Glossaire des formations orageuses

Cet article a pour but de repréciser quelques termes relatifs aux formations orageuses et qui sont régulièrement évoquées dans les bulletins d’Info Meteo. Cet article se veut volontairement descriptif et fait l’impasse sur les conditions météorologiques permettant la formation de ces orages.
 
Orage monocellulaire
 
On ne le cite pas souvent, pourtant c’est l’orage dans sa forme la plus basique, formé par un courant ascendant qui l’alimente et un courant descendant siège des précipitations. Ces orages, généralement faibles à modérés, ne dure qu’une grosse demi-heure maximum. Les orages isolés qui se forment en deuxième partie d’après-midi d’été sans guère subsister sont souvent de ce type.
 
Orage à pulsation
 
Il s’agit aussi d’un orage monocellulaire, mais débridé. Il dure généralement plus longtemps (parfois une à deux heures) et peut être localement fort. Il est capable de chutes de grêle significatives.
 
Orage multicellulaire
 
C’est un type d’orage très fréquent chez nous. Comme son nom l’indique, il est formé de plusieurs cellules à différents stades de vie, rapprochées entre elles. Au radar, il est d’ailleurs parfois compliqué de les identifier clairement une à une. Ce type d’orages peut être assez bref (moins d’une heure) comme durer bien plus longtemps. Il peut être faible ou modéré comme il peut être réellement violent, accompagné de précipitations diluviennes, de grêle et d’une activité électrique parfois incessante.
 

Un orage multicellulaire particulièrement intense sur la région de Charleroi (centre-bas de l’image) l’après-midi du 5 juin 2011. On en remarque un autre sur le sud-est de la province de Liège (source: Buienradar).

 
 
Supercellule
 
D’emblée, précisions ici que le terme « super » peut prêter à confusion. Une supercellule n’est pas forcément un immense orage hyper-violent. On peut trouver des supercellules large de quelques kilomètres à peine et dont les éléments la font passer pour un banal orage auprès du quidam. Les orages multicellulaires peuvent être parfois bien plus violents qu’une supercellule.
 
Pourtant, la supercellule est effectivement, dans sa forme la plus aboutie, le plus violent des orages. Néanmoins, de telles supercellules restent peu fréquentes sous nos latitudes. On en compte que quelques unes par an.
 
Ce qui caractérise la supercellule, c’est la rotation qui l’anime, autour d’un axe plus ou moins vertical que l’on nomme mesocyclone. C’est au niveau de cet axe que peuvent survenir les tornades lorsque les conditions sont réellement propices. Cette rotation peut se remarquer au radar, la supercellule présentant ainsi un crochet sur le radar des précipitations, en lien avec les rideaux de pluie qui s’enroulent autour du mesocyclone.
 
La supercellule est capable de tous les éléments (pluies diluviennes, grêle géante, vents violents et activité électrique ininterrompue), mais dans nos régions, ces différents éléments s’expriment rarement de concert.
 
 Deux supercellules sur l’est de la Belgique l’après-midi du 5 juillet 2015. Celle en haut à gauche vient de déverser des grêlons de grande taille sur la région de Verviers (source: Université de Bonn).
 
Train d’orages
 
En anglais, se dit « training thunderstorms ». Le train d’orages n’est pas exactement un type d’orages à proprement parler, mais plutôt une suite d’orages de différents types (mono, multis et parfois supercellulaires) assez proches mais non soudés entre eux, et qui défilent à la qeuleuleu sur les mêmes régions. Ils se déplacement le long d’un axe peu mobile, de telle sorte que l’observateur qui est en-dessous a l’impression de vivre le même orage pendant parfois plusieurs heures, avec des périodes très intenses et des périodes un peu plus calmes. Toutefois, il ne s’arrête jamais de pleuvoir, ce qui peut mener à des inondations à force de répétition des passages de cellules orageuses sur la même région. 
 

 Un train d’orages la nuit du 6 au 7 août 2015 en travers de la Belgique. La flèche jaune indique le sens de déplacement des cellules, le long de l’axe qu’elles forment (source: IRM).

 
 
Amas d’orages
 
A la base, le concept est assez similaire au train d’orages. Il ne s’agit pas à proprement parler d’un type d’orages, mais plutôt d’une organisation imparfaite entre différents orages mono, multis et parfois supercellulaires, assez proches mais non soudés entre eux. Plutôt qu’une ligne, les orages sont répartis inégalement au sein d’une masse plus ou moins elliptique. Au radar, cela donne l’impression d’avoir une organisation anarchique, avec une série de noyaux intenses au sein d’une masse de pluies plus faibles (dites pluies stratiformes). Les noyaux peuvent être violents et défiler pendant plusieurs heures au-dessus d’une même région, donnant à nouveau l’impression à l’observateur qui les subit de connaître un seul et même orage pendant un laps de temps très long, avec des hauts et des bas d’intensité. L’ensemble en lui-même ne survit que quelques heures car il finit généralement par s’étouffer dans les pluies stratiformes qu’il génère, à moins qu’il ne finisse par s’organiser en un MCS bien structuré (voir plus loin).
 
