforme avec l'interprétation littérale du propos. Ainsi, vous soufflez à votre voisin de classe: « Ce professeur est un somnifère. », le voisin comprend l'analogie sous-entendue entre la pilule et le professeur et conclue que vous trouvez le professeur “casse-pied”.
Les actes de langage indirects, couramment utilisés dans la vie quotidienne, relèvent de l'hémisphère droit. L'intentionnalité est sous-jacente au message verbal énoncé en tant que tel. Par exemple, lorsque quelqu'un mentionne : « Je ne sais pas quelle heure il est. », on comprend tout de suite que la personne demande indirectement si quelqu'un peut lui dire l'heure.
• enfin si l'hémisphère gauche comporte la “mémoire des mots”, il semble que ce soit l'hémisphère droit qui comportera celle des nuances, des émotions et des images liées au langage.
En définitive, même si l'hémisphère gauche est encore vu comme l'hémisphère dominant en matière de langage, le rôle de l'hémisphère droit dans la prise en compte du contexte est important de sorte qu'il est plus juste d'envisager les spécialités langagières des deux hémisphères non plus comme des fonctions séparées, mais bien comme diverses habiletés fonctionnant en parallèle et dont l'interaction rend possible le langage humain dans toute sa complexité.
5.) - L'hippocampe professeur de la mémoire.
J'ai cité l'hippocampe dans mon dernier article. Son rôle est de faire enregistrer les souvenirs et les connaissances par notre cerveau et de tenir en quelque sorte les adresses des neurones où ces informations sont représentées.
C'est un peu comme la fonction "enregistrer" de votre ordinateur, qui en même temps note l'emplacement de l'information sur le disque dur.Lorsque le cortex frontal,, le "patron et chef d'orchestre" du cerveau, demande une information donnée, c'est l'hippocampe qui va rechercher cette information, car il sait quels sont les neurones concernés.
J'espère que vous avez maintenant une petite idée sur les centres qui nous permettent de parler, mais aussi de lire et d'écrire.
Je reparlerai d'ailleurs de ces centres dans de futurs articles.
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Il m'arrive assez souvent de téléphoner à une entreprise, de tomber sur un répondeur robot, qui me demande de nombreux renseignements et qui ne les comprend pas, et les fait répéter sans succès. C'est horripilant et cela montre la supériorité de notre cerveau sur les machines.
Je suis toujours émerveillé quand je vois fonctionner le corps humain et notamment nos cerveaux. L’homme construit de nos jours des machines ultra-perfectionnées comme les aéronefs ou certaines machines informatiques, mais il ne fera jamais un robot aussi performant que le cerveau humain, que l’évolution a mis quelques millions d’années à mettre au point.Le plus mystérieux est certainement l’élaboration de nos pensées.
Il ne faut pas croire que les animaux sont dépourvus de pensées : la preuve ils communiquent entre eux.
Dès que deux animaux sont en présence, ils échangent des signes visuels, auditifs ou olfactifs, qui créent des « images mentales » qu’ils mémorisent dans leur système nerveux et qui constituent une sorte de langage spécifique et particulier. Et ces échanges modifient le comportement de ceux qui y ont participé.
Certaines espèces vont se servir de phéromones, comme les fourmis, d’autres d’une gestuelle, comme les abeilles; les primates et les oiseaux utilisent des signaux sonores, et les éléphants émettent outre des cris, des infrasons qui se propagent à grande distance dans le sol et qu’ils détectent par leurs pieds.
Certes la pensée humaine se sert beaucoup d’images (notamment le bébé qui n’a rien d’autre à sa disposition), mais sa pensée repose avant tout sur le langage, et donc lors d’échanges sur des sons, ce qui n’est pas original.
Mais c’est un système bien plus sophistiqué que celui des animaux, car parler, c’est convenir qu’une série de sons désigne une chose, un objet, une action, un concept. L’un des avantages, c’est qu’on peut désigner par cette combinaison de sons, l’objet même quand il n’est pas là, ou même quand il n’est pas matériels et que nos sens ne le perçoivent pas.
