Chasse aux éclairs à bord d’un avion

Le Matin Dimanche - - SCIENCES - GE­NE­VIÈVE COMBY

De­puis un Fal­con, qui sillonne ac­tuel­le­ment le ciel corse en pleine sai­son des orages, des scien­ti­fiques tentent de dé­cryp­ter ce qui se pro­duit à l’in­té­rieur d’un nuage au mo­ment pré­cis où se forme un orage. «Lorsque l’avion vole au-des­sus du nuage, le ra­dar l’aus­culte du haut vers le bas» Pierre Ta­ba­ry, Centre fran­çais d’études spa­tiales

Des trombes d’eau tom­bées en quelques mi­nutes et de nom­breux dé­gâts. C’est le bi­lan de l’orage ex­trê­me­ment violent qui s’est abat­tu en juin der­nier à Lau­sanne. Même scé­na­rio, ou presque, à Sion dé­but août et, quelques se­maines plus tard, un arbre lit­té­ra­le­ment cou­pé en deux par la foudre en pleine ca­pi­tale va­lai­sanne. Cet été, les épi­sodes ora­geux ful­gu­rants qui ont frap­pé la Suisse ro­mande ont mar­qué les es­prits. Mais quels sont les mé­ca­nismes à l’oeuvre quand la na­ture se dé­chaîne de la sorte? Et sur­tout, pour­rait-on mieux an­ti­ci­per ces phé­no­mènes? La ques­tion se pose d’au­tant plus que cer­taines études pré­disent une re­cru­des­cence des orages vio­lents avec le ré­chauf­fe­ment cli­ma­tique…

C’est pour y voir plus clair qu’une équipe de re­cherche, pi­lo­tée par le CNRS et l’uni­ver­si­té de Tou­louse III, est par­tie en mis­sion en Corse, à la chasse aux orages en quelque sorte. L’ob­jec­tif: tra­quer du­rant un mois, entre le 13 sep­tembre et le 13 oc­tobre, les dé­gra­da­tions mé­téo­ro­lo­giques et rap­por­ter des me­sures in­édites à l’aide, entre autres, d’un avion-la­bo­ra­toire. L’île de Beau­té consti­tue un cadre idéal pour ce genre d’ob­ser­va­tions. Cette île mon­ta­gneuse en Mé­di­ter­ra­née est en ef­fet un «hot spot» eu­ro­péen en ma­tière de convec­tion at­mo­sphé­rique, une in­sta­bi­li­té de l’air à l’ori­gine d’orages no­tam­ment.

«La Corse pré­sente des pics d’ac­ti­vi­té tant pour les orages que pour l’élec­tri­ci­té at­mo­sphé­rique, et elle pos­sède aus­si un ar­se­nal d’ins­tru­ments de me­sures très in­té­res­sant, dont un ré­seau as­sez unique de douze sta­tions qui car­to­gra­phient les éclairs en 3D», pré­cise Pierre Ta­ba­ry, res­pon­sable du pro­gramme At­mo­sphère, Mé­téo­ro­lo­gie, Cli­mat au Centre fran­çais d’études spa­tiales, qui contri­bue au pro­jet de chasse aux éclairs.

Un ra­dar de nuages

Phé­no­mène sou­dain et très lo­ca­li­sé, l’orage conserve une part d’in­con­nu pour les scien­ti­fiques. On sait qu’il se forme au coeur des cu­mu­lo­nim­bus et qu’il ré­sulte de cer­taines in­ter­ac­tions entre les cris­taux de glace et les gout­te­lettes d’eau qui s’y cô­toient. Ces par­ti­cules en sus­pen­sion se chargent élec­tri­que­ment, les unes en élec­tri­ci­té né­ga­tive, les autres en élec­tri­ci­té po­si­tive. C’est quand le cou­rant élec­trique se fraie un pas­sage entre elles que se pro­duit un éclair. Si le dé­clen­che­ment de la foudre est in­ti­me­ment lié à la com­po­si­tion mi­cro­phy­sique des nuages, il reste de nom­breux points d’in­ter­ro­ga­tion quant aux élé­ments qui in­fluencent le phé­no­mène.