 Amas orageux particulièrement violent sévissant la nuit du 19 au 20 juin 2002 sur le centre de la Belgique (source: IRM)

Ligne de grain
 
La ligne de grains est, comme son nom le laisse transparaître, une organisation multicellulaire de plusieurs grains qui se soudent entre eux pour former une ligne assez fine mais parfois longue de plusieurs dizaines, voire centaines de kilomètres. Elle se déplace généralement rapidement et plus ou moins perpendiculairement à son extension. On les observe en toute saison, notamment en hiver.
 
Les échos en bleu foncé composent une ligne de grains traversant l’est de la Belgique la nuit du 13 au 14 janvier 2015, donnant des orages particulièrement bruyants sur la région liégeoise (source: Buienradar).
 
Front NCFR
 
Pour Narrow cold front rainband (bande étroite de front froid). Il est semblable à la ligne de grains, mais est avant tout une organisation synoptique avant d’être liée à la convection. Le front NCFR doit son existence à la quasi seule dynamique atmosphérique. La ligne formée est beaucoup plus régulière et « lisse » qu’une ligne de grains, et n’est pas forcément orageuse sur toute sa longueur. Par contre, elle peut être le siège de phénomènes venteux brutaux. Elle est de plus liée à un front froid là où la ligne de grains a tendance à ne pas l’être, mais ce n’est pas systématique.
 
Un front NCFR traversant le nord de la Belgique l’après-midi du 28 janvier 2015. La ligne semble plus régulière, mais c’est ici l’appartenance à un front froid qui permet d’affirmer la nature de l’organisation orageuse (source: Buienradar).
 
Echo en arc
 
En anglais, on parle de « bow echo ». Il s’agit d’une ligne de grains prenant une forme arquée sur une partie ou sur la totalité de sa longueur. De par sa nature, le bow echo est souvent le siège de violentes bourrasques.
 
Bow echo (flèche en noir) au sein d’une ligne de grains le 3 janvier 2014 (source: Buienradar).
 

Echo en virgule

Pour Comma echo en anglais. Plus rare, il évolue à partir d’un écho en arc et, comme son nom l’indique, prend la forme d’une grande virgule avec, dans la tête à son extrémité nord, un risque de tornade accru.

LEWP

Pour Line Echo Wave Pattern (échos en forme de vagues). Il s’agit d’une ligne de grains présentant des ondulations sur sa longueur, parfois découpée en échelons disposé en quinconce les uns par rapport aux autres. Ce sont des structures en général violentes et très venteuses.
 
LEWP sur le centre-sud de la Belgique en début de soirée du 1er octobre 2016. Les ondulations le long de la ligne permettent de l’identifier comme tel (source: Meteoservices).
 
Système convectif de mésoéchelle
 
On parle aussi de MCS (acronyme anglais). Comme son nom l’indique, il s’agit d’un grand système de minimum 80-100 kilomètres de large, de forme plus ou moins allongée, dans lequel s’individualise deux parties:
  • Une partie dite stratiforme, de loin la plus grande. Il s’agit d’une zone où tombe une pluie modérée, généralement peu active d’un point de vue électrique: on y observe de très rares mais puissants coups de foudre ou alors de grands éclairs internuageux horizontaux qui semblent se répandre dans le ciel.
  • Une zone intense, sorte de noyau dur, qui concentre le maximum d’activité, s’individualisant généralement en bordure de la zone stratiforme, plus rarement à l’intérieur. Cette zone intense peut avoir différentes formes: un grand orage multicellulaire, une ligne de grains, un echo en arc ou plus rarement un LEWP.
 
Un MCS traversant la Wallonie la nuit du 25 au 26 mai 2009, avec les deux parties identifiées (source: Meteo60).
 
MCS traversant très rapidement la Belgique au petit matin du 18 juin 2012. Il renferme un echo en arc (ligne orange-rouge courbée en haut à droite) (source: Infoclimat).
 
Une évolution du MCS est le QLCS, pour Quasi Linear Convective System (système convectif quasi linéaire). Il s’agit d’un cas particulier où la ligne de grains qui compose la partie active devient massive et très allongée. La partie stratiforme est également allongée, en général à l’arrière de la zone intense.
 
Train d’orages achevant sa transformation en un violent QLCS sur l’Entre-Sambre-et-Meuse et l’Aisne au soir du 22 août 2011 (source: Meteoservices).
 
Enfin, citons pour finir le MCC, pour mesoscale convective complex (complexe convectif de mésoéchelle). Il s’agit d’un MCS de grande dimension, capable de couvrir un territoire plus grand que la Belgique. Il doit répondre à des critères bien précis pour être qualifié comme tel. Nous ne les détaillerons pas ici.
 
Pour plus de précisions, voici les liens vers deux articles évoquant les supercellules et les MCS:
 
 

Orages intenses du 13 août 2015

Autant le début de la saison orageuse (et juillet surtout) fut pauvre, autant ce mois d’août semble se plaire à nous rappeler que cette saison des orages est loin d’être finie. Après le 3 août sur l’ouest, le 7 août sur le centre et l’est, ce jeudi 13 août voit se produire une dégradation orageuse sévère, qui sera peut-être la plus importante de cette année avec celle du 5 juin. L’IRM a annoncé avoir détecté environ 30 000 éclairs au-dessus de la Belgique. Ce chiffre, bien qu’assez loin des records, reflète une dégradation intense et constitue le plus haut score de cette année.
 