Chaque langue humaine est donc une convention entre les sons et ce qu’ils représentent : on ne connaît pas de société humaine actuelle sans langage, ni de langage analogue chez d’autres espèces que chez l’être humain.
Un perroquet peut imiter les sons du langage humain mais ne communiquera jamais de concepts abstraits avec ces sons.
Par contre les singes supérieurs dont le cerveau est plus proche du nôtre, certes ne peuvent parler car leurs cordes vocales et leur palais ne sont pas adaptés à nos intonations, à nos phonèmes. Mais si on met au point avec eux des conventions de langage, par exemple celui des sourds muets, on peut leur faire comprendre de nombreuses choses et les faire s’exprimer par des phrases simples : sujet, verbe, complément et éventuellement adjectifs. On arrive même à leur faire comprendre des concepts simples : le « moi » dans une glace, le fait qu’une chose soit plaisante, et la beauté (d’une tenue par exemple). Ils différencient les actions (verbes) des objets (noms).
Quel est le lien entre pensée et langage chez l’être humain ? Pensons-nous vraiment toujours avec le langage ? Pourquoi est-ce souvent si difficile d’exprimer clairement notre pensée ?
Quand nous nous remémorons un souvenir, certes il est avant tout composé d’images, de scènes, certaines même animées comme au cinéma et dans la réalité. Mais à coté de ces images il y a des mots, qui leur sont automatiquement associés.
Notre mémoire est ainsi faite et notre hippocampe va associer images et mots par des connexions entre neurones, qui deviennent automatiques et inconscientes.
De même nous pouvons imaginer un voyage, une visite, une action que nous allons faire et là encore les mots accompagnent les images, et même souvent les précèdent. Et ce sont des images mentales virtuelles puisque nous n’avons pas encore vécu la scène.
Et si nous réfléchissons, là les mots deviennent prépondérants et nous nous parlons à nous mêmes mentalement, avec des mots.
Quand nous parlons, le cortex préfrontal, chef d’orchestre du cerveau, indique ce qu’il veut exprimer, il va chercher les mots avec l’aide de l’hippocampe dans le centre de Geschwind, puis il demande au centre de Broca de fabriquer grammaticalement et « syntaxer » les phrases, et de préparer dans le « centre de vocalisation », la prononciation des mots, qui est ensuite ordonnée aux centres moteurs qui commandent les muscles de la parole.
Chose extraordinaire, quand nous pensons en nous même, mentalement et sans émettre de son, pourtant le processus est le même. Broca construit les phrase, et le centre de vocalisation en prépare la prononciation, mais l’action est arrêtée là et aucun son n’est prononcé ensuite.
Plus extraordinaire encore, quand nous écoutons quelqu’un parler, le centre de Wernicke reconnaît les mots, va les chercher dans le centre de Geschwind et transmet au cortex frontal; mais en même temps nos « neurones miroirs » qui se trouvent da,s les centres moteurs, miment les ordres de prononciation, sans qu’aucun son ne soit émis, mais pour que nous comprenions mieux notre interlocuteur, en « lisant sur ses lèvres ».
S’exprimer c’est au fond extraordinaire : cela nécessite une maîtrise sémantique, lexicale, syntaxique, grammaticale, orthographique, et finalement vocale si nous parlons, ou de formes et de gestes si nous écrivons.
Il faut remarquer toutefois que la généralisation de l’écriture favorise et facilite la passation de ces données et méthodes d’une génération à l’autre.Dans de prochains articles, je vous perlerai de ces centres du langage et de l'hippocampe, professeur de la mémoire.
