Les brises aérologiques

Vent ou brise

Tout d’abord, différencions les termes « vent » et « brise ». Le vent est un terme générique qui définit un mouvement de masse d’air. Ce terme est utilisé plutôt dans le domaine de la météo (donc sur un espace grand comme la France ou l’Europe). On prédit les déplacements des vents avec la pression atmosphérique.

La brise est un phénomène beaucoup plus local. Une pente, un bord de mer, une vallée. Son déplacement est d’origine convective (ou thermique si vous préférez).

Nous allons voir ensemble comment se créent les brises, comment elles évoluent, ainsi que les quelques pièges qui leurs sont liés.

Les transferts d’énergie (de chaleur)

Il y a trois modes de transfert de la chaleur dans l’air voici leur définition simple :

La convection : lorsque de l’air monte en température au contact d’une surface chaude, il finit par s’élever. En s’élevant, il transporte de la chaleur qui lui a été apportée.

La conduction : lorsque la température se déplace d’un matériau à un autre sans qu’il n’y ait de déplacement de matière.

Le rayonnement : lorsque l’énergie est transportée par onde.

Donc dans la nature, le soleil chauffe le sol par rayonnement, qui transfert son énergie à l’air par conduction et cet air chaud se déplace vers le haut et transmet l’énergie au-dessus de lui par convection.

Air chaud et air froid

Pour comprendre le fonctionnement des brises, il faut comprendre comment réagit de l’air chauffé.

Si nous comparons un solide, un liquide et un gaz, vous pouvez voir sur le schéma ci-après, que c’est la distance entre les molécules qui les composent qui les différencie.

Dans les solides, les molécules sont comme « collées » entre elles. Dans les liquides, les molécules sont serrées, mais mobiles les unes par rapport aux autres. Et dans les gaz, les molécules sont distantes les unes des autres et en déplacement.

De la même manière, l’air chauffé voit ses molécules se dilater, il est moins dense : La montgolfière de droite monte car la densité de l’air à l’intérieur est moins importante. Elle est plus légère.

Brise de mer et brise de terre

Brise de mer : le vent vient de la mer. En chauffant la terre, le soleil crée une zone d’air ascendante. Cette ascendance crée en dessous d’elle un appel d’air qui aspire l’air de la mer. Mais en s’élevant, l’air se refroidit et retombe vers la mer. Un cycle se met en place.

Brise de terre : la nuit, le phénomène s’inverse. C’est l’eau qui est plus chaude que le sol et qui crée une ascendance thermique. Le cycle est inversé.

Les brises de pentes

En montagne le principe est le même. L’air chaud monte. On ajoutera juste un paramètre : le soleil tourne. Et donc, comme le schéma ci-dessous le montre, les faces Est réagissent en premier parce que le soleil se lève à l’Est. Les faces sud puis ouest prennent le relai.

Les brises en montagne

Mais il faut encore rentrer un peu plus dans les détails pour comprendre réellement le fonctionnement des brises en montagne ou dans les vallées. En effet, le soleil tourne durant la journée. Et il y a donc tout naturellement des faces plus ou moins exposées selon l’heure de la journée.

Dans ces schémas, nous voyons une vallée. Sur le premier schéma, c’est le matin.

Le matin, ce sont les faces Est qui sont exposées en premier. Et particulièrement les sommets, qui prennent en premier la chaleur du soleil tandis que les bas des reliefs et les fonds de vallées sont encore à l’ombre. C’est ce qui explique que l’on peut avoir une petite brise de face au décollage et un vent de vallée descendant. Les face encore à l’ombre sont froides et  la brise y est souvent descendante.

Sur ce deuxième schéma, le soleil est un peu plus haut dans le ciel. Il est entre 12 h 00 et 13 h 00. Les zones d’ombre ont disparu. Les descendances aussi. L’aérologie est en place. Pour les jeunes pilotes, s’ils sont encore en l’air, il est temps d’aller se poser.

Vers midi et après, il n’y a en général plus vraiment de zones d’ombre. Les faces Est et Ouest sont éclairées. Même si ce sont les faces Sud qui sont les mieux exposées.