Situation météorologique
 
C’est une situation à laquelle on commence à être habitué qui déclenche ces orages. Une dépression assez creuse plonge sur le Golfe de Gascogne, provoquant une brutale remontée d’air chaud vers nos régions. Il a effectivement fait très chaud l’après-midi du 13 août avec 31,9°C à Gosselies, 32,2°C à Uccle, 33,2°C à Dourbes et 33,6°C à Buzenol. Il est intéressant de voir que cette augmentation des températures est liée à l’ensoleillement mais aussi à l’invasion brutale d’une masse d’air très chaud arrivant du département des Ardennes où des températures jusqu’à 35°C ont été enregistrées.
 
Autre élément aggravant, la présence d’une forte humidité dans l’air des basses couches. Ainsi, vers 14h00, des taux d’humidité relative supérieurs à 60% étaient constatés dans l’Entre-Sambre-et-Meuse et le Namurois. Ceci rendait d’ailleurs l’air très insupportable. Sur le coup de 17h00, Ernage enregistrait un humidex de 40,6. En d’autres termes, l’air était tellement moite que le corps humain ressentait la même chose que s’il avait fait 40,6°C par temps sec. Cet air bien moite et chaud a persisté jusqu’à l’arrivée des orages, servant de carburant à ceux-ci.
 
 
L’analyse de surface ci-dessus (à 14h00 heure belge) montre que nos régions sont dans un marais dépressionnaire dominé par un léger flux d’est. Sur le centre de la France par contre, le vent est de sud. Il se crée entre les deux une zone de convergence de ces vents, formant une ligne de convergence sur le nord de la France et remontant vers la Belgique (trait rouge gras). Elle y parvient en fin d’après-midi en butant sur l’air chaud et moite possédant une forte énergie potentielle pour la convection (CAPE supérieure à 2000 J/kg d’air). En altitude par contre, la dynamique reste modérée, avec un courant Jet de sud présent mais pas exceptionnel. S’il avait été plus présent avec des noyaux de divergence bien organisés, les orages auraient été bien plus violents encore.
 
Déroulement de l’épisode
 

Les premiers orages ont commencé à se déclencher aux alentours de 15h00 au sud de nos régions. L’un ou l’autre foyer s’est développé à l’avant comme sur la région de Thuin, mais ces derniers furent brefs. C’est vraiment le long de la ligne de convergence remontant de France qu’a commencé à se mettre en place la majeure partie de l’activité.

A 16h10, un axe bien actif s’est déjà formé au sud du Pas-de-Calais. A noter que l’activité électrique est déjà très intense: chaque rond rouge entoure un impact se produisant au moment où l’image a été enregistrée. Plus à l’est par contre, les cellules ne sont pas encore soudées entre elles, mais certaines sont déjà fortes.

Activité électrique dans les deux heures précédant l’enregistrement de l’image à 16h10. Les impacts blancs sont les plus récents.
 
L’activité va en se renforçant, et à 16h30, c’est un début de QLCS qui entre sur le département du Pas-de-Calais. Le QLCS est un système convectif de mésoéchelle (MCS) qui se traduit en français par Système convectif quasi linéaire. Ce type d’organisation orageuse prend donc pratiquement la forme d’un axe, souvent très intense. Pour plus d’informations, vous pouvez consulter l’article écrit par Info Meteo à ce sujet: MCS et QLCS. Plus à l’est, une organisation en orages multicellulaires est observée, mais leur puissance reste modérée.
 
Radar des précipitations à 16h30.
 
Vers 17h15, les choses ont déjà bien évolué: le QLCS sur les départements du Nord et du Pas-de-Calais ne cesse de se renforcer. En plus d’une activité électrique qui devient impressionnante (une moyenne de 250 éclairs par minute), le système est générateur de pluies diluviennes, de grêle et de puissantes rafales de vent provoquant des dégâts, notamment autour de Lens dans les instants suivants. Plus à l’est, les cellules jusque là alignées mais non soudées entre elles commencent à resserrer les rangs tout en se renforçant rapidement. Ainsi, un orage est en train d’exploser sur le nord-ouest du département des Ardennes, au sud de Chimay.
 
Image de l’activité électrique enregistrée à 17h15.
 
Vers 17h40, une section violente du QLCS balaye donc Lens, tandis que plus à l’est, les cellules commencent à entrer en Belgique. Une autre touche le Cambresis, avec les mêmes effets. On note aussi l’apparition de petits mais très intenses noyaux orageux à l’avant de l’axe, au sud de Charleroi et près de Mons. A partir de ce moment-là, tout va aller très vite.
 
Radar des précipitations à 17h40.
 
L’image suivante montre la situation environ une demi-heure plus tard, et souligne un net renforcement de l’axe orageux avec l’allongement du QLCS jusqu’à la région de Charleroi. Les conditions se dégradent effectivement très rapidement sur le nord de l’Entre-Sambre-et-Meuse avec l’explosion brutale de multiples cellules orageuses qui adoptent immédiatement un caractère très intense en provoquant des dégâts dus au vent et des grêlons de plusieurs centimètres de diamètre. La même modification de morphologie est observée autour de Mons. L’ensemble prend ainsi la forme d’un bow echo, mais la persistance de cette structure étant brève, nous ne pouvons en être totalement sûrs.
 