Un autre phénomène m’a toujours frappé. Si on vous fait lire un texte d’une page par exemple, et qu’on vous demande ce qu’il disait, vous êtes en général capable de répondre : vous avez compris ce que ce texte disait. Mais vous l’exprimez autrement avec des mots et des phrases différentes. Vous avez transformé le texte en un concept des idées qu’il contenait, et vous réexprimez à votre façon ce contexte en mots; il y a là une manipulation conceptuelle que ni l’animal, ni l’ordinateur ne savent faire, mais que notre cerveau fait sans difficulté s’il a appris à le faire.
Et si on veut encore aller plus loin dans l’admiration, les centre de notre cerveau droit savent mettre des émotions dans l’intonation du langage et reconnaître les sentiments des autres dans leur façon de s’exprimer.
Notre cerveau est vraiment un outil extraordinaire.
Cela dit ce n’est pas toujours facile de se comprendre :
- Il y avait ce que vous pensiez;
- Il y a ce que vous avez voulu dire;
- Il y a ce que vous avez dit (et ce que vous n’avez pas dit);
- il y a ce que j’ai entendu (et ce à quoi je n’ai pas fait attention);
- il y a ce que j’ai compris; (en fonction de ma personnalité et de mon expérience);
- il y a ce que j’ai retenu; (ou ce que j’ai voulu retenir).
• était ce que vous pensiez initialement ?
• et qu’en a retenu mon voisin; sûrement pas la même chose que moi!
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Je ne sais pas si vous avez vu une fois une boule de feu produite par la foudre ?
Personnellement j’en ai vu deux fois étant jeune.La première fois, j’étais devant les carreaux de la fenêtre de ma chambre et je regardais notre jardin sous un orage et notamment le grand sapin d’une dizaine de mètres de haut, à une vingtaine de mètres de la fenêtre. J’avais dix ans, en 1942.
Un coup de tonnerre effrayant presque en même temps qu’une boule de feu très lumineuse au sommet de l’arbre, puis elle est descendue le long du tronc en faisant de la fumée et a disparu dans la terre en quelques dixièmes de seconde.
Le lendemain, on a constaté que l’arbre était étêté : la cîme de trois mètres était par terre, en partie carbonisée. Et tout le long du tronc une entaille carbonisée, et au pied, une petite cuvette dans la terre avec des cailloux qui avaient fondu et formaient une sorte de céramique.
La seconde fois c’était plus impressionnant ; j’étais dans la salle de séjour avec mes parents, ma soeur et mes frères, mes grands parents et une camarade de classe. Nous faisions nos devoirs sur la table; mes parents et grands parents étaient assis dans des fauteuils et mes frères jouaient à coté d’eux. J’avais à peine 15 ans.
L’orage grondait au dehors, les coups de tonnerre étaient de plus en plus proches des éclairs et donc il se rapprochait.
Soudain près de la fenêtre on voit tomber du haut métallique une boule de feu d’une vingtaine de centimètres, qui semblait tourner sur elle même, rouge et très lumineuse, tandis qu’on entendait comme un essaim d’abeille bourdonner. Elle a traversé le buffet en bois et a disparu dans la cheminée en grésillant, tandis qu’un coup de tonnerre assourdissant nous rendait sourds. Nos chevaux s’étaient dressés sur notre tête, pas de peur, mais chargés électrostatiquement, comme si on les avait frottés avec une peau de chat.
Sur le moment on n’a pas peur, on n’a pas le temps : cela dure moins de 5 secondes.
Heureusement personne n’était sur le trajet de la boule, il aurait été électrocuté, carbonisé. On est restés pétrifiés une minute, le cœur battant la chamade, puis on a constaté deux trous de 15 cm de diamètre dans le buffet, tout carbonisés autour et, dans une pile d’assiette, une sur deux était brisée en plusieurs morceaux. La poutre en bois de la cheminée avait aussi des traces de brûlure.
J’étais alors en terminale et je suis allé voir mon prof de physique le lendemain, pour avoir des explications. Il ne m’a pas dit grand chose.car, à l’époque le phénomène était mal connu.
