CLIMAT

Pluies intenses : Des pistes pour mieux prévoir le phénomène

Université Toulouse III et CNRS

Il reste difficile de prévoir avec précision et fiabilité les épisodes de pluies intenses. L’importance relative de deux processus affectant la qualité de ces prévisions vient d’être quantifiée par une équipe du Laboratoire d’aérologie (CNRS / Université Toulouse III – Paul Sabatier). Les chercheurs montrent ainsi qu’il est important de prendre en compte ces processus dans les événements où la vitesse du vent est faible. Leurs résultats,qui viennent d’être publiés en ligne sur le site de la revue Quaterly Journal of the Royal meteorological Society, devraient contribuer à améliorer la prévision de ces événements qui provoquent de façon récurrente d’importants dégâts particulièrement dans le sud-est de la France.

            Les pays du pourtour méditerranéen sont presque tous les ans confrontés en automne à des épisodes de fortes pluies et à des crues rapides qui mettent en danger les populations et peuvent occasionner de très importants dommages matériels. Le sud-est de la France est fréquemment affecté par ces épisodes qui résultent de la rencontre entre le relief et les masses d’air encore chaudes et chargées d’humidité provenant de la mer Méditerranée. Les prévisions météorologiques permettent d’anticiper ces épisodes et d’émettre des bulletins d’alerte. Toutefois, la simulation de leur évolution à différentes échelles de temps reste limitée. A ce jour, il est encore difficile de prévoir avec précision l’intensité et la localisation des précipitations, deux paramètres qui conditionnent largement l’ampleur des inondations.
Les chercheurs du CNRS et de l’Université Toulouse III – Paul Sabatier au Laboratoire d’aérologie se sont intéressés à deux phénomènes qui jouent un rôle crucial en météorologie : la micro-physique des hydrométéores (pluie, neige, grésil)1 et la turbulence atmosphérique. L’objectif était de déterminer l’importance relative de ces deux processus sur la sensibilité des prévisions. Pour cela, les scientifiques ont considéré cinq épisodes de pluies intenses, qui se sont déroulés entre septembre 2010 et novembre 2011 dans le sud-est de la France et pour lesquels ils disposent de données mesurées. Pour chaque événement, des simulations d’ensemble ont été effectuées avec le modèle atmosphérique de recherche Meso-NH2, en donnant plus ou moins d’importance à chacun des deux processus.
Deux résultats importants ont été mis en évidence. Pour les événements où la vitesse du vent est forte, les précipitations sont peu affectées par les perturbations introduites. Il n’est alors pas nécessaire de prendre en compte ces deux processus pour améliorer la prévision des épisodes de fortes pluies. Dans ce cas, c’est l’interaction avec le relief qui est déterminante dans le déclenchement des précipitations. Autre cas de figure, lorsque la vitesse du vent est plus faible, l’intensité des précipitations ainsi que leur localisation (en amont du relief) sont tous deux beaucoup plus sensibles à ces deux processus. La micro-physique des hydrométéores et la turbulence atmosphérique devraient alors être mieux représentées afin d’améliorer la sensibilité des prévisions.
Ces résultats suggèrent que dans les situations à vent faible, les erreurs liées à la représentation des processus micro-physiques et turbulents contribuent de manière significative à l’erreur totale du système de prévision. Mieux prendre en compte ces erreurs permettrait d’améliorer la prévision des épisodes de pluies intenses lorsque la vitesse du vent est faible. Cette étude a également permis de tester une méthodologie qui pourrait être mise en œuvre dans le cadre du programme international de recherche HyMeX3, coordonné par Météo-France et le CNRS et lancé en 2010 pour une durée de dix ans.

PluiesIntenses


© LA

Comparaison de la pluie simulée (en mm) pour deux simulations faites avec le modèle Méso-NH pour un cas de forte pluie le 6 septembre 2010. Pour la simulation en haut, la valeur de la tendance temporelle de l’évaporation des gouttes de pluie a été réduite de 50% ; pour la simulation en bas la valeur de la tendance a été augmentée de 50%.

 
METEO FRANCE

Qu’appelle-t-on précipitations intenses ?

Ce sont des pluies qui apportent sur une courte durée (d’une heure à une journée) une importante quantité d’eau. Cette quantité peut égaler celle reçue habituellement en un mois, voire en plusieurs mois.

