Les orages se produisent quasi à toutes les latitudes, à l’exception des pôles ainsi que les régions les plus sèches de la planète. A chaque instant, il s'en produit des centaines sur dans le monde (on en dénombre environ 5.000 par jour).
En ce qui concerne la France, on peut considérer que plus des deux tiers de l'année, des orages s’y produisent avec un maximum durant les mois de juillet, août et septembre. C'est la région PACA qui en subit le plus, avec un maximum dans le département des Alpes de Haute Provence. A l'opposé, la Bretagne et les régions atlantiques sont les moins touchées.
Les orages naissent de la présence de cumulonimbus, ces gros nuages en forme d'enclume, les seuls à pouvoir engendrer la foudre du fait de leur volume important et des mouvements qui s'y produisent, lesquels génèrent des différences de potentiel électrique.
A l'instar de dynamos géantes et du fait des grands déplacements de vapeur d'eau, de gouttelettes, de glace ou de grêlons, les cumulonimbus peuvent, malgré les propriétés isolantes de l'air, créer des différences de potentiel assez importantes qui dépassent les 15.000 volts/mètre et enclenchent des décharges explosives ou arcs électriques (avec le son qui accompagne la décharge): les éclairs et le tonnerre.
Du fait de leur lien notamment aux déplacements des fronts froids et à la présence des cumulonimbus, on peut observer facilement leur progression.
Chasseurs d'orages
Un peu comme pour les chasseurs de tornades, il existe des amateurs passionnés par les orages, à la chasse aux bonnes photos ou vidéos. On peut connaître l'évolution à court terme des orages en repérant leur position sur des sites internet (voir boîte à outils) qui reprennent les radars de pluie et les impacts d'éclairs avec précipitations, masses nuageuses, etc.
Suivre les orages sur internet est devenu très facile et pratique. Avec une simple connexion, il est possible de visionner les cartes en temps réel sur son smartphone ou tablette, ce qui est utile pour décerner l'avancée des fronts et se positionner pour l'observation.
Mais sur le terrain, rien de tel que l'expérience et le feeling, dus à une observation des masses nuageuses, la déduction de leurs déplacement. Une petite connaissance des phénomènes météo est nécessaire à la base. Mais peut s'acquérir petit à petit après le premier coup de foudre.
Phénomènes accessoires: Tempêtes (voir chapitre consacré) ; Tornades (voir chapitre consacré)… ; Nuages, fronts Feux de Saint-Elme, grêle, derechos ; Crues subites (flash floods), vents rabattants et rafales descendantes
Pas de cumulonimbus, pas d'orage...
Un orage ne se forme que grâce à la présence du cumulonimbus. Le profil atmosphérique de ce nuage présente des basses couches chaudes et humides qui se développent et prennent de l'altitude du fait de leur moindre densité.
Sur ce schéma simplifié à droite l’air chaud monte dans le Cb et redescend à gauche. Chargé d’humidité, l’air congèle en altitude et peut développer de la grêle en peaux d’oignons grâce à l’énorme brassage qui se produit dans le Cb
Il faut un réchauffement suffisant des basses couches pour que naissent ces thermiques qui sont comme des "bulles chaudes" qui vont s'élever parfois très haut (à une dizaine de kilomètres) en se refroidissant en altitude.
Lors d'un front qui se déplace, l'alimentation en chaleur et en humidité s'alimente elle-même avec de nouvelles "bulles d'air chaud" qui se forment et poursuivent leur élévation dans le cumulonimbus. Celui-ci est bloqué en altitude où il peut parfois s'approcher de la tropopause (ou sommet de la troposphère, à l'altitude des avions de ligne). La tropopause varie de 8 km aux pôles à 15 km à l'équateur.
A cette altitude, ces nuages s'étalent comme sous un couvercle, ce qui explique leur sommet évasé en forme d'enclume. Il faut savoir également qu'il y a plusieurs formes d'orages: orages de chaleur, orages de front froid, etc.
Et que ceux-ci peuvent présenter plusieurs profils: monocellulaire, comme l'orage de chaleur qui est isolé; multicellulaire, comme les orages de fronts, sans oublier l'orage supercellulaire ("monstre" monocellulaire capable d'engendrer une mini-dépression barométrique ou mésocyclone voire même des tornades dans certains cas).
