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.

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Décollage par vent fort, pièges et solutions

Petite histoire de décollage par vent fort

Au décollage il y avait du vent fort cet après-midi-là. Soutenue, mais pas ingérable pour plusieurs pilotes solo et biplaceurs qui volaient sur le site. En le voyant arriver, rien qu’à sa manière d’aller sur le déco on aurait dû aller le voir pour lui dire que c’était pas pour lui. Mais on a laissé faire, ne voulant pas passer pour les ‘flics’ du coin. Quand il est passé devant moi, je lui ai juste dit que c’était fort aujourd’hui.

Il a préparé son aile sur le déco, au lieu de se préparer tranquillement sous le vent. Il a vite abandonné l’idée que son aile allait rester sagement au sol toute seule. Il a donc décidé de mettre la sellette.  Aujourd’hui j’en rigole parce qu’il ne s’est pas fait mal, mais ce jour-là on osait à peine le regarder.

Par miracle, il a bouclé la sellette et réussi à prendre freins et avants sans que la voile ne se gonfle et ne l’emmène derrière le décollage.

Voilà donc notre pilote face à sa voile, visiblement décidé à y aller, mais certain au plus profond de lui d’aller à l’échec. Et ça n’a pas raté. Il a fait deux pas rapide vers l’arrière, à ensuite verrouillé les pieds au sol en s’accrochant aux avants. Dans sa montée rapide et violente, la voile l’a soulevé à un bon mètre au-dessus du sol, ce qui lui a fait faire un demi-tour de détwistage, puis elle l’a « crachée » au sol l‘instant d’après. Nous étions deux à courir vers lui afin de tenter de neutraliser la voile tandis que cette dernière n’était pas encore au sol. Mon ami s’est jeté sur le stabilo, tandis qu’agrippant le pilote au sol, je tentais d’atteindre ses freins. Dix seconds et vingt mètres plus tard, tout était à l’arrêt. Et notre pilote de nous dire :’C’est puissant chez vous !’

• Rupture de pente

• Venturi

• Obstacles

L’affalement

Il n’y a pas, malheureusement, une méthode miracle. D’une part parce que toutes les voiles ne réagissent pas de la même manière et d’autre part parce que chaque pilote est plus ou moins à l’aise avec telle ou telle méthode.

Il en existe plusieurs :

Mettre l’aile en bord de fenêtre (se déplacer latéralement afin d’emmener l’aile sur le côté jusqu’à ce que le stabylo touche le sol et affaler l’aile latéralement)

Faire une frontale

• Décrochage aux « B » ou aux arrières
• Faire un décrochage dynamique aux freins (traction ample et violente sur les freins)
• Reculer vers elle avec un freinage symétrique modéré
• …

C’est à vous d’essayer et de choisir la méthode que vous maîtrisez le mieux.

Liens :
La vidéo fédérale « vent fort »
Le tuto de Fabien Blanco (Flyeo)
Décollage « cobra » par Cédric Guettet
Article RTO sur le décollage par vent fort
Lien vers la page « articles Parapente360.com »

Les traînées aérodynamiques en parapente

Les traînées parasites

Le foehn, un vent chaud et sec

Petite introduction

L’idée ici c’est de prévenir les parapentistes des risques liés au vent de foehn. Le foehn est un vent chaud et sec imprévisible. Il forcit à mesure qu’il avance. il avance en ondulant. On a déjà vu des parapentistes voler en soaring tranquillement dans 15 km/h de vent puis se faire reculer dans un vent rafaleux à plus de 30 ou 35 km/h.

Souvent ça passe. Souvent, les parapentistes ne savaient même pas qu’ils volaient sous régime de foehn. Cet article est là pour vous expliquer le phénomène, mais aussi pour que vous puissiez repérer les premiers signes de dangers.

