Plasmoïde ( foudre en boule ) avec des micro-ondes par Jean-Louis Naudin

Plasmoïde ( foudre en boule ) avec des micro-ondes
Tests et Analyses
par Jean-Louis Naudin
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Créé le 1 Février 2004 - JLN Labs - Mise à jour le 27 September 2006
Toutes les informations et schémas sont publiés gratuitement ( freeware ) et sont destinés à un usage personnel et non commercial
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Le principe de la formation de la foudre en boule est un phénomène complexe et pas encore entièrement élucidé en physique. De nombreux modèles tentent d'expliquer ce phénomène : lorsqu'un éclair frappe le sol ou un arbre, de fines particules sont vaporisées. Ces particules sont riches en carbone ( provenant de l'arbre foudroyé et/ou de la terre ). Un éclair est une très brève impulsion électromagnétique produite par un très fort courant ( des millions d'ampères ) et son énergie électromagnétique est énorme. Des micro-ondes sont produites et sont immédiatement absorbées par ce nuage de particules conductrices ( poussière contenant du carbone ), un plasma se crée et forme une boule de plasma lumineuse. Cette boule de plasma est auto-confinée ( 'Spherical Pinch Effect' ) et entièrement autonome.

L'expérience présentée sur mon site est la reproduction à l'échelle miniature de ce phénomène naturel. Le nuage de particules de carbone est produit par une mine de crayon. L'énergie électromagnétique des micro-ondes produite par un magnétron est absorbée par le nuage de particules de carbone et un "plasmoïde" se forme...

Bonnes expériences,
Jean-Louis Naudin

Cette expérience utilise une sorte de déclencheur électronique qui est le GMR v1.0 ( Graphite Microwave Resonator ) placé dans un four à micro-onde fonctionnant à 2.45 GHz. Un magnétron est compact, léger ( comparé à un transformateur THT de puissance égale ) et c'est un composant de forte puissance. Il est capable de produire une grande quantité de puissance dans un petit volume et plus particulièrement dans un plasmoïde. Le GMR est capable de produire un plasma de haute densité dans un petit volume parce que le nuage de carbone émis par l'antenne absorbe la plus grande partie de l'énergie micro-onde.

Le GMR utilise un résonateur micro-onde composé d'une petite antenne quart d'onde en graphite montée sur un plan de sol de référence. La fréquence du magnétron est de 2.45 GHz, sa longueur d'onde est l = 12.2 cm, cela donne une hauteur pour l'antenne micro-onde l/4 = 3 cm et comme diamètre de son plan de sol l/2 = 6 cm.

Vous constaterez, si vous effectuez vous même cette expérience, que le plasmoïde reste très stable tant que le micro-onde est en fonctionnement.

Photo détaillée montrant le magnétron, la source de micro-ondes ( l'antenne du magnétron ) est le petit cylindre à droite.

Vue détaillée du GMR, pour en savoir plus sur sa construction, cliquez ici

Le GMR est placé dans le micro-onde et un récipient sphérique est utilisé pour confiner le plasma.
Il est important que l'antenne de graphite soit lègèrement inclinée, cela permet d'initier la rotation du plasmoïde
dans son enceinte de confinement sphérique. La rotation automatique du plateau doit être désactivée pendant l'expérience.

Attention : Noubliez pas qu'un Plasmoïde produit de l'ozone (O3), du monoxyde et du dioxyde d'azote ( NO and NO2), ainsi vous devez effectuer cette expérience dans un local ouvert et bien ventilé. Si vous décidez de réaliser cette expérience, ceci est à votre propre risque et je décline toute responsabilité en ce qui concerne les éventuels dommages matériels ou physiques causés.

Lorsque le plasmoïde est produit dans un récipent sphérique il s'auto-confine sur lui même ( par effet de pinch sphérique )
ainsi le plasma n'est pas en contact avec le verre et l'enceinte ne chauffe pas excessivement.

Si le récipient de confinement n'est pas sphérique ( fond plat, par exemple ), le plasma reste plaqué sur le haut du récipient,
et ce dernier risque donc de chauffer excessivement.

Le plasmoïde reste stable dans l'enceinte tant que le micro-onde est actif.

Spectre d'émission acoustique du four à micro-ondes ( avec une tasse remplie d'eau et avec le GMR en action )

Pour visualiser les vidéos, vous devrez avoir préalablement installé l'application gratuite

Vous pouvez télécharger gratuitement la version RealPlayer 8 Basic à : http://proforma.real.com/real/player/blackjack.html

Commentaires sur l'expérience : L'expérience sur la production d'un plasmoïde ( foudre en boule ) est parfaitement reproductible avec un simple four à micro-onde, il faut néanmoins respecter quelques points importants :

Cette expérience reproduit parfaitement le phénomène de la foudre en boule. Elle permet ainsi de comprendre ce mécanisme complexe et d'en explorer les principes physiques...