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Question de savoir

Une belle journée d'été tire à sa fin. Soudain, en moins de temps qu'il n'en faut pour le dire, de gros nuages noirs et menaçants viennent couvrir l'horizon d'un voile sombre comme si quelqu'un quelque part avait abaissé une toile ou diminué l'intensité de la lumière. L'herbe est encore sèche que déjà le tonnerre fait entendre un grondement sourd et inquiétant. Aucun doute, on n'y échappera pas...

Chaque jour, on compte de 40 000 à 50 000 orages à travers le monde. Ils sont plus fréquents au printemps et en été parce qu'ils ont besoin de beaucoup d'énergie pour se développer. En Amérique du Nord, c'est dans le sud-est des États-Unis qu'on observe les conditions météorologiques les plus orageuses, alors qu'à l'échelle mondiale, les secteurs propices aux orages sont concentrés dans les régions équatoriales et tropicales.

Naissance de l'orage.

L'orage naît d'un cumulonimbus, ce gigantesque nuage en forme d'enclume qui, une fois mature, provoque pluie, grêle, tonnerre, éclairs et vents violents. Deux processus distincts sont à l'origine de la formation d'un orage : il y a les « orages de masse d'air » et les « orages frontaux ».

Les orages de masse d'air sont associés au réchauffement solaire diurne ou au passage d'air froid et humide sur une surface plus chaude. Le sol ou l'étendue d'eau plus chaude que la masse d'air adjacente déstabilise celle-ci en lui communiquant son énergie, engendrant ainsi le mouvement vertical ascendant de la masse d'air.

Les orages « frontaux » se forment quant à eux lors de la rencontre d'importantes masses d'air, affichant des températures et une charge d'humidité différentes. L'arrivée d'une masse d'air froid par exemple provoquera le soulèvement vertical de la masse d'air chaud et humide qu'elle trouvera sur son passage.

Mais peu importe le processus à l'origine de sa formation, un orage se développe toujours lors du soulèvement rapide d'une masse d'air chaud et humide. L'air chaud chargé d'humidité se refroidit lors de ce soulèvement vertical et la vapeur d'eau qu'il contient se condense pour former des gouttelettes d'eau et des cristaux de glace. Cette condensation provoque le dégagement d'une grande quantité de chaleur à l'intérieur du nuage qui devient alors la source principale d'énergie alimentant le développement de l'orage. De violents courants d'air verticaux pouvant dépasser les 100 km/h entraînent ensuite l'humidité, les fragments de glace, les grêlons et les gouttelettes d'eau à l'intérieur du cumulonimbus.

L'apparition éventuelle de précipitations à la surface indique que l'orage a atteint sa maturité. La précipitation dans sa chute entraîne de l'air vers le bas développant ainsi des mouvements verticaux descendants. Lorsque les courants descendants coupent l'alimentation du nuage en air chaud et en humidité, l'orage se tarit. Le système affaibli est alors dissipé par les vents et laisse comme témoignage de son passage quelques traînées nuageuses de haute altitude.

La grêle

Véritable fléau, la grêle figure parmi les plus redoutés des phénomènes dévastateurs associés à l'orage. Lors de la formation du cumulonimbus, certaines gouttelettes d'eau en suspension dans le nuage peuvent rester à l'état liquide jusqu'à des températures de -40°C. Ce phénomène est appelé surfusion. Quand un petit morceau de glace rencontre des gouttelettes d'eau en surfusion, celles-ci se congèlent à leur tour et augmentent la masse de la glace. C'est le grêlon qui peut de cette façon atteindre plusieurs centimètres de diamètre. Lorsque les courants ascendants ne peuvent plus supporter son poids devenu trop important, le grêlon chute. Dans sa descente, il rencontre des températures plus élevées et commence à fondre. S'il est assez gros, il atteint le sol. On assiste alors à une averse de grêle susceptible de causer des dommages majeurs.

Quelques caractéristiques...

Le nuage orageux peut s'étendre sur plusieurs dizaines de kilomètres carrés et s'élever jusqu'à une vingtaine de kilomètres au-dessus du sol.

Les orages de masse d'air ont tendance à éclater en fin d'après-midi et en début de soirée car c'est à ce moment que la température au sol est la plus élevée. Bien qu'en moyenne ils durent d'une à deux heures, ils sont à leur force maximale à peine une trentaine de minutes. La nuit, lorsque le sol se refroidit, l'air se stabilise dans les couches inférieures de l'atmosphère et l'activité orageuse cesse.