Eclairs, traceurs et décharges…
Les courants d'air qui circulent dans les cumulonimbus créent des charges électriques, un peu comme le ferait une dynamo. Le nuage va voir son potentiel électrique augmenter ce qui finira par produire des décharges plus ou moins nombreuses et violentes : les éclairs.
Pour faire simple, la distribution des charges électriques dans un cumulonimbus fait que les charges négatives se trouvent en général au bas du nuage et les positives vers le haut. Au sol, les charges positives s’accumulent aux extrémités des objets dont la conductivité est importante : extrémités des bâtiments, arbres isolés, objets métalliques ou pointus, etc.
Position simplifiée des charges électrostatiques et leur interaction entre le nuage et le sol. Dans ce cas, la foudre part du nuage vers le sol (25 à 30% des cas seulement), c’est le coup de foudre (éclair descendant) Quand l'équilibre se rompt, cela provoque la décharge. La plupart du temps, la foudre part du nuage vers le sol mais des éclairs se produisent également à l'intérieur du nuage ou vers un autre nuage (éclair inter-nuageux) selon la distribution des charges.
Ces charges électriques négatives peuvent se trouver à l’avant du nuage et sur son pourtour tandis que le bas du nuage est chargé positivement. Cela varie également avec l’altitude du nuage et les mouvements à l’intérieur de celui-ci.
Ce qui fait que dans certains cas, les éclairs partent du sol vers le nuage. Mais le cas le plus classique, même s’il ne représente que le tiers des éclairs fait partir la foudre du nuage vers le sol. De nombreux éclairs se produisent également entre les nuages ou à l'intérieur d'un même nuage.
Avant la formation de l’éclair, le champ électrostatique va s'accroître jusqu'au moment où l'air qui est un très bon isolant (donc un mauvais conducteur) va céder sous cette contrainte. Lorsque l’éclair se produit, cela se passe en deux phases.
1) Tout d'abord, un flux d'électrons quitte la zone négative à plus de 200 km/s (720.000 km/h) selon une trajectoire irrégulière et par à-coups. Arrivé à proximité du sol, ce "fil précurseur" ou "traceur" attire un flux positif.
La deuxième phase se produit lorsque ces deux flux se rejoignent et forment un canal d'air ionisé de quelques centimètres de diamètre à peine et le long duquel un courant très puissant va remonter: l'arc de retour ou éclair. Cela se passe en moins d’un dixième de seconde.
Quant à la décharge électrostatique, elle a une puissance de 20 GigaWatts mais ne dure que 25 millisecondes et a une intensité de 30.000 ampères pour atteindre des millions de volts (jusqu’à 100 millions de volts), ce qui provoque une brusque dilatation de l'air qui se contracte ensuite, produisant une onde de choc qui se transforme en onde acoustique: le tonnerre.
Technique photo (et/ou vidéo)
Les photos d'orages offrent énormément de satisfaction aux passionnés avec des moments infiniment courts figés pour l’éternité. Si capturer ces instants décisifs qui ne durent que quelques microsecondes est un réel défi, photographier un orage est pourtant assez facile !
D’autant plus que la vidéo fait désormais partie intégrante de tout boîtier et permet de capter des images fantastiques (exploitables au ralenti, que l’on peut segmenter et figer pour les photos sur son ordinateur une fois rentré à la maison, etc.)
Quant à la prise de vue photo, elle sera plus difficile de jour, du fait de la luminosité plus importante et donc de la difficulté de mettre l'appareil sur un temps de pose, sans surexposer les photos (à moins d’utiliser des filtres assombrisseurs de plusieurs « diaphs » comme les filtres ND de .1 à 3.0 qui correspondent à une échelle de correction d'exposition par tiers de stop. A savoir, le ND .1 équivaut à 1/3 de Stop; le ND .2 vaut 2/3 de Stop et le ND .3 vaut 1 Stop (ou un diaphragme) et ainsi de suite avec le ND .4 qui vaut 1 Stop et 1/3 de diaph, etc.
Quand à enclencher en même temps que l'éclair, inutile d'essayer de figer une telle fulgurance. Par contre, la nuit, la prise de vue est beaucoup plus facile. Le photographe choisit un point d'observation plutôt élevé ou par exemple, sur un promontoire dominant un paysage et si possible près d'un abri (ou de sa voiture), l'appareil sera fixé sur un trépied plutôt lourd voire lesté.