Des cumuls de l’ordre de 50 mm en 24 heures dans la plupart des régions de plaine et de l’ordre de 100 mm en 24 heures dans les régions montagneuses sont considérés comme des seuils critiques. Leur dépassement peut provoquer, lorsque la nature du terrain s’y prête, de graves inondations. Pour les phénomènes les plus violents, le cumul des précipitations dépasse généralement les 100 mm en une heure. Dans le Sud de la France, les cumuls observés peuvent même dépasser 500 mm en 24 heures. (1mm = 1 litre d’eau/m²)

Les dangers liés aux pluies intenses

Les dégâts provoqués dépendent des caractéristiques de la zone touchée : le relief, la nature et l’état de saturation en eau du sol, l’implantation des activités humaines et les mesures préventives telles que les barrages, l’aménagement de zones inondables.

Le phénomène peut passer inaperçu dans une zone peu habitée. En secteur urbain, le fort ruissellement sur les surfaces imperméabilisées peut saturer le réseau d’évacuation des eaux pluviales et causer des inondations avec des dégâts considérables (Nîmes, le 3 octobre 1988). Les précipitations intenses provoquent aussi des crues-éclair dévastatrices, en particulier dans les zones montagneuses (Vaison-la-Romaine le 22 septembre 1992, Le Grand-Bornand le 14 juillet 1987). Les dégâts peuvent être aggravés par d’autres facteurs : violentes rafales de vent, glissements de terrain, ruptures de digues, grêle, fortes vagues.

Quelle est l’origine des pluies intenses ?

Les fortes précipitations peuvent résulter de plusieurs phénomènes météorologiques : une perturbation associée à des pluies abondantes à caractère persistant, une succession d’orages localisés ou des orages violents et stationnaires. Les grosses cellules orageuses ont une dimension de plusieurs dizaines de kilomètres et une durée de vie qui peut dépasser une heure. En été principalement, les orages peuvent aussi se regrouper dans de vastes systèmes nuageux. Leur dimension peut alors dépasser plusieurs centaines de kilomètres et leur durée de vie 24 heures.

 

Quelles sont les régions exposées aux pluies intenses ?

Tout le territoire de la France métropolitaine peut être exposé à de fortes précipitations. Elles sont cependant plus fréquentes dans les régions méditerranéennes et les régions montagneuses.

 

– Carte du nombre de jours sur 50 ans (1962-2011) avec une hauteur de pluie >= 100 mm par département  (Source http://pluiesextremes.meteo.fr; fichier pdf, 363 Ko)

– Carte du nombre de jours sur 50 ans (1962-2011) avec une hauteur de pluie >= 200 mm par département (Source http://pluiesextremes.meteo.fr; fichier pdf, 253 Ko)

 

Les régions de montagne sont plus fréquemment touchées par les orages que les plaines : le relief tend à bloquer le déplacement des nuages, l’air se soulève et provoque un renforcement de l’activité orageuse. Ceci a pour conséquence une augmentation des précipitations sur le versant des reliefs exposé au vent.

Les pluies cévenoles

Dans les régions méditerranéennes, des épisodes appelés pluies cévenoles peuvent provoquer des cumuls de pluie de plusieurs centaines de millimètres en quelques heures. Les pluies cévenoles sont des précipitations durables qui se produisent par vent de sud, sud-est ou est sur les massifs des Cévennes, des pré-Alpes et des Corbières. Elles ont généralement lieu en automne dans des conditions météorologiques bien particulières :

– près du sol : un vent de sud ou sud-est apporte de l’air humide et chaud en provenance de la Méditerranée – en altitude : de l’air froid ou frais La rencontre entre le courant froid d’altitude et le courant chaud et humide venant de Méditerranée rend l’atmosphère instable et provoque souvent le développement d’orages. Le relief joue également un rôle déterminant : il accentue le soulèvement de cet air méditerranéen et bloque les nuages. Les orages de ce type, bloqués par le relief et alimentés en air chaud et humide, se régénèrent : ils durent plusieurs heures et les pluies parfois plusieurs jours. Ils apportent ainsi des quantités d’eau considérables.

A quelle période se produisent les pluies intenses ?

Des précipitations intenses sont observées en toutes saisons. Mais les deux périodes les plus propices sont :

– mai à septembre, quand se produisent la plupart des orages sur l’ensemble du pays – l’automne, saison particulièrement favorable aux fortes précipitations dans les régions méditerranéennes, quand l’air en altitude se refroidit plus vite que la Méditerranée encore chaude.

Comment détecte-t-on les précipitations ?

Les radars météorologiques permettent de localiser les précipitations (pluie, neige, grêle) et de mesurer leur intensité en temps réel. Le réseau de radars de Météo-France est réparti sur l’ensemble du territoire et couvre notamment l’arc méditerranéen. Ces radars ont une portée d’environ 100 km pour la mesure et de 150 à 200 km pour la détection des phénomènes dangereux. Les prévisionnistes disposent d’images radars toutes les 5 minutes.

EN SAVOIR PLUS

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