Introduction
Le feu de Saint-Elme, également appelé décharge couronne, est l'un des phénomènes atmosphériques électriques les plus fascinants et les plus anciennement observés. Contrairement à la foudre qui est une décharge disruptive entre deux points, il s'agit d'une décharge luminescente continue et silencieuse (ou avec un léger crépitement) qui couronne les structures conductrices exposées. Son nom, lié au saint patron des marins, témoigne de sa forte association avec le monde maritime où il était à la fois craint et vénéré comme un présage.
Description
Le phénomène se produit lorsque le champ électrique atmosphérique devient extrêmement intense, généralement à l'approche ou pendant un orage, ou dans des tempêtes de neige ou de sable électrifiées. Ce champ électrique, pouvant atteindre plusieurs milliers de volts par mètre, ionise les molécules d'air autour des extrémités pointues et conductrices. Les électrons arrachés aux molécules excitent les atomes d'azote et d'oxygène de l'air, qui en se désexcitant émettent de la lumière. La couleur caractéristique, bleu-violet, est principalement due à l'émission de l'azote. La 'flamme' peut mesurer de quelques centimètres à plus d'un mètre et dure généralement de quelques secondes à plusieurs minutes. Elle est souvent accompagnée d'un bruissement ou d'un crépitement dû au mouvement des ions.
Histoire
Les premières mentions du phénomène remontent à l'Antiquité. Les Grecs anciens l'appelaient 'Hélène' ou 'Castor et Pollux' lorsqu'il apparaissait en double sur les mâts. Son nom actuel vient d'Erasme de Formia (Saint Elme), martyr du IVe siècle et saint patron des marins méditerranéens. La légende raconte qu'il serait apparu lors d'une tempête pour calmer les marins, promettant leur sécurité, et sa présence lumineuse fut ensuite associée à sa protection. Pline l'Ancien en fait mention dans son *Histoire Naturelle*. La compréhension scientifique du phénomène n'a véritablement commencé qu'au XVIIIe siècle avec les travaux de Benjamin Franklin sur l'électricité atmosphérique, et fut pleinement expliquée avec les théories de l'électromagnétisme au XIXe siècle.
Caracteristiques
1. **Nature physique** : Décharge couronne par effet de pointe (effet Corona). C'est un plasma froid à basse pression. 2. **Conditions d'apparition** : Champ électrique atmosphérique > 1 000 V/m, souvent près de 10 000 V/m. Présence d'objets pointus et conducteurs (mâts, paratonnerres, antennes, ailes d'avion, cornes de bétail, sommets de montagnes). 3. **Aspect visuel** : Lueurs bleutées, violettes ou parfois verdâtres, en forme de broussaille, de flammes ou de faisceaux. 4. **Comportement** : Silencieux ou crépitant, non thermique (ne brûle pas les matériaux), souvent statique. 5. **Différence avec la foudre** : La foudre est une décharge disruptive massive et instantanée. Le feu de Saint-Elme est une décharge luminescente continue et localisée, précurseur parfois de la foudre si le champ électrique continue de croître.
Importance
Historiquement, le feu de Saint-Elme a eu une importance culturelle et superstitieuse majeure, notamment pour les marins qui y voyaient un signe rassurant de la protection de Saint Elme, annonçant souvent la fin de la tempête. Scientifiquement, il est un indicateur visible et direct de l'électrisation intense de l'atmosphère, utile pour étudier la physique des orages. En aéronautique et dans l'industrie énergétique, il est un phénomène à prendre en compte car, bien qu'inoffensif en soi, il peut perturber les communications radio (bruit électromagnétique) et indiquer un risque imminent de foudroiement pour les avions ou les structures. Il représente également un exemple pédagogique remarquable de l'électricité atmosphérique et de la formation des plasmas.