A l’époque, on pensait qu’il s’agissait d’un plasma ionisé, c’est a dire un gaz très chaud, à quelques centaines de milliers de degrés, c’est à dire d’atomes et de molécules ayant perdu la plupart de leurs électrons.
Quand la foudre tombe sur un paratonnerre, un courant de 30 000 d’ampères traverse le fil conducteur vers la terre et transporte 500 mégajoules. Il semblait plausible qu’un tel courant quand il n'y a pas de paratonnerre pour l'évacuer, chauffe l’air et qu’il y ait un énorme champ électromagnétique, qui confinerait cet air en boule de feu.
Puis les électrons regagnent leurs atomes et la boule disparait, aspirée par l‘appel d’air de la cheminée. Quant aux assiettes c’est un effet électrostatique, la pile d’assiette se comportant comme une série de condensateurs et celle au milieu de deux autres, figurant l’isolant, cassant sous l’effet de la tension trop élevée, comme claque un condensateur en surtension.
J’avoue que mon prof ne m’avait pas convaincu. Certes la boule était chaude, vu les trous carbonisés dans le bois, mais la fenêtre était intacte, juste fendue, mais le verre n’était pas fondu. Bizarre et mon prof n’en savait pas plus.
A ma sortie de l’X j’ai lu en 1954/55 la théorie d’un physicien russe Piotr Kapitsa.
Il prétendait que lorsque la foudre tombait, elle engendrait un large spectre de rayonnements, visibles, mais aussi ultraviolets, infra-rouges et aussi des microondes.
Ces microondes pouvaient traverser le verre sans le fondre, et chauffer l’air de façon à le mettre en boule très chaude et former un plasma de très courte durée, à un endroit ou se croisaient les microondes directes et celles réfléchies par le sol.
Mais un plasma se détruit en quelques millisecondes et la boule de feu dure bien plus longtemps.
On n’était donc guère plus avancés que Tintin, dans les « Sept boules de cristal » (j’espère que vous l’avez lu au moins !!).
En 2006 j’ai lu une étude du physicien israélien Eli Jerby, sur une » perceuse à micro-ondes » qu’il avait inventé. Dans un four, une électrode métallique focalise les micro-ondes et, lorsqu’elle est mise en contact avec un matériau de type céramique ou os,
elle crée un «point chaud » qui crée un trou par la vaporisation du matériau.
Si l'électrode est retirée du matériau à percer, une boule flottante, d'une dizaine de centimètres de diamètre, rougeoyante, très similaire à la foudre en boule, est créée. Celle-ci dure tant que la puissance micro-onde est fournie et Eli Jerby pensait que ce n’était pas seulement l’air qui était chauffé, mais les poussières de silicium arrachées à la céramique et ce sont ces poussières qui permettaient une aussi longue durée du phénomène.
Je viens de lire une étude de 2014 au cours de laquelle des physiciens chinois ont pu, par hasard, analyser l’émission lumineuse d’une boule de feu de foudre (tombée sur le labo au cours d’une expérience de spectrographie), et déduire des raies spectrale, la présence de certains éléments (voir figure ci-dessous) : fer, silicium, calcium, azote et oxygène (de l’air).
La boule de feu était extraordinaire : elle faisait 5 mètres de diamètre, et s’est déplacée sur 15 mètres de long en 1, 64 secondes.
Cela confirmerait la thèse d’Eli Jerby et des essais ont été faits au synchrotron de Grenoble pour analyser la boule de feu de sa perceuse.
La théorie serait que la foudre vaporise du sable (dioxyde de silicium) et du carbone de la végétation et à haute température le carbone réduit le dioxyde de silicium en silicium pur, réaction dont la chaleur dégagée entretient la réaction tant qu’il y a des poussières sous forme de nanoparticules dans l’air.
Des chercheurs brésiliens se sont amusés à attaquer des plaquettes de silicium avec des pointes de soudage électriques à haute température, et ils ont fait des « bulles de feu » de quelques centimètres de diamètre, mais les boules roulaient sur le sol sans flotter dans l’air.