«Le coeur d’un orage est un mi­lieu qui se ca­rac­té­rise par beau­coup de tur­bu­lences, il est re­la­ti­ve­ment dif­fi­cile d’y réa­li­ser des me­sures», rap­pelle Pierre Ta­ba­ry. D’où l’in­té­rêt de la mis­sion de ter­rain en Corse, troi­sième vo­let du pro­jet EXAEDRE (pour Ex­ploi­ting new At­mos­phe­ric Elec­tri­ci­ty Da­ta for Re­search and the En­vi­ron­ment). Car cette col­lecte de nou­velles don­nées se fe­ra, en par­tie, par les airs, à l’aide d’un avion de type Fal­con. Gui­dé par les in­for­ma­tions four­nies en temps réel par les ra­dars mé­téo au sol, l’ap­pa­reil, ca­pable de grim­per jus­qu’à 11 ou 12 000 mètres d’al­ti­tude, doit se rendre pré­ci­sé­ment là où se dé­ve­loppent les cel­lules ora­geuses. À son bord, des scien­ti­fiques, des tech­ni­ciens, ain­si qu’un vé­ri­table la­bo­ra­toire, com­po­sé entre autres d’un ra­dar de nuages bap­ti­sé Ras­ta. «Il s’agit un ins­tru­ment de té­lé­dé­tec­tion qui réa­lise des me­sures au-des­sus et en des­sous de l’avion afin de res­ti­tuer le pro­fil des pré­ci­pi­ta­tions à la ver­ti­cale, ex­plique Pierre Ta­ba­ry. Lorsque l’avion vole au-des­sus du nuage, par exemple, le ra­dar l’aus­culte du haut vers le bas, tra­ver­sant les dif­fé­rentes couches qui le com­posent et res­ti­tue l’in­ten­si­té des pré­ci­pi­ta­tions. On est ain­si ca­pable de sa­voir à quelle al­ti­tude se si­tuent les pré­ci­pi­ta­tions les plus in­tenses, s’il y a de la grêle ou non dans le nuage.» Le Fal­con doit éga­le­ment faire des al­lers-re­tours dans l’«en­clume» – cette par­tie nua­geuse qui s’étale en lar­geur au som­met des cu­mu­lo­nim­bus – pour y réa­li­ser, là aus­si, des me­sures. Une ca­mé­ra pho­to­gra­phie, par exemple, les gout­te­lettes, de même que les cris­taux de glace, et une sonde doit per­mettre d’éta­blir leur forme et leur dia­mètre. «Nous pos­sé­dons dé­jà des connais­sances, des mo­dèles très ro­bustes, sur les gout­te­lettes d’eau qui se trouvent dans les nuages, mais ce qui concerne les par­ti­cules gla­cées, grê­lons ou cris­taux de glace, re­lève lar­ge­ment de la ter­ra in­co­gni­ta, ad­met Pierre Ta­ba­ry.

Or ces par­ti­cules gla­cées peuvent prendre une grande va­rié­té de formes, de den­si­tés – avec plus ou moins d’air à l’in­té­rieur – ce qui va mo­di­fier leur vi­tesse de chute.» Et jouer un rôle dans les phé­no­mènes ora­geux.

Ces me­sures se­ront com­plé­tées par d’autres por­tant sur les champs élec­triques pro­duits dans les nuages. Au fi­nal, toutes les don­nées re­cueillies si­mul­ta­né­ment (com­po­si­tion mi­cro­phy­sique du nuage, me­sure du champ élec­trique et car­to­gra­phie en 3D des éclairs) doivent per­mettre de mo­dé­li­ser avec plus de pré­ci­sion ces phé­no­mènes mé­téo­ro­lo­giques. Et ain­si de contri­buer à amé­lio­rer notre ca­pa­ci­té à pré­voir la sé­vé­ri­té des orages.

Mi­shooo/istock

Les orages naissent dans les cu­mu­lo­nim­bus, nuages qui pré­sentent la plus grande ex­ten­sion ver­ti­cale.

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