Radar des précipitations vers 18h15.
 
L’enregistrement de l’image des impacts de foudre à 18h45 illustre très bien ce déplacement du maximum d’intensité vers la Belgique, avec une violente activité électrique sur le Hainaut et l’ouest de la province de Namur. A ce moment-là, le QLCS s’est donc étendu jusqu’à la capitale wallonne par formation et agglomération de nouvelles cellules orageuses.
 
Image de l’activité électrique enregistrée à 18h45.
 
Une heure plus tard, le QLCS atteint la région de Bruxelles. A l’est, des cellules orageuses nouvellement formées ont continué à s’y agglomérer, de telle sorte que le système s’étend désormais jusqu’à Liège. Par contre, sa partie ouest se dilue complètement au-dessus de la Mer du Nord en un paquet pluvio-orageux sans réelle intensité. Quelques orages parfois assez intenses se produisent à l’arrière, notamment au sud de Tournai.
 
Radar des précipitations à 19h45.
 
Vers 20h30, nous retrouvons le QLCS sur la Flandre, où il commence à rétrécir en taille. Dans l’heure suivante, il s’évacue en direction des Pays-Bas tout en continuant à faiblir.
 
Radar des précipitations à 20h30.
 
Plus tard cependant, des orages se reformant sans cesse sur la région de Liège engendrent des pluies diluviennes sur la région de Genk ainsi que des dégâts liés au vent. D’autres foyers débordent en fin de soirée sur le sud de la province de Liège et un petit système multicellulaire concerne la région de Arlon et de Bastogne, avant la fin de l’épisode en début de nuit.
 
 
 
Synthèse
 
Les orages ont été très pluvieux avec des lames d’eau importantes observées localement, la plus haute étant Diepenbeek (56 mm). De même, de la grêle a été reportée, avec parfois des grêlons de taille significative (jusqu’à 3-4 cm) comme dans la région de Thuin, le nord du Hainaut et l’ouest de la Flandre. Des grêlons de belle taille sont aussi tombés en plusieurs endroits du Nord-Pas-de-Calais, ainsi que dans l’ouest de la province de Liège. Des dégâts dus au vent ont été largement signalés dans le Hainaut et dans le Nord-Pas-de-Calais, correspondant au passage des segments les plus violents du QLCS. Plus à l’est, des dégâts liés aux fortes rafales ont également été signalés, mais plus sporadiquement. Les relevés montrent de fortes rafales, mais pas excessives. Cependant, vu leur dispersion, il est certain qu’ils n’ont pas enregistrés les plus violentes bourrasques.
 
Grêlons récoltés à Lobbes, dans l’est du Hainaut. Auteur: C. Tournay.
 
 
 

L’activité électrique n’a pas été en reste, comme le montre la carte ci-dessous qui reprend les impacts enregistrés entre le 13 à midi et 14 à midi. L’IRM a comptabilité environ 30 000 éclairs au-dessus de la Belgique. Ce chiffre est important, mais pas extrême. A titre d’exemple, le 28 juin 2011 a connu environ 80 000 éclairs belges.

Observations Montigny-le-Tilleul (sud-ouest de Charleroi)

Vers 14h30, les premiers cumulus bourgeonnent dans un air étouffant de moiteur. Néanmoins, ils ne parviennent pas à évoluer jusqu’au cumulonimbus. Il semble manquer un peu de dynamique et, de fait, la ligne de convergence n’est pas encore là. Mais vers 15h15, l’un d’entre eux finit par évoluer en orage, mais très faible vu qu’il ne dure qu’un gros quart d’heure en ne donnant que quelques coups de tonnerre. Le ciel s’éclaircit et l’air se réchauffe à nouveau.Aux alentours de 17h30, des cumulus s’élèvent à vue d’oeil vers le sud-est, en direction de Walcourt, et le ciel s’assombrit rapidement. Un orage finit par se déclencher à une dizaine de kilomètres et adopte très vite un caractère intense: le tonnerre est continu et bruyant et le radar montre de très fortes précipitations. L’orage passe ensuite à quelques kilomètres au sud-ouest, en restant intense et en donnant une bonne averse. Par contre, aucun éclair ne se montre.Tandis que celui-ci s’éloigne, le ciel devient noir à l’horizon sud, et un semblant d’arcus se forme à quelques kilomètres. Le vent commence à souffler avec insistance tandis que ce qui arrive du sud se renforce violemment et forme un véritable barrage de précipitations dans lesquelles scintillent des flashes d’éclairs en continu.

 
Peu après 18h00, l’orage est très proche et le vent souffle en violentes rafales. L’activité électrique est impressionnante, surtout vers Thuin où le ciel prend des teintes livides (vert et gris), aspect renforcé par la violence de l’activité électrique intranuageuse qui éclaire de violet cet ensemble. La séquence suivante est tirée d’une vidéo, la qualité n’est pas optimale. Mais l’on remarque bien l’arrivée de l’orage avec surtout le noyau de très fortes précipitations (pluies et grêle) qui tombent vers Thuin et Lobbes.
 
