Les orages

Les orages (éclairs et tonnerre) sont les phénomènes météorologiques les plus intrigant pour la majorité d’entre nous. La beauté visuelle d’un éclair et le résultat sonore dans le ciel sont à la fois terrifiants et passionnants ! Les conditions de formation sont néanmoins difficiles à prévoir et à expliquer. Météo Franc-Comtoise vous propose d’y voir plus clair sur les orages à travers cet article. Bonne lecture !

Qu’est-ce qu’un orage ?

Un orage est une perturbation atmosphérique caractérisée par la présence d’éclairs et de coup de tonnerre. Un seul grondement de tonnerre suffit à définir un jour d’orage. Ce phénomène météorologique est l’un des plus violents et difficiles à prévoir pour les météorologues et les passionnés de chasses d’orage.

Un orage est souvent associé à un nuage que vous connaissez bien : Le cumulonimbus.

Ce nuage a une forme dite d’enclume car le haut du nuage s’étale au sommet de la troposphère. Cette limite, nommée tropopause, sépare la troposphère de la stratosphère. La tropopause se caractérise par une inversion de température (la température se met à augmenter avec l’altitude), cette inversion thermique empêche le nuage de s’étendre vers le haut, il s’étale donc horizontalement. La hauteur d’un cumulonimbus peut atteindre 10 à 20 kms d’altitude selon sa position sur la planète.

Evidemment, dans cette énorme masse nuageuse se trouve une activité électrique intense, de fortes précipitations, de puissantes rafales de vent, de la grêle ou encore parfois des trombes ou tornades. Chacun de ces éléments sera décrit par la suite.

Comment se forme un orage ?

Les orages se forment en toute saison et à tout endroit du globe, néanmoins ils apparaissent plus fréquemment dans les tropiques ou dans l’Hémisphère d’été (i.e. dans l’hémisphère nord en juin, juillet et août et dans l’hémisphère sud en décembre, janvier et février).

Pour avoir formation d’un orage, il faut nécessairement une atmosphère instable. Une atmosphère instable signifie la présence d’air chaud à proximité du sol et d’air plus froid en altitude, c’est cette configuration qui va créer de l’agitation et des mouvements verticaux. En effet, l’air chauffé par le rayonnement du soleil sur la surface terrestre se dilate (augmente de volume) et devient alors est plus léger (on dit également moins dense) que l’air situé au-dessus de lui, il va donc s’élever. C’est sur ce principe que fonctionne une montgolfière.

Lorsque cet air chaud s’élève, il se refroidit progressivement. Si cet air est suffisamment humide, la vapeur d’eau contenue dans cet air va se condenser (passage de la vapeur d’eau à l’état de gouttelette d’eau), c’est le processus de condensation.

Au fur et à mesure que la vapeur d’eau se condense, un nuage de type cumulus se forme. Ce processus se poursuit jusqu’à que l’air chaud est plus léger que l’air environnant, ce mécanisme atmosphérique se nomme la convection. Si la convection est importante, le nuage grossit et atteint une altitude très élevée. Du petit cumulus, on atteint le stade de cumulonimbus. Les gouttelettes les plus élevées peuvent se transformer en cristaux de glace au contact du froid.

Une fois que l’air qui s’élève devient plus froid que l’air environnant, la convection s’arrête et le nuage formé arrive à maturité. La dernière étape est celle de la dissipation, elle survient une fois que l’énergie du sol (chaleur) dont a besoin le nuage n’est plus disponible. C’est ainsi que l’orage va progressivement faiblir.

 Vous comprendrez que plus l’air au sol est chaud et l’air en altitude est froid, plus le nuage va se développer et l’orage résultant sera puissant.

Chaque seconde, un puissant cumulonimbus peut aspirer 700 000 tonnes d’air et renvoyer à la surface 4 000 tonnes d’eau !

Les phénomènes météorologiques associés aux orages

Un orage est très souvent associé à un ensemble de phénomènes météorologiques potentiellement dangereux.

• La foudre : Evidemment c’est le premier phénomène auquel on pense en évoquant les orages, il est à la fois passionnant et terrifiant. La foudre touche le sol tandis qu’un éclair reste dans le ciel. La foudre se manifeste lorsqu’il existe une différence entre les charges électriques dans le nuage et celles au sol. Les charges positives se situent au sol alors que les charges négatives se trouvent à la base du cumulonimbus.

En électricité, les opposés s’attirent, une différence de tension va donc se créer entre les charges positives et les charges négatives et cela va créer un canal de lumière, autrement appelé la foudre.

Il existe également les éclairs intranuageux (le courant circule au sein même du nuage) ou encore les éclairs internuageux (le courant circule entre les charges positives d’un nuage et les charges négatives d’un autre nuage).

• Le tonnerre: Il s’agit du fruit de la foudre. Lorsque cette décharge électrique traverse le ciel, elle réchauffe l’air qui se dilate brusquement. La température de l’air autour du canal atteint jusqu’à 30 000°C ! Cette dilatation soudaine produit alors un bruit assourdissant et parfois terrifiant.