L’ensemble des crêtes Sud-Est et Sud génèrent des thermiques. Ces thermiques s’élèvent et créent un vide qui est compensé par de l’air venant de la vallée. La brise de vallée se met en place.

Sur ce troisième schéma, c’est l’après-midi. Le soleil éclaire les faces Sud et Ouest. Entre 14 et 16-17 h 00, ce sont les heures aérologiques les plus fortes. Un débutant n’a plus rien à faire en l’air à cette heure tant les conditions peuvent-être soutenues.

L’après-midi, toutes les faces Sud et Ouest donnent de généreux thermiques. Les brises de vallées sont puissantes et continues, allant du bas vers le haut de la vallée. Les faces Sud-Ouest et Ouest sont les plus généreuses. Mais toutes les pentes exposées au soleil sont susceptibles de créer des courants thermiques.

Ces conditions vont durer jusqu’à ce que le soleil baisse dans le ciel. Les thermiques et les brises vont ensuite baisser progressivement en intensité.

Sur ce dernier schéma, c’est la nuit. Le soleil ne réchauffe plus rien. Pour autant, l’air va continuer à se déplacer. Mais ce n’est plus l’air chaud qui va dicter le sens de déplacement, mais l’air froid, plus lourd que l’air chaud.

Lorsque le soleil se couche, les sources d’énergie disparaissent. L’air se refroidit , plus vite en altitude qu’en basses couches. Il se met donc à descendre le long des pentes. Puis il descend les vallées.

Cette brise descendante s’appelle « une brise catabatique ».

Pour que ces brises descendantes apparaissent, il ne faut pas nécessairement que le soleil soit couché.

On parlera de brise catabatique ou de vent catabatique lorsqu’il descend la montagne. On pense souvent à la brise de nuit qui descend les montagnes. Mais ce phénomène existe aussi le long d’un glacier. Au contact de la glace, l’air se refroidit et se met en mouvement vers le bas. Ce phénomène peut-être très surprenant, voire dangereux si l’on se rapproche d’un glacier.

Les pièges liés aux brises

L’air bouge. C’est un fluide qui se comporte un peu comme un liquide. On apprend d’ailleurs beaucoup sur le comportement de l’air en mouvement en regardant l’écoulement de l’eau dans le lit d’une rivière.

Commençons avec l’effet venturi

L’effet Venturi est le nom donné à un phénomène de la dynamique des fluides où il y a formation d’une dépression dans une zone où les particules de fluides sont accélérées.

Mais dans le milieu du vol libre, on définit l’effet Venturi comme l’accélération de l’air lorsqu’il est contraint de passer dans un espace réduit.

L’effet Venturi est le nom donné à un phénomène de la dynamique des fluides où il y a formation d’une dépression dans une zone où les particules de fluides sont accélérées.

Mais dans le milieu du vol libre, on définit l’effet Venturi comme l’accélération de l’air lorsqu’il est contraint de passer dans un espace réduit.

Ci-dessus, on voit bien qu’en (2), le passage est beaucoup plus étroit qu’en (1). Le volume d’air arrivant étant constant, on observe une accélération du flux au niveau du resserrement.

Et pour nous parapentistes, qui avons des ailes relativement lentes, ça peut vite être un problème. Donc dans ce premier cas, il est conseillé de ne pas entrer dans la zone d’accélération, mais de rester devant.

Mais l’effet Venturi est aussi présent au sommet des crêtes et des montagnes.

Ici encore, en (2), l’air est accéléré lorsqu’il passe par-dessus le relief, la quantité de molécules d’air qui arrive sur le relief doit se concentrer sur un passage plus réduit en raison de l’obstacle.

Ce phénomène est souvent observable au décollage. Si vous avez un vent soutenu au sommet du décollage, descendez un peu dans la pente. La vitesse de l’air y est souvent bien inférieure et sans descendre énormément on évite l’accélération du sommet.

Lien vers les autres articles météo/aero
Lien vers tous les articles
Lien vers la vidéothèque météo/aero

Laissez nous vos commentaires