 
 
 
Durant son passage au zenith, l’orage se fait très intense avec de fortes pluies soufflées en rafales violentes. L’activité électrique est presque entièrement composée d’intranuageux qui éclairent brillamment les nuées au zénith, à raison d’un par seconde, parfois plus! Les précipitations sont à ce point intense que des accumulations d’eau commencent à se former, faute de pouvoir être évacuées par les égouts qui saturent. Heureusement, le QCLS ne s’attarde qu’un petit quart d’heure, et commence à s’éloigner vers le nord-ouest. C’est à son arrière que les éclairs commencent à se montrer, soit sous la forme de violents coups de foudre positifs, soit sous la forme d’internuageux:
 
 
 
Passé 18h45, l’orage quitte définitivement la région.
 
Profondsart
 
La Province du Brabant Wallon, qui semblait en première phase en bordure de l’axe orageux, profita d’une dynamisation de la ligne de convergence au fur et à mesure du début de soirée. En effet, un foyer orageux se constitua dans la région de Charleroi et permit à l’axe orageux présent sur les Flandres et l’Ouest du Hainaut de s’étendre vers l’Est. Parallèlement, des cellules orageuses de prime abord isolées se formèrent à l’Est de Namur. Au milieu, une simple masse pluvieuse, un « trou » dans la dynamique orageuse. Cette situation ne pouvait perdurer.
 
En effet, au fil minutes, l’axe hennuyer tendit un « pont » vers les cellules namuroises et c’est finalement tout un axe qui se forma depuis le Westhoek jusqu’à l’Est de Namur, avec différents foyers de plus grande activité. L’un d’entre eux se constitua sur le Namurois, et remonta vers le Nord-Nord-Ouest. Depuis ma position, le ciel s’obscurcit mais c’est surtout le vent qui commença à se lever. L’axe orageux, tel qu’il fut détecté par le radar, semblait d’abord mince. Tout au plus quelques kilomètres. L’offensive devait donc être courte. Le tonnerre se fit progressivement entendre et les premiers éclairs furent visibles. Cependant, comme l’indique bien la capture de l’application Blitzortung, la plus grosse activité électrique se concentra sur l’Est du Brabant Wallon, à l’Est de ma position. Dans la vidéo ci-dessous, cette tendance est assez nette : peu de coups de foudre autour de ma position, mais des flashs plus nombreux dans la direction Est.
 
 
 
Au passage de l’axe orageux, ce sont évidemment de fortes pluies qui s’abattent sur ma position, mais le vent, bizarrement, se calme. Aucune grêle n’est enregistrée. Les flashes continuent longuement, et ce passage dure plus longtemps que pressenti. A la fin de celui-ci, alors que j’avais précautionneusement éteint mon ordinateur, je le rallume et constate un brutal élargissement de l’axe orageux sur ma position, s’étendant à une trentaine de kilomètres. Il est donc remarquable que la ligne de convergence, d’abord concentrée sur les départements français de l’Ouest, les Flandres belges, et le Hainaut Occidental, a vu sa dynamique s’étendre vers le pays de Charleroi et a, grâce à la naissance de cellules orageuses namuroises, pu se refermer sur le centre du pays, avec des dégâts aussi enregistrés dans la région bruxelloise.
 
 
Vos photos
 
Vous avez été quelques-uns à nous faire parvenir vos photos.
 
Arrivée d’un acus à Westende. Auteur: A. Fetteke
 
Eclair internuageux à Ramillies. Auteur: F. Nicolas.
 
Coup de foudre à Villers-le-Bouillet. Auteur: G. Schroeders.
 
Cellule orageuse en développement à Gourdinne. Auteur: H. Vicenzi
 
Séquence d’éclairs à Horion-Hozemont. Auteur: A. Roland.
 
Coup de foudre à Chênée. Auteur: J. Gauthier.
 
Coup de foudre à Crisnée. Auteur: P. Lottin.
 
Sources: Meteo France, IRM, Keraunos, Blitzortung, KNMI…
 

Les orages du 7 avril 2014, un QLCS précoce

Ce lundi en après-midi et en soirée, des orages localement intenses pour un début avril ont concerné le Nord-Pas-de-Calais et les deux tiers nord-ouest de la Belgique, ainsi que le nord-ouest du département des Ardennes. Ces orages se sont organisés en ligne et ont sévi en plusieurs étapes au sein d’un MCS que l’on peut qualifier de QLCS, soit Quasi Linear Convective System. Il s’agit d’une grande structure de méso-échelle au sein de laquelle les foyers orageux, interagissant entre eux, sont pratiquement alignés.
 
La dynamique se prêtait assez bien au développement d’orages à caractère estival. Un catafront froid* s’avançait au-devant d’un autre front froid arrivant de l’ouest. Il était lié à une forte diffluence du jet en altitude qui jouait le rôle de « tirage » (situation analogue à une cheminée), forçant l’air à s’élever à son niveau. Derrière, un thalweg d’altitude prononcé, suivi d’une anomalie basse de tropopause (abaissement de l’air stratosphérique) accentuait les différents forçages de déclenchement et d’entretien des orages. Plus bas, les éclaircies ont permis un échauffement des basses couches (températures maximales de 20 à 22°C), suffisant pour générer une énergie potentielle CAPE de 1000 J/kg d’air. Ce chiffre est loin d’être exceptionnel, mais au printemps, il peut permettre le déclenchement d’orages organisés.
 