• Les fortes précipitations: Lors d’un orage, on entend souvent parler de crue éclair, d’inondation ou encore de déluge pluvieux (ou alors « Il pleut comme vache qui pisse dehors » pour les véritables Franc-Comtois). En effet, un orage déverse fréquemment jusqu’à 50 à 100 litres d’eau par mètre carré en seulement quelques heures. De plus, si ces pluies tombent sur un relief, cela peut engendrer un ruissellement dans les pentes puis dans les vallées, causant une crue éclair.

• Les violentes rafales de vent : A l’avant de l’orage, de brusques rafales de vent se lèvent et peuvent atteindre 140 km/h (exemple : 1999 à Lons-le-Saunier (39)) et arracher des toitures et parfois même des arbres. Le vent se lève généralement à l’avant du front et est un précurseur de la pluie. Ce vent (appelé front de rafale) est généré par des phénomènes d’évaporation complexes dans le nuage d’orage.

• Les grêlons : Au sein d’un cumulonimbus, les courants ascendants et descendants entre la base du nuage (chaude et humide) et le sommet (très froid) sont importants. Des particules (aérosols, poussière…) servent de noyaux glaçogènes, c’est-à-dire qu’ils vont collecter de l’eau ou de la glace au fur et à mesure qu’elles se déplacent dans le nuage et ainsi former un grêlon (Voir détail dans l’article « La grêle » de la partie phénomènes météorologiques).

Une fois que le grêlon est suffisamment lourd, il va chuter et donner une averse de grêle au sol. Plus l’instabilité est forte, plus les courants dans le nuage sont rapides et plus le grêlon aura le temps de grossir avant de chuter.

Un cas parfait en juillet 2018 à Morbier (39), un orage avait déversé jusqu’à 20 cm de grêle ! La déneigeuse a dû faire son retour en plein été !

• Les tornades: Les tornades sont le phénomène associé aux orages qui survient le plus rarement. Elles surviennent généralement lorsque l’orage est dit super cellulaire (orage avec une énergie de développement très intense).  C’est souvent le cas dans les plaines de la « Tornado Alley » en Amérique du Nord.

Climatologie et historique des orages en Franche-Comté

Notre région est fréquemment concernée par des orages du fait de sa topographie. En effet, le relief Jurassien favorise la formation des orages dits « de montagne ». De manière générale, les orages sont fréquents de mai à octobre dans la région. En moyenne, d’après Keraunos, les départements de la Franche-Comté enregistrent entre 50 et 60 jours d’orage par ans.

De manière générale, les montagnes constituent un obstacle naturel à l’écoulement de l’air. Cet air va donc s’élever à cause de cette montagne, se refroidir et se condenser, ce qui donne naissance aux nuages en forme de choux-fleurs (les cumulus). S’ils continuent de se développer ensuite, c’est le signe que l’air devient de plus en plus instable. C’est pourquoi, en été, lors de journées chaudes et instables, vous apercevez de gros nuages menaçants en regardant en direction des monts Jura. Les orages éclatent rapidement sur le relief dès l’après-midi alors que la plaine reste sous le soleil.

Le mois de mai 2018 en est un parfait exemple avec plus d’un jour sur deux où les orages de montagne ont été observés.

Retour sur trois journées orageuses qui ont marqué notre région :

• 30 juin 2012 : Ce jour-là, un orage violent avait déversé de véritables balles de tennis sur notre région ! Les grêlons avaient atteint 10 cm de diamètre à Recanzo (39), 10 cm également à Levier (25).

• 6 août 1999 : Des orages tempétueux historiques balayaient la Franche-Comté… Les rafales à l’avant du front atteignaient jusqu’à 140 km/h à Lons-le-Saunier (39).

• 16 juillet 2005: Cet orage fut extrêmement pluvieux, notamment en Haute-Saône avec des cumuls de précipitations considérables. On relevait jusqu’à 129 mm de pluie, soit 2 mois de pluie en 24h !

Comportement à adopter lors d’un orage

• Ne pas rester sous un arbre ! Beaucoup utilisent cette végétation pour se protéger de la pluie mais un arbre est également un attire foudre et cela peut tuer les êtres vivants se trouvant proches de l’arbre. C’est notamment ce qu’il s’est passé en Inde le vendredi 12 mars 2021 où quatre paysagistes se sont abrités sous un arbre et ont été frappés par la foudre, ils s’en sont sortis mais avec de graves brûlures.

• Ne pas rester dans un champ car la foudre suit le chemin le plus court entre la base du nuage et le sol, si vous êtes le point le plus haut aux alentours, alors la foudre sera attirée par vous.

• S’éloigner des structures métalliques telles que les pylônes, clôtures, poteau électrique… Éloignez également tout objet métallique que vous pourriez porter.

• S’isoler vers des matériaux isolants (bâche, rouleaux de cordes, pneus, duvet…)

• Si vous le pouvez, abritez-vous dans une voiture. Surtout pas sous un arbre, une cabane ou une cabine électrique.

• ASTUCE : Si après avoir vu un éclair, le bruit du tonnerre parvient à vos oreilles 30 secondes après, vous pouvez estimer que vous vous trouvez à 10 km de l’orage. Il suffit de diviser le nombre de secondes comptées entre l’éclair est le tonnerre par 3.

Textes : Joris ROYET