Le foehn

L’effet de foehn

L’air, lorsqu’il est élevé en altitude se refroidi. Ici dans le cas de l’effet de foehn, c’est le relief qui le force à s’élever. Selon la quantité d’eau qu’il renferme, il va finir par saturé en humidité. Donc des gouttelettes d’eau vont apparaître et un nuage sera visible. Ces gouttelettes se créeront au vent de la montagne, elles passeront par dessus et redescendront de l’autre côté. En redescendant, elles se réchaufferont pour finalement disparaître. Le nuage de foehn est donc un nuage qui se crée par ascension de la masse d’air. Il fait donc partie des cumulus. Et même s’il paraît immobile, il est en réalité en perpétuel mouvement.

Explication chiffrée

En météorologie, on observe une perte de 1°C par mètres d’élévations. Donc s’il fait 10° en vallée et que vous vous élevez de 500 mètres, il ne fera plus que 5°. Ca c’est en air « non saturé ». Donc hors nuages.

En air saturé, donc dans un nuage, la perte de température varie de 0,6° à ,8° par 100 mètres. Ca fait une grosse différence ! Et pour notre exemple nous prendrons 0,6° par 100 m en air saturé.
Donc 1° de variation hors nuage et 0,6° de variation dans un nuage pour 100m

Nous avons donc une masse d’air au pied de la montagne, à 800 m, qui est à 30° C.

Jusqu’à 1600 mètres, soit 800 m plus haut, elle a perdu 8°. Elle ne fait donc plus que 22°
De 1600 à 2000 m, l’air est saturé. Donc pour ces 400 derniers mètres, la masse d’air va se refroidir de 0,6° par 100m. Soit 2,4° au total. A 2000 m, la t° sera donc de 19,6°.

Mais l’air est plus sec une fois en haut. L’humidité laissée par la pluie au vent a définitivement quitté la masse d’air !

Donc la masse d’air sous le vent de la montagne n’est saturée que sur 200 m. Donc à 1800 m, la masse d’air s’est réchauffée de 1,2°. Il y fait donc 20,8°
Et de 1800 à 800 m, la masse d’air va perdre 1°/100m. Donc elle va prendre 10°. La température à 800 m, côté sous le vent sera donc 0,8° plus chaud.

On savait comment il devenait sec… Voilà pourquoi il devient chaud !

Les dangers du foehn

Pour un parapentiste je dirais que le danger c’est que c’est un vent imprévisible. Il peut forcir à peu près n’importe quand. Et parfois très sensiblement. Il est rafaleux, ce qui le rend turbulent.

Mais son vrai danger, c’est qu’il n’est justement pas tout le temps comme ça. Le foehn peut offrir des conditions de vol de rêve pendant des heures. Rappelez-vous son nom latin « vent doux ».

Il est donc important de connaître le comportement du foehn là où vous volez. Il y a des sites protégés, des sites où on sait que lorsque le Sud rentre à tel endroit il faut aller se poser. Et d’autres où il ne faut juste pas ouvrir l’aile.

Méfiez-vous du foehn ! Même s’il vous invite à partager quelques moments de pure bonheur.

Petite synthèse sur le foehn

Souffle de secteur : Sud ou Sud-Ouest. Mais dans certains cas plus rares il peut souffler du secteur Nord
Son intensité : Son intensité peut varier de 30 à plus de 100 km/h, mais ce qui e caractérise, ce sont ses fortes variations d’intensités (rafales de foehn)
Sa température : Sa température est plutôt élevée
Son degré d’humidité : Son air est sec
Comment le repérer : Visuellement grâce aux nuages orographiques. Sur le terrain par son caractère chaud et sec et surtout son irrégularité (quoiqu’il puisse parfois se montrer très sage). Et puis par les bulletins météos des Alpes qui en parlent.

Découvrez aussi :
Un article qui traite des vents en 74
Un tuto vidéo sur le foehn que j’ai réalisé il y a quelques années
Un timelaps d’un effet de foehn
Un article sur le foehn par Meteo France