 
*En réalité, ce « front » hybride présentait à la fois les caractéristiques d’une ligne de convergence et d’un splitting cold front. 
 

Déroulement de l’épisode

 
Les premiers orages traversent le nord-ouest du département du Nord en milieu d’après-midi et poursuivent leur course à travers la Flandre Occidentale. Mais derrière, une ligne s’organise. Les intensités pluviométriques sont déjà bien importantes dans la région de Rouen.
 
 
La ligne s’organise en QLCS en traversant le Nord-Pas-de-Calais et la Picardie durant les deux heures suivantes. Généralement, les intensités restent modérées. Elle se fait précéder d’un arcus parfois impressionnant, accompagné de bonnes rafales de vent: ainsi, une rafale de 88 km/h est mesurée à l’aéroport de Lille. La partie sud de la ligne renferme une cellule qui se renforce de plus en plus et qui, plusieurs fois, va présenter un bow echo (signature radar en forme d’arc, signalant de potentielles fortes rafales).
 
 
Rapidement, l’intensification de la cellule à la pointe sud du QLCS est prise au sérieux par Info Météo, qui émet un avis spécial d’orage intense peu avant 19h00 pour la région de Cambrai et de Maubeuge.
 
 
L’avis se confirme puisque dans l’heure suivante, l’orage balaye l’est du département du Nord, accompagné de rafales de vent estimées entre 70 et 100 km/h. L’avis spécial d’orage intense d’Info Météo est étendu à tout l’est du département du Nord et à la région de Mons vers 19h30, puis à l’ensemble de l’Entre-Sambre-et-Meuse par la suite.
 
 
Rapidement, la cellule fait son entrée en Belgique par Beaumont et se dirige vers le sud de Charleroi, avec un bow echo marqué (flèche jaune). A son arrière, une cellule très active s’est organisée et entre à son tour en Belgique (flèche rouge). Plus au sud, près de Hirson, une autre cellule se dirige vers Couvin. Au nord, le QLCS commence à se désorganiser en une masse pluvio-orageuse d’allure plutôt faiblarde.
 
 
Le QLCS se désorganise franchement après 21h30, perdant toute activité électrique vers 22h00 au devant de la province de Liège. La masse pluvieuse restante s’évacue en fin de soirée vers les Pays-Bas et l’Allemagne. Un dernier orage se forme à l’arrière de la ligne vers 23h00 et concerne la Famenne puis le Condroz oriental dans les deux heures suivantes.
 
 
Observations sur le terrain par Info Météo
 
Un membre d’Info Météo s’est rendu dans l’Entre-Sambre-et-Meuse pour assister au passage des orages. Voici ce qui a pu être observé.
 
La journée, commencée sous un ciel couvert, a été assez belle avec de larges éclaircies entre 11h00 et 17h00. Puis le ciel se couvre, et montre vers 19h00 des signes préorageux, avec des altocumulus undulatus en « filets d’orage » observés ici depuis Montigny-le-Tilleul.
 
 
Premier arrêt au sud-est de Ragnies (Thuin) vers 19h45 pour observer l’approche du bow echo accompagné d’un arcus (flèche jaune sur l’image radar de 20h30, exposée plus haut). Le vent souffle depuis l’est en rafales modérées, en direction de l’orage. C’est l’inflow, qui est dû aux ascendances au-devant de la ligne orageuse, provoquant un appel d’air dans sa direction.
 
 
 
Direction Donstiennes (nord-est de Beaumont), où l’arcus passe, accompagné d’une bonne averse. Cependant, aucune activité électrique n’est visible, l’orage marquant une pose. Un gros noyau pluvieux (accompagné de grêle?) se trouve au sud, au delà de Beaumont. 
 
 
A l’est de Donstiennes, plus rien n’est observable dans les environs immédiats. Quelques éclairs intranuageux se manifestent, plus loin, dans le bow echo vers Nalinnes et Gerpinnes. Mais à l’horizon sud-ouest, une cellule active (flèche rouge sur l’image radar de 20h30) fait son approche rapide, avec un éclair toutes les 1 à 3 secondes! Beaucoup d’éclairs sont intranuageux, mais quelques internuageux et surtout de puissants coups de foudre agrémentent la scène. Les structures nuageuses sont plutôt intéressantes.
 
 
 
 
 
 
 
Les coups de foudre se rapprochent, rendant le site de Donstiennes de plus en plus exposé aux décharges. 
 
Retour à Montigny-le-Tilleul. Quelques éclairs jaillissent de la cellule en démantèlement, alors que celle-ci s’éloigne vers Namur.
 
 
 
 
D’autres photos
 
La photo ci-dessous a été réalisée par un autre responsable d’Info Météo, lors du passage de l’arcus puis de la deuxième cellule orageuse à Berzée:
 
 
Les images ci-dessous ont été réalisées par H. Vicenzi qui a les a aimablement transmis à Info Météo. La première image montre l’approche de l’arcus à Neuville (Philippeville). Les trois images suivantes, prise depuis Florennes, montrent l’avancée de la cellule orageuse observée par Info Météo depuis Donstiennes et Montigny-le-Tilleul.
 
 
 
 
 
Les deux dernières photos montrent de longs éclairs horizontaux, typiques d’une cellule en phase d’affaiblissement.
 