Donc il ne s’agit plus d’un simple plasma ionisé d’atomes d’azote et d’oxygène, comme le croyait mon prof de physique, mais de poussières de silicium et éventuellement d’autres métaux vaporisées par la décharge électrique de la foudre, et de réactions d’oxydo-réduction, provoquées au départ par les microondes rayonnées par la foudre et entretenues par la chaleur qu’elles dégagent par réaction chimique exothermique.
Je mourrai moins bête : une énigme de mon adolescence résolue. Enfin pas totalement. Ils n’ont pas expliqué pourquoi une boule sphérique et pas un cylindre ou un cône. Je reste sur ma faim !!! lol
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J’ai été frappé par l’accident qui a eu lieu à Paris en juin 2016près du parc Monceau, où, pendant un orage, onze personnes, dont huit enfants, qui s’étaient réfugiées sous un arbre, pour échapper à la pluie, ont été foudroyées.
Cinq personnes avaient surtout été choquées et ont pu regagner leur domicile dans la soirée. Cinq autres, victimes de brûlures, ont été gardées 24 heures à l’hôpital.
Un enfant, en arrêt cardiaque avait été ranimé par un pompier et a été placé en soins intensifs. La presse ne diffuse plus de nouvelle de sa santé. J’espère qu’il n’a pas trop de séquelles.
La foudre est une décharge électrique, analogue à un court-circuit électrique, qui se produit lorsque l’électricité statique s'accumule entre des nuages d'orage, ou entre un tel nuage et la terre.
La différence de potentiel peut atteindre des valeurs énormes (20 à 100 millions de volts).
Le nuage forme une sorte de condensateur électrique géant, le milieu du nuage servant d’isolant et la base se chargeant en général négativement et le sommet positivement. Ce sont les gouttelettes de pluie et de glace, qui captent les ions libres de l’atmosphère et le frottement et les collisions de ces particules arrachent les électrons. Ces charges se déplacent avec ces gouttes ou grelons chargés positivement ou négativement, qui se déplacent par gravité et convection.
Lorsque le champ électrique produit dépasse les limites diélectriques de l’air (suivant son humidité et sa pression), une décharge se produit alors. En effet l’air est fortement ionisé.
Un précurseur arrache des électrons et produit un canal ionisé, de quelques cm de diamètre, qui se déplace à environ 200 km/s. Quand les deux précurseurs issus des parties positives et négatives se rejoignent, un arc électrique se produit dans le canal ionisé, à une vitesse de l’ordre de 100 000 km/s. Le courant peut atteindre en instantané 20 à 30 000 ampères et la température est de plus de 30 000 d°C. C’est l’éclair
La puissance d’un éclair est d’environ 20 GigaWatts, (soit celle de 20 centrales nucléaires), mais il ne dure que 25 millisecondes environ, donc l’énergie n’est que de 140 kWh, ce qui est peu.
Mais évidemment un tel courant peut provoquer des dégâts important, tant sur des objets que dans le corps humain, et les champs électrostatiques induits entrainent la destruction de composants électroniques, notamment les circuits intégrés.
Les décharges entre nuages de hautes altitudes peuvent avoir plusieurs km de longueur (jusqu’ à 25), alors qu’entre nuage et sol, elle est de quelques centaines de mètres.
La dilatation brutale de l’air, surchauffé par la décharge électrique, produit une onde de choc acoustique, bruit sec et court si on est proche, plus prolongé voire en roulement si on est lointain, en raison des réflexions.
La vitesse de l’éclair est telle que la perception de sa lumière est instantanée, (300 000 km/h), alors que l’onde de choc se propage à la vitesse du son dans l’air soit 340 m/s, ce qui permet de connaître la distance de la foudre en estimant le temps mis par le son pour parvenir sur place.
