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Dans certaines conditions atmosphériques (humidité, chaleur, etc.), on assiste à la formation de nuages caractéristiques des conditions orageuses. Ces énormes masses nuageuses, généralement de type cumulo-nimbus (en forme d’enclume), sont constituées de gouttes d’eau à leur partie inférieure et de cristaux de glace à leur partie supérieure.
Sous l’effet de courants ascendants internes violents, une séparation des charges électriques de ces particules d’eau s’opère, qui aboutit à une concentration positive de la partie supérieure de ces nuages, tandis que leur base est chargée négativement. Parfois, une poche de charges positives est enserrée dans la base négative.
Lorsqu’un nuage orageux se forme au-dessus du sol, il constitue avec ce dernier un large dipôle. Sous l’influence des charges négatives de la base du nuage, le léger champ électrique atmosphérique existant en permanence au niveau du sol s’inverse, et augmente rapidement, pour atteindre des valeurs de 10 à 15 Kilo-Volts par mètre. Une décharge au sol est alors imminente.
La première phase du coup de foudre est une prédécharge, faiblement lumineuse (traceur descendant) se formant au sein du nuage, et progressant par bonds de quelques dizaines de mètres vers le sol.
Simultanément, le champ électrique atmosphérique au niveau du sol augmente en fonction de l’approche de ce traceur descendant. On assiste alors à la création spontanée à la pointe de toute aspérité (pylône, paratonnerre…) d’une ionisation naturelle, manifestée sous forme d’effluves électriques bleutées : c’est l’effet de pointe, ou effet Corona, observé par temps d’orage par les marins sous forme de «feux de St Elme», ou par les montagnards lors de l’apparition caractéristique du bruit des «abeilles».
Dès que le traceur descendant se rapproche du sol, I’ionisation due à l’effet couronne se renforce, particulièrement à la pointe des aspérités, jusqu’à se transformer en une décharge ascendante : c’est le traceur ascendant, qui se développe en direction du nuage.
Lorsqu’un de ces traceurs ascendants et le traceur descendant se rejoignent, un canal conducteur est créé et permet l’écoulement d’un courant de forte intensité : c’est la foudre, caractérisée par une lueur vive (I’éclair) et un bruit assourdissant (le tonnerre).
Le coup de foudre peut être formé de plusieurs décharges successives, séparées de quelques centièmes de secondes, empruntant le même canal fortement ionisé.
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