La photo ci-dessous a été prise à Petit-Enghien par C. Bogemans, alors que le QLCS s’éloignait.
 
 
 
Synthèse
 
Les orages ont souvent présenté des intensités faibles à modérées selon la classification de Kéraunos. La cellule formant le sud du QLCS et qui a été l’objet de l’avis spécial d’orage intense peut être classifiée comme un orage fort selon cette même classification, en raison des rafales estimées supérieures à 90 km/h.
 
Peu de dégâts sont à signaler. Côté quantités de pluie, elles sont généralement inférieures à 10 mm compte tenu du déplacement rapide du QLCS.
 
Source des données: Météo France, Kéraunos, Météo Services, KNMI
 

le MCS et ses variantes

Cet article reprend le premier terme d’un lexique qui sera amené à se construire petit à petit. Aujourd’hui: le système convectif de méso-échelle et ses variantes.

MCS ou Mésoscale Convective System

En français donc, système convectif de méso-échelle. Il désigne un ensemble d’orages multicellulaires organisés entre eux et interdépendants, regroupés au sein d’une masse de 100 à 1000 km de long, de forme parfois ovoïde, parfois parfaitement circulaire ou très étirée, pratiquement sous forme de ligne. Ce terme général désigne en fait plusieurs modes d’organisation. Pour simplifier les choses – bien que ce ne soit pas scientifiquement exact – nous pouvons considérer le MCS comme un seul et même superorage de très grandes dimensions.

Les MCS qui se présentent en Belgique sont souvent constitués de deux parties:
1) la première partie est la zone dite stratiforme, car constitué par les enclumes des cumulonimbus qui constituent la partie la plus active. Cette zone voit des précipitations modérées s’étendre sur plusieurs centaines, voir milliers de kilomètres carrés, accompagnées d’une faible activité électrique qui se présente soit sous la forme de coups de foudre rares mais très puissants, soit par une succession d’éclairs internuageux dits spiders, qui tendent à se déplacer dans le ciel en se ramifiant. Ces éclairs se produisent dans et juste sous les enclumes des cumulonimbus dans les grands systèmes organisés.
2) la partie la plus active est caractérisée par de fortes précipitations et s’isole au sein de la zone stratiforme ou en bordure du système, selon la dynamique des vents et des courants en altitude. Elle peut avoir une forme assez ramassée, ou au contraire s’étirer en une ligne de grains.
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26 mai 2009: Un MCS traverse la Belgique de nuit, du sud-ouest au nord-est.
La forme que prend cette ligne peut servir à qualifier le MCS tout entier:
– dans la configuration la plus simple, la ligne se présente selon une quasi-droite de précipitations très intenses, dans laquelle prend place 90% de l’activité électrique de l’orage et souvent précédée de rafales descendantes.
– un stade plus puissant est celui du Bow Echo (écho en arc), lorsque le Jet-Stream soufflant dans la ligne fait en sorte que la partie centrale de celle-ci se déplace plus rapidement que ses extrémités. Une évolution vers cette structure indique un renforcement des phénomènes. Les vents qui l’accompagnent peuvent devenir destructeurs. En juillet 2010, un puissant bow echo a balayé la Belgique, provoquant énormément de dégâts dus au vent (parfois spectaculaires comme l’effondrement du toit de l’église de Ciney, le reversement d’un pylône d’une ligne à haute tension près de Huy et des toits entiers emportés en Thudinie). Les dégâts observés ont permis de diagnostiquer des vitesses de plus de 150 km/h pour les plus grosses rafales.
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14 juillet 2010: Passage d’un bow echo sur la Belgique.
– un autre stade plus puissant est le LEWP ou Line Echo Wave Pattern (écho en ligne et en forme de vague) est reconnaissable à la structure ondulée, parfois pratiquement sinusoïdale de la structure orageuse. A l’extrême, elle peut apparaître découpée en échelons espacés et décalés les uns par rapport aux autres de manière régulière. Les phénomènes engendrés sont identiques aux cas évoqués précédemment.
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 14 juillet 2010: le même système que sur l’image précédente, une heure et demi plus tard. Le Bow Echo tend à se rompre en échelons, formant une structure se rapprochant du LEWP. Cela montre clairement qu’un grand système orageux est dynamique et qu’il peut changer de forme plusieurs fois tout au long de sa durée de vie.
– le stade final est le derecho (mot espagnol qui signifie « tout droit » pour désigner le déplacement de ces grandes structures). Il est extrêmement rare et violent. La zone active devient alors d’une ampleur et d’une taille démesurées et les phénomènes qui s’y produisent sont extrêmes: activité électrique explosive, vents destructeurs à grande échelle, pluies dilluviennes et grêles géantes. Fin juillet, un tel derecho a engendré des vents de 170 km/h dans le sud-ouest de la France. Dans les situations les plus apocalyptiques, le vent peut atteindre 250 km/h. Mais cela reste extrêmement rare.
Il existe aussi deux autres variantes de MCS:
1) le QLCS pour Quasi Linear Convective System ou système convectif pratiquement linéaire. Il prend la forme d’une énorme ligne de grains avec une partie stratiforme assez restreinte comparée aux MCS « classiques » exposés ci-dessus. 
2) le MCC ou Mesoscale Convective Complex est un MCS démesuré. Il doit répondre à toute une série de critères dits de Maddox:
– une durée de vie supérieure à six heures
– des sommets de cumulonimbus à l’aplomb de la zone intense ayant des températures inférieures à -52°C et qui s’étendent sur plus de 50 000 km²
– des sommets de cumulonimbus en étalement ayant une température inférieure à -32°C sur au minimum 100 000 km².
A l’heure de la rédaction de cet article, le dernier MCC ayant concerné la Belgique s’est produit en matinée du 27 juillet 2013.
Une des caractéristiques de ces systèmes est leur capacité à s’auto-entretenir. Il faut comprendre par là que, l’orage s’organisant et grandissant, arrive à un cap où le « moteur » qui le génère n’a plus réellement besoin d’ingrédients comme de la chaleur, des vents cisaillés (= de directions et vitesses différentes selon l’altitude) et d’instabilité. A l’instar d’un énorme tapis roulant, l’orage entraîne l’air au-devant de lui dans sa direction, le fait s’élever, alimentant ainsi le système en humidité, formant et entretenant les cumulonimbus, puis le rejette derrière lui en altitude, par-dessus le courant jet qui participe à toute cette mécanique, mais aussi au niveau du sol via les précipitations. Dès lors, cela explique pourquoi ces grands systèmes sont capables de subsiter dans un environnement redevenu stable (souvent avec la tombée de la nuit), où les paramètres interdisent toute formation d’un nouvel orage. L’orage existant ne fait que subsister.
On constate que fort souvent, ces MCS se structurent à la tombée du jour, font rage toute la nuit en atteignant leur paroxysme entre minuit et 4h00, puis tendent à s’affaiblir quelque peu avec le lever du jour. Dans certains cas, lorsque l’air est extrêment instable, ces orages peuvent se structurer en journée pour certains, passer le lever du jour qui est en temps normal « thunder-killer » et faire rage toute une matinée de plus.
Concrètement, en un lieu donné et pour tous les cas de figure exposés ci-dessus, un observateur verra (de jour) successivement le ciel se couvrir d’un voile gris sous une ambiance lourde, puis devenir plombé avec des formes nuageuses parfois inquiétantes, le tout dans un calme « anormal », puis arrivera très souvent un arcus, sorte de nuage en forme de vague ou de grand rouleau horizontal animé de mouvements perceptibles, parfois déjà accompagné de quelques gouttes voir d’une fine pluie. Son passage au zénith est accompagné des vents les plus forts, très rapidement suivis par de très fortes pluies, voir de la grêle, avec une activité électrique incessante au sein des nuages en altitude (c’est la zone active). Souvent cependant, la densité de la pluie fait que la lumière des éclairs est bien trop diffusée pour être perçue du sol, et seuls les radars enregistrent l’énorme accumulation d’éclairs au passage de la zone active. Les systèmes les plus organisés ont des parties actives qui ne présente pratiquement aucun coup de foudre ou éclair internuageux: tout se passe au sein des nuages. Dans le brouaha engendré par la pluie et le vent, le tonnerre qui plus est continu est difficilement perceptible. Cependant, l’observation a montré que, par moment, l’activité électrique peut radicalement changer et se muer en un pillonnement de coups de foudre sur des espaces restreints. En tout et pour tout, le passage de la zone active dure généralement de 10 à 30 minutes
Par la suite, avec l’éloignement de la zone active, l’intensité de la pluie diminue, mais les précipitations en elles-même persistent. L’observateur se trouve alors dans la partie dite stratiforme, où il peut apercevoir des éclairs spiders rampant sous la voûte formée par les enclumes des cumulonimbus. Cette phase est bien plus longue: elle dure une heure en moyenne, mais peut s’éterniser jusque deux à trois heures après le passage de la zone active.