La foudre peut emprunter différents chemins dans le corps, selon les circonstances du foudroiement. Si l'éclair arrive directement, il arrive généralement sur un point haut (tête, épaule ou main) et, pour rejoindre la terre, il passe donc par les pieds. Pour cela, il va choisir les organes les plus conducteurs du corps : les nerfs, les vaisseaux sanguins ou les muscles. Les os et la graisse sont en général épargnés car ils ne sont pas ou peu conducteurs, de même que la peau, si elle est sèche.
On reconnaît alors qu'une personne a été foudroyée aux "marques électriques", de petites brûlures situées aux points d'entrée et de sortie de la foudre (aux doigts, à la tête ou aux pieds).
Lorsque la peau est mouillée à cause de la pluie ou de la transpiration, au lieu de passer dans le corps, la foudre va circuler en surface, la peau sera brûlée mais les organes vitaux peuvent alors être épargnés.
Les marques du foudroiement sont également visibles quand la victime porte des accessoires métalliques conducteurs. On peut alors voir des brûlures à hauteur d'un collier, d'une montre ou de la boucle de ceinture.
Dans la plupart des cas, il est impossible d'évaluer l'étendue des lésions suite à un foudroiement, puisqu'elles sont internes, et on transporte systématiquement les personnes foudroyées à l’hôpital pour examens.
Secourir une personne qui a été foudroyée est sans danger. Il n’y pas de risque d’électrocution en touchant la victime car il ne s’agit pas d’une électrocution par fil : une fois la décharge passée il n’y a plus de différence de potentiel.
Autrefois on nous enseignait en CM1 et CM2, les précautions à prendre en cas d’orage, car les précurseurs partant du sol partent en général d’objets plus hauts que l’environnement où la densité électronique dans l’air, est plus élevée ou les objets conducteurs.
En cas d’orage, il faut éviter de se trouver sur un point haut comme une montagne ou à proximité d'un tel point,comme un arbre. de rester dans un champ, sur un terrain de foot ou sur une plage, surfaces planes dont on est un point haut isolé.
Il faut aussi éviter les baignades (lac, mer ou piscine), car la conductivité du corps est alors énormément augmentée et on peut être foudroyé, même sans impact direct.
Il vaut mieux s'éloigner des lignes électriques ou téléphoniques, de ne pas porter sur soi d'objet métallique, de ne pas se mettre sous un parapluie à baleines métalliques et de ne pas s'abriter dans une cabine téléphonique.
Sur la route, il est prudent de ne pas rouler à vélo, en moto ou en tracteur. En revanche, en voiture, vous ne risquez pas la foudre, le véhicule faisant office de "cage de Faraday". (la décharge se propage jusqu’au sol par la carrosserie métallique extérieure).
Evidemment on est mieux chez soi par temps d’orage, mais Il faut cependant être prudent même à l'intérieur. Il est d'abord recommandé de fermer les fenêtres pour éviter les courants d'air pouvant véhiculer la foudre qui cherche des conducteurs d'électricité comme le corps humain. Il faut éviter de toucher les conduites d'eau et les robinets, de téléphoner (sauf urgence) et d’utiliser Internet. Ne pas prendre de bain ou de douche, débrancher les appareils électriques, la télévision et son câble d’antenne, les box des opérateurs et votre ordinateur. Eteindre le téléphone portable et le laisser sur une table.
Je crains qu’aujourd’hui, parents et professeurs ne parlent plus de la foudre aux enfants. C’est la raison pour laquelle j’ai fait cet article.
J’ai vu moi même plusieurs fois tomber la foudre, quand j’étais ado (j'en parlerai dans mon prochain article), deux fois sur ma maison, une fois sur un sapin de mon jardin et uen fois en montagne sur un sommet à 50 mètres de nous.
J’ai reçu aussi trois fois la foudre sur un avion : c’est impressionnant mais sans danger, car il ya des protection spéciales sur tous les avions, qui font en outre cage de Faraday.
En fait on n’a pas le temps d’avoir peur, si ce n’est rétrospectivement
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