Les orages frontaux forment quant à eux une ligne appelée « ligne de grains », c'est à dire un système regroupant plusieurs orages qui profitent de l'abondance d'humidité, de mouvements ascensionnels et d'instabilité associés à la zone frontale. Ils peuvent donc persister des jours durant, se propager sur des milliers de kilomètres et engendrer des tempêtes au potentiel destructeur.

Les orages tropicaux sont parmi ceux provoquant le plus de dégâts. Au niveau des tropiques, l'air particulièrement chaud et humide forme des colonnes de nuages beaucoup plus imposantes que celles que l'on peut observer dans les régions moins chaudes du globe. Les orages qui en résultent sont caractérisés par des vents très forts et des pluies torrentielles, scénario parfois très impressionnant pour le touriste du nord n'ayant anticipé que sable blanc et soleil brûlant...

Foudre et tonnerre.

Lors d'un orage, les courants ascendants et descendants conduisent à des processus d'ionisation par collisions des particules constituant le nuage. Des charges électriques opposées se créent, la partie inférieure du nuage se chargeant négativement alors que la partie supérieure se charge positivement. Sous l'influence des nuages, le sol acquiert à son tour des charges positives. Lorsque l'accumulation de toutes ces charges devient trop forte, l'éclair jaillit de la base du nuage chargé négativement et frappe un objet chargé positivement. Cet objet se révèle habituellement être un autre nuage, puisque les éclairs se produisent généralement d'une nuage à l'autre. La foudre frappe en effet le sol qu'une fois sur quatre environ.

La température d'un éclair peut atteindre 30 000 degrés Celsius. Lorsque l'éclair transperce l'air, sa chaleur le dilate et provoque une brusque expansion créant ainsi une onde acoustique qu'on appelle le tonnerre. Comme la lumière voyage plus vite que le son, on voit l'éclair avant d'entendre le tonnerre.

Saviez-vous que...?

• On peut déterminer la distance à laquelle se situe un orage en calculant l'intervalle entre l'éclair et le coup de tonnerre qui éclate par la suite. On calcule environ trois secondes pour chaque kilomètre nous séparant de l'orage. Évidemment, lorsque l'éclair et le tonnerre se produisent simultanément, il est préférable de s'abriter...
• Parfois, une partie de la charge électrique d'un coup de foudre peut former une boule d'une grosseur oscillant entre celle d'un pamplemousse et celle d'un ballon de plage. C'est comme une boule de feu qui peut rouler sur le sol ou grimper aux objets avant d'exploser ou de s'évanouir. L'éclair en boule se produit rarement et cause généralement peu de dommages.
• Benjamin Franklin inventa le paratonnerre en 1753. Il fit la démonstration de sa théorie lors d'une expérience où il attacha une clé au bout d'un fil relié à un cerf-volant. Lorsque l'orage éclata, il lança le cerf-volant dans les airs et celui-ci fut frappé par un éclair. Le courant se propagea le long du fil et électrifia la clé. C'est ainsi qu'il prouva aux sceptiques qu'une longue et fine tige métallique partant du toit et attachée à un fil bien fixé dans la terre pouvait conduire le courant électrique de la foudre jusqu'au sol en toute sécurité.

Vous nous avez demandé...

Peut-il y avoir des orages l'hiver?

Bien qu'ils se fassent beaucoup plus rares, il est tout de même possible de subir des orages en hiver. En été, les conditions propices au développement des orages sont plus fréquemment réunies, comme le grand écart entre la température au sol, très chaude, et la température en haute altitude, très froide. Or, si des conditions semblables sont réunies en hiver, des orages peuvent aussi se développer durant cette période de l'année.

Comment se protéger lors d'un orage ?

Lorsque la foudre frappe une maison, elle a tendance à suivre les circuits électriques et les canalisations. Il faut donc éviter de toucher les tuyaux métalliques durant un orage et éviter également d'utiliser les appareils électriques, les téléphones et les ordinateurs.

Dehors, il faut éviter les arbres isolés et les poteaux car ceux-ci attirent la foudre. Il faut aussi s'éloigner de tout ce qui est conducteur d'électricité comme, par exemple, les clôtures métalliques.

Lors d'un orage, si on sent nos cheveux se dresser sur notre tête, il faut immédiatement s'accroupir, le front sur les genoux : la foudre devrait frapper bientôt. Contrairement aux idées reçues, on ne doit pas s'allonger sur le sol car ça augmenterait les contacts avec les charges conduites par la terre humide.