Il faudra choisir la sensibilité la plus basse possible (50, 80 ou 100 asa) et un temps de pose de quinze ou vingt secondes par exemple, voire davantage selon la luminosité ambiante et le paysage (ville et lumières, ou pas le moindre éclairage).
Pour une bonne composition, l'idéal est de photographier l'orage qui arrive à l'horizon en laissant apercevoir le sol (petite proportion) avec beaucoup de ciel où les beaux éclairs complets et lointains vont occuper une place respectable sur la photo, si possible les 3/4…
La prise de photo, régulièrement répétée, finira par figer un éclair qui flashera à l'horizon ou à quelques kilomètres pendant que l'obturateur est resté ouvert. Une fois cette photo "dans la boîte", il suffira de prendre une nouvelle photo sur un long temps de pose, et ainsi de suite...
Le résultat permettra d'obtenir une série d'éclairs isolés, à moins de les superposer en les laissant venir sur la même pose. On évitera également la surexposition en fermant le diaphragme au maximum (réglé sur f/22).
Le seul inconvénient est la pluie et le vent, mais en général, quand les rafales et la pluie sont là… c'est que l'orage est trop et il vaut mieux se mettre à l'abri… Maintenant, une autre solution encore plus facile, avec la vidéo qui s’est installée dans quasi tous les boîtiers : il suffit de filmer l’orage (appareil mis sur trépied pour un meilleur confort de vision).
Petits conseils salutaires
Pour la chasse aux orages comme pour beaucoup de phénomènes dangereux, il faut être toujours sur ses gardes et bien connaître les risques encourus et les gérer avec sagesse. L’idéal est de se positionner à un endroit en sécurité, le plus possible à l’abri et offrant une belle visibilité sur un paysage où va se dérouler l’orage.
Le mieux est bien entendu d’éviter d’être en dessous d’un arbre isolé ou trop apparent dans un terrain découvert. Même si l’impact de la foudre sur des personnes est rarissime… Sans oublier le simple fait des intempéries qui peuvent ruiner le travail des prises de vue (pluie, grêle, rafales, crues subites…).
En pleine campagne, se déplacer en auto peut offrir l’abri contre les intempéries ainsi qu’une part de sécurité, même si celle-ci n’existe jamais à 100% dans un véhicule qui peut faire office de « cage de faraday » (si sa carrosserie est en métal seulement).
Car l’usage de matériaux composites plus légers et non métalliques diminue de plus en plus cette efficacité de cage protectrice. L’intérêt d’une voiture est de permettre de photographier par exemple sous le hayon arrière ouvert par exemple (quand c’est possible), tout en restant partiellement à l’abri ou bien depuis l'intérieur du véhicule, du côté sous le vent et à l’abri de la pluie qui peut tout ruiner.
Par ailleurs, si la malchance d'être foudroyé est minime, il ne faut jamais sous-estimer la puissance d'un orage et les risques dus à la foudre.
Un orage est annoncé ? Voici comment faire…
Lorsque des orages sont prévus, suivre les cartes en direct sur internet (carte radar pluie avec les zones de précipitation intense ainsi que la carte éclairs qui indique les zones d’orage (www.meteox.com et cliquer sur l’onglet lightning).
Ensuite, il est possible d’estimer et de calculer la distance et le temps nécessaire à l’orage pour venir sur la zone choisie. Soit se mettre en route pour le croiser ou le rattraper, soit attendre que l’orage arrive, tout simplement… La facilité et le nombre de sites et d’applications permettent d’improviser des sorties fructueuses.
Sachant que les précipitations sous le cumulonimbus se produisent souvent en même temps que les éclairs frappent, surtout à l’avant du cumulonimbus, l’idéal est d’attendre que les plus grosses précipitations soient passées et se positionner à l’arrière du phénomène qu’il est plus facile de photographier et/ou de suivre un peu plus au sec.
Astuce
Une fois l’orage proche, il est facile de mesurer le temps mis entre l'éclair et le son (340 m/sec.), un simple calcul permet de savoir si les éclairs se rapprochent ou s'éloignent. Et il faut toujours également connaître la direction de l'orage. Si ce temps entre le flash et le son diminue, l'orage approche…
Des indices qui donnent l'alerte…
Les décharges dans l'atmosphère engendrent des perturbations audibles dans les petites radios portatives qui permettent d'avoir une idée de l'avancée de l'orage à condition de capter les longues ondes. Les éclairs peuvent "s'entendre" via les craquements (surtout sur les fréquences AM entre 150Kz et 300Khz.)
