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Quand le ciel se fâche Les orages et leur formation

S’ils offrent des spectacles naturels fascinants, les orages peuvent être synonymes de mauvaises surprises en montagne. Mais comment se forment-ils? Et pourquoi y a-t-il des éclairs et du tonnerre?

Lorsqu’un orage est imminent en montagne, comme ici dans le Prättigau, il est conseillé de s’abriter dans une grotte rocheuse en veillant à rester à distance de la paroi. © Manuel Martin / Shutterstock.com

Les habitués des sorties estivales en montagne connaissent très bien cette situation: des nuages convectifs (ou cumulus) blancs bourgeonnent sur les sommets à perte de vue. Ces nuages moutonneux se forment lorsque le soleil réchauffe l’air qui se trouve à proximité du sol, le faisant monter.

A mesure qu’il monte, cependant, l’air chaud se refroidit, et l’humidité qu’il contient se condense en gouttes d’eau. L’air plus froid et les gouttes d’eau sont plus lourds que l’air qui les entoure et redescendent donc, formant un circuit d’air continu.

L’air chaud monte et l’air froid descend, avant d’être réchauffé et de reprendre de l’altitude. Lorsqu’il y a beaucoup d’air chaud et humide dans les couches proches du sol, le nuage est toujours plus alimenté en humidité. Cela intensifie le circuit d’air (appelé convection) et le nuage grandit en hauteur jusqu’à la formation d’un imposant nuage d’orage, un cumulonimbus.

Jusqu’à 12 kilomètres d’altitude

Dans les couches supérieures du cumulonimbus, à une altitude pouvant aller jusqu’à 12 kilomètres, les gouttes d’eau gèlent et forment des cristaux de glace. Ces derniers sont aussi captés dans le circuit d’air et tournoient de haut en bas dans le nuage, en se heurtant souvent les uns aux autres. Ces collisions entre cristaux font jaillir de petites particules chargées négativement (qu’on appelle électrons), qui se fixent ensuite à d’autres particules de glace.

Cet échange de charges et la convection continue qui se produit dans le nuage entraînent une séparation de charges: les particules chargées positivement se rassemblent dans la partie supérieure du nuage, celles chargées négativement dans la partie inférieure. Comme l’air est un très bon isolant, les zones chargées différemment peuvent demeurer ainsi pendant un moment, accroissant leur charge positive ou négative.

Phénomènes extrêmes plus fréquents

A un moment, la différence de potentiel (c’est-à-dire la différence entre la charge positive et la charge négative) est trop importante, et un court-circuit se produit: un éclair! Généralement, cela se produit entre les zones positive et négative à l’intérieur du nuage. On parle dans ce cas d’éclairs de chaleur. La base du nuage, chargée négativement, rejette au sol des particules chargées négativement, qui s’éloignent autant que possible du nuage. Ce sont surtout les points élevés du paysage, comme des arbres, des sommets ou encore des antennes, qui deviennent ainsi des pôles positifs. Si la différence de potentiel devient de nouveau trop importante, elle se décharge par un éclair sur ces points élevés.

L’éclair chauffe l’air jusqu’à 30 000 degrés Celsius sur son chemin. C’est cinq fois plus chaud que la surface du soleil! Cette chaleur extrême provoque une dilatation de l’air semblable à une explosion, ce qui entraîne une onde de choc, qui comprime l’air environnant et le fait vibrer.

Voilà pourquoi nous entendons d’abord un fort craquement, suivi d’un grondement sourd. Comme la lumière de l’éclair se propage à la vitesse de la lumière, mais le bruit du tonnerre seulement à la vitesse du son, il est possible de déterminer à quelle distance se trouve l’orage grâce au temps qui s’écoule entre le moment où l’on voit l’éclair et celui où l’on entend le tonnerre: 3 secondes correspondent à 1 kilomètre environ. Le danger d’être foudroyé existe dans un rayon de 5 kilomètres entre la cellule orageuse et l’emplacement où l’on se trouve. S’il y a donc moins de 15 secondes entre l’éclair et le tonnerre, il faut déguerpir!

La météo dans tous ses états

Dans notre série, nous nous penchons sur différents phénomènes météo en collaboration avec MétéoSuisse. Dans la prochaine édition, découvrez comment faire ses propres prévisions météo.

En outre, le site meteosuisse.ch propose des explications passionnantes sur la météo.

Comment se comporter en cas d’orage

Les orages peuvent survenir dans différentes situations météorologiques. L’élévation rapide de l’air peut être causée par un front froid, par une montagne ou par le réchauffement local. Les orages locaux en particulier sont difficilement prévisibles, et le meilleur moyen de se protéger est de bien planifier sa course. Si l’on est néanmoins surpris par un orage, adopter le bon comportement peut vous sauver la vie:

Quitter le plus vite possible les endroits exposés tels que les arêtes et les sommets, et éviter les éminences comme les tours rocheuses.

S’éloigner des éléments métalliques comme les câbles en acier et les croix des sommets, et déposer à au moins 30 mètres de soi les objets comme les piolets et les crampons. S’abriter dans une cavité rocheuse en veillant à garder une distance d’une longueur de corps avec la paroi.Quand on doit attendre que l’orage passe, s’asseoir les jambes pliées sur un support isolant, comme une corde, un sac à dos ou un karrimat.Les orages s’accompagnent souvent de fortes pluies: attention aux glissades et aux chutes de pierres!

S’abriter dans une cavité rocheuse en veillant à garder une distance d’une longueur de corps avec la paroi.

Quand on doit attendre que l’orage passe, s’asseoir les jambes pliées sur un support isolant, comme une corde, un sac à dos ou un karrimat.

Les orages s’accompagnent souvent de fortes pluies: attention aux glissades et aux chutes de pierres!