Accueil » Actualité » Pourquoi les bombes nucléaires forment-elles des nuages en champignon ?

Pourquoi les bombes nucléaires forment-elles des nuages en champignon ?

Si l’on vous dit d’imaginer une explosion nucléaire, vous penserez probablement à la forme emblématique du nuage créé après l’explosion, en forme de champignon. Mais comment se forme-t-il ?

L’aspect le plus remarquable de ces explosions est sans doute les grands nuages en forme de champignon qu’elles créent. La plupart des bombes créent des nuages similaires, mais pas tout à fait comme ceux que l’on voit après une détonation nucléaire.

Nuage en champignon de l'essai nucléaire américain "George" de la série d'essais de l'opération Greenhouse, le 9 mai 1951 - Gouvernement fédéral américain / Wikipédia
Nuage en champignon de l’essai nucléaire américain « George » de la série d’essais de l’opération Greenhouse, le 9 mai 1951 – Crédit : Gouvernement fédéral américain / Wikipédia

Si un nuage prend cette forme, c’est parce que la bombe libère des quantités massives d’énergie en une seule fois. Cette énergie produit une bulle de gaz très chaude qui interagit avec l’air environnant plus froid, le rendant moins dense.

En termes simples, cela signifie que lorsque deux fluides de densité différente (et donc soumis à des accélérations différentes) interagissent, le fluide le plus léger pousse le fluide le plus dense. C’est ce qu’on appelle l’instabilité de Rayleigh-Taylor.

Pourquoi le nuage prend-il la forme d’un champignon ?

Dans le cas d’une détonation nucléaire, la bombe émet une explosion de rayons X qui ionisent et chauffent l’air environnant. Cette bulle de gaz chaud est appelée boule de feu. L’air chaud est flottant, il s’élève rapidement et se dilate. Le nuage qui s’élève crée un puissant courant ascendant qui soulève la poussière, formant ainsi la tige du champignon atomique.

La boule de feu chaude qui s’élève rapidement crée un puissant courant ascendant, qui finit par être rempli par l’air et la poussière environnants. L’air au-dessus du gaz finit par l’arrêter et le repousser vers le bas pour former la tête du champignon. Le nuage se compose principalement de très petites particules de produits de fission radioactifs et de résidus d’armes, de gouttelettes d’eau et de plus grosses particules de saleté et de débris transportées par les vents arrière.

La couleur du nuage est initialement rouge ou brun rougeâtre, en raison de la présence d’acide nitreux et d’oxydes d’azote. Une explosion similaire a eu lieu à Beyrouth en début d’année. Cette explosion, de la puissance d’une petite bombe nucléaire, est l’une des plus puissantes déflagrations non nucléaires jamais constatées. Les bombes nucléaires ne sont donc pas les seules à pouvoir générer un nuage en forme de champignon. Dans les deux cas, le principe physique est le même : l’explosion produit des gaz chauds qui montent rapidement. L’air qui se trouve au-dessus de ce gaz chaud l’arrête lorsqu’il tente de s’élever, le poussant littéralement vers le bas et formant le chapeau du champignon.

Source : Live Science