Il suffit de régler la petite radio portative entre deux stations dans une zone silencieuse. Les éclairs peuvent dès lors se faire entendre alors qu’ils se produisent encore à des dizaines de kilomètres. Ces craquements sont un bon indicateur de l'activité orageuse par leur nombre et leur régularité.
De plus, notre petite radio peut avoir un rôle de sécurité, en donnant une idée du taux d'ionisation de l'air, lequel augmente énormément avant la foudre... Un peu avant que ne s'enclenche l'éclair, l'atmosphère est soumise à une ionisation qui crée un grésillement important dans la petite radio et signale son imminence.
Cette ionisation produit un bruit ou chaos électromagnétique qui se traduit par ce grésillement important et soutenu. Plus il s'intensifie, plus cela signifie qu'un éclair est imminent.
Les records dans le monde
Dans le monde, c’est l'Ouganda qui détient le record des orages avec 242 orages par an, suivi par 228 jours à Bunia en RDC, 221 jours à Kamembe au Rwanda, 218 jours à Bandung, Indonésie et 215 jours à Calabar au Nigéria
(D’après le site www.planetoscope.com)
On constate également que les orages se produisent le plus souvent dans les régions proches de l'équateur et à terre plutôt que sur les mers et les océans.
Toujours d’après le site planetoscope, en une année, il y aurait entre 750 000 et 1,8 million d'orages sur la totalité du globe terrestre. Cela fait donc en moyenne 5000 orages par jour, soit un toutes les dix secondes environ !
En France ?
Les régions les plus touchées se trouvent à l’est et au sud, plutôt sur les reliefs.
Les moins touchées sont la Bretagne, le Cotentin et le nord…
Le catatumbo…
Pour l’anecdote, voici un des lieux au monde où il se produit le plus d’orages de la planète. Cela se passe au Venezuela non loin de l'embouchure du fleuve Catatumbo qui se jette dans le lac Maracaibo (le plus grand lac d’eau douce d’Amérique du sud, connecté par un petit détroit avec la mer).
Ce phénomène appelé sur place Relámpago del Catatumbo se produit en fin de journée à raison de plus de 150 nuits par an et dure entre huit et dix heures par nuit avec parfois 300 décharges par heure (soit 5 à la minute, une toutes les 12 secondes! Voire davantage, des recensements d’un éclair par seconde ont été enregistrés pendant plusieurs heures). Cet orage s’explique par un apport constant d’humidité et de chaleur, sans doute lié au relief et à la présence de collines environnantes… Il faut cependant noter que les changements climatiques affectent, là également, l’intensité des orages. El Niño et son lot de dérèglements (sécheresse dans ce cas dans la région) frappe également la région et ce phénomène…
Toujours est-il que sur place, des itinéraires de découverte de la forêt et des llanos (grande savane herbeuse) ainsi que l’observation du phénomène sont proposés par l’agence amazonadventures
Boîte à outils
www.chasseurs-orages.com www.chasing-live.net/fr www.meteorage.fr www.belgorage.com Explications, blogs de passionnés : www.meteobell.com Radar de pluviosité
Ce site très pratique est utilisé pour mesurer l'approche des zones à forte pluie partout en Europe de l’Ouest. Le site permet également de visualiser les impacts de foudre. Cliquer sur :
www.meteox.fr et www.meteox.com
Incontournable portique général de nombreux sites et cartes météo
www.allmetsat.com
Cartes et infos
www.infoclimat.fr
www.meteo-magazine.com
Site de l'observatoire français des tornades et orages violents
www.keraunos.org
Site amateur sur les tornades : http://tpe.tornade.free.fr/Formation.htm
Très beau site belge complet avec infos, cartes, radiosondages :
www.belgorage.com
Ce site donne des cartes en temps réel pour le monde entier ainsi que les impacts de foudre : www.blitzortung.org
Technique photo :
www.webemoi.com/comment_photographier_les_eclairs.htm
http://la.climatologie.free.fr/orage/orage3.htm#1
Evolution des nuages dans le monde
http://tvnweather.com/live
www.ouest-orages.org
Pour les passionnés de météo
www.passion-meteo.net
Grêle
www.anelfa.asso.fr/-Climatologie-.html
Alertes
http://alarm.meteo-info.be/europe-index.html
Un excellent site de formation (en anglais)
www.atmo.arizona.edu