De nuit, les évènements sont bien sûrs identiques, mais suite à l’obscurité, l’observateur verra arriver l’arcus sombre se détachant sous un horizon scintillant de flashes d’éclairs. L’activité électrique incessante d’altitude sera parfaitement visible au passage de la zone active, et les éclairs spiders de la zone stratiforme seront rendus encore plus spectaculaires.

Il existe un dernier type de MCS, le MCS de type cluster. A l’inverse de tous les cas venant d’être cités, cette catégorie de système orageux ne voit pas s’individualiser une partie intense et une autre partie stratiforme, parce que la dynamique, entre autres, n’est pas suffisamment puissante pour isoler ces deux parties. Le système de type cluster se présente alors comme un amas, une grappe de cellules orageuses souvent puissantes disposées dans la masse stratiforme, interagissant entre elles en s’alimentant ou se détruisant de manière anarchique. Leur déplacement souvent lent est responsable, pour l’observateur immobile, d’un véritable défilement d’orages en continu pendant plusieurs heures, et d’accumulations considérables d’eau. Un bel exemple de MCS cluster concerna le centre de la Belgique la nuit du 19 au 20 juin 2002. Un autre frappa durement Liège et sa région au matin du 29 mai 2008, provoquant d’innombrables inondations et des coulées de boue.

Le MCS cluster de la nuit du 19 au 20 juin 2002 à 3h45.
Pour ceux qui souhaitent aller plus loin dans la classification des orages et qui n’ont pas peur de se perdre dans les méandres de cette dernière, nous vous conseillons ce site: