Précipitations intenses

Focus
© Atlas hydrologique de la Suisse • Institut de géographie de l‘Université de Berne, Hallerstrasse 12, 3012 Berne • Matthias Probst
Transfert
D’impressionnants nua
g
es ora
g
eux sont un
s
i
g
ne visible de possibles précipitations in-
tenses (Fig. 1). Pourtant, la majeure partie de
l
’eau présente dans l’atmosphère n’est pas
c
onstituée de gouttelettes visibles, formant
d
es nuages, mais de vapeur d’eau invisible.
P
our
p
rovo
q
uer des
p
réci
p
itations intenses,
l’
air
h
umi
d
e
d
oit s
’
é
l
ever,
l
aissant une gran
d
e
partie de la vapeur d’eau se condenser en
g
outtelettes lors du re
f
roidissement. A Came-
d
o (Tessin), par exemple, ces deux
f
acteurs
(
masse d’air humide et ascension) ont
p
rovo-
q
ué les précipitations les plus importantes
j
a-
m
ais mesurées en Suisse en une seu
l
e jour
-
n
ée : 455 mm. Soit autant que
l
a moyenne an
-
n
uelle à Ackersand
(
Valais
)
(
Tab. 1
)
.
Les
précipitations intenses
se défi
nissent
fi
p
ar rapport à leur durée et à leur fréquence ;
l
’intensité se mesure en re
g
ard des précipita-
tions mo
y
ennes de la ré
g
ion considérée. Elles
durent en
g
énéral entre 10 minutes et 5
j
ours
et se pro
d
uisent
d
e manière iso
l
ée au cours
d
e
l’
année. Ce sont surtout
l
es cours
d’
eau à pe
-
tits
b
assins versants qui sont soumis à
d
es
crues lors de précipitations intenses. Celles-ci
p
rovoquent alors très rapidement une forte
érosion
d
es so
l
s,
d
es
gl
issements
d
e terrain et
d
es cou
l
ées
d
e
b
oue. Accompa
g
nées
d
e
foudre, de rafales de vent ou de
g
rêle, de
fortes
p
luies
p
euvent faire des victimes hu-
m
aines et causer
d
e gros
d
égâts matérie
l
s.
Les
valeurs pluviométriques
p
our un lieu
donné sont
g
énéralement indiquées par la
hauteur des précipitations liquides à la surface
du sol (en millimètres). Une lame d’eau de
1 mm correspond à 1 litre de précipitations par
m
è
tre carr
é
. Les précipitations annuelles
m
o
y
ennes les plus basses mesurées de Suisse
s
ont de 545 mm, les plus élevées atteignent
2837 mm (Tab. 1)
.
Précipitations intenses
Fig. 1 : Orage de chaleur, vu depuis Zimmerwald BE en direction du sud-est (photo : P. Gyarmati)
Fig.
1
:
Orage
de
chaleur,
vu
depuis
Zimmerwald
BE
en
direction
du
sud est
(photo
:
P.
Gyarmati)
L
a
c
i
ons
d
e
a
rte se
b
ase sur
l
es éva
l
uat
i
d
ommages
d
es
c
s
éeinquante
d
ernières ann
et
d
es
d
onnées
d
e
p
r
é
c
ipi
tat
i
ons
p
rovenant
de
m
esu
r
es
de
r
ada
r
s.
Da
n
n
n
ng
er
d
d
e
g
rê
le
trè
è
s é
lev
é
l
é
g
er
Fig. 8 : Danger de grêle en Suisse (Suisse Grêle)
Fig.
8
:
Danger
de
grêle
en
Suisse
(Suisse
Grêle)
Tendances et alerte
La rareté des événements extrêmes ne
p
ermet
p
as
d
e
d
ire si
l
es précipitations intenses ont
augmenté et continueront d’augmenter en
raison du réchauffement climatique. L’ana-
l
yse d’événements plus
f
réquents en Europe
centrale et en Europe du Nord, qui ne pro-
v
oquent pas
f
orcément de dégâts, a permis de
constater une augmentation de la fréquence
des précipitations intenses au cours des der-
nières
d
écennies. Cette ana
l
yse est va
l
a
bl
e
p
our
l
e printemps et pour
l’
automne. Aucune
tendance n’est par contre observable en été.
O
n suppose que
l
e c
h
angement c
l
imatique
global est en mesure de modifi
er la
f
réquence,
fi
l
’étendue s
p
atiale, la durée et la saisonnalité
d
es précipitations intenses. Mais pour
l’
ins-
tant, il n’est pas possible de
f
aire des déclara-
tions fi
ables. MétéoSuisse, en tant que service
fi
météoro
l
ogique et c
l
imato
l
ogique nationa
l
,
est char
g
é d’alarmer les autorités et la popu-
l
ation à temps en cas
d’
événements météoro-
l
ogiques critiques. Afi n de reconnaître et de
p
rédire les événements extrêmes, Météo
-
S
uisse utilise di
ff
érents modèles météorolo-
giques qui sont constamment vérifi
és
et
fi
a
d
aptés.
D
égâts
d
us à
l
a grê
le
La grê
l
e est un épip
h
énomène
d
e certains épi-
so
d
es
d
e précipitations intenses. En Suisse,
elle ne survient en moyenne qu’une fois sur
d
ix
é
v
é
n
e
m
e
n
ts
d
’averses ou d’ora
g
e. La
S
uisse fait partie des pays d’Europe les plus
menacés par
l
a grê
l
e. C
h
aque année,
l
es
d
é
-
gâts dus à la grêle dans notre pays se chiffrent
en dizaines de millions de francs et touchent
surtout l’a
g
riculture (Fi
g
. 6 et 7), mais aussi
l
es vé
h
icu
l
es et
l
es
b
âtiments. Les
d
é
g
âts
d
e
grêle lors d’un ora
g
e de chaleur restent lo
-
caux. A l’occasion du passa
g
e d’un front froid,
en revanche, des colonnes de grêle en forme
de bandes de plusieurs kilomètres, qui
s
’
éte
n
de
n
t
à
t
r
a
v
e
r
s
tout
l
e
Pl
ateau
du
sud-
ouest au nord-est,
p
euvent se former. L’effet
d’ascendance de l’air sur le fl
anc des mon-
fl
ta
g
nes favorise l’apparition de
g
rêle dans les
Préalpes (Fi
g
. 8).
Fig. 6 : Orage de grêle à Interlaken le 19 juin 2007 (photo : Pascal Blanc)
Fig.
6
:
Orage
de
grêle
à
Interlaken
le
19
juin
2007
(photo
:
Pascal
Blanc)
Tab. 1 : Records de précipitations mesurés en Suisse (MétéoSuisse, février 2013)
Tab.
1
:
Records
de
précipitations
mesurés
en
Suisse
(MétéoSuisse,
février
2013)
Durée des
précipitations
Quantité de
précipitations
Station de mesure Période
10 minutes 33.6 mm Locarno-Monti (Tessin)
10 minutes 33.6 mm Locarno Monti (Tessin)
Alt.: 366 m
Alt.
:
366
m
29 août 2003
29
août
2003
1 heure 91.2 mm Locarno-Monti (Tessin)
1 heure 91.2 mm Locarno Monti (Tessin)
Alt.: 366 m
Alt.
:
366
m
2
8
août
1
997
28
août
1997
1 jour
1
jour
455 mm
455
mm
Camedo (Tessin)
Camedo
(Tessin)
A
lt
. :
550
m
Alt.
:
550
m
2
6
août
1
935
26
août
1935
2 jours
2
jours
612 mm
612
mm
Mosogno (Tessin)
Mosogno
(Tessin)
A
lt
. : 7
60
m
Alt.
:
760
m
23 / 24 septembre
23
/
24
septembre
1
924
1924
3 jours
3
jours
768 mm
768
mm
Camedo (Tessin)
Camedo
(Tessin)
A
lt
. :
550
m
Alt.
:
550
m
3 – 5 septembre
3
5
septembre
1
9
4
8
1948
1 mois
1
mois
1239 mm
1239
mm
Camedo (Tessin)
Camedo
(Tessin)
Alt.: 550 m
Alt.
:
550
m
avril 1986
avril
1986
1 année
1
année
4173 mm
4173
mm
Säntis (St-Gall)
Säntis
(St Gall)
Alt.: 2502 m
Alt.
:
2502
m
1922
1922
moyenne annuelle
moyenne
annuelle
la plus élevée
la
plus
élevée
2837
2837
mm
mm
Säntis (St-Gall)
Säntis
(St Gall)
A
l
t
. : 2
50
2
Alt.
:
2502
m
m
1
98
1 –
20
1
0
1981
2010
moyenne annuelle
moyenne
annuelle
la plus basse
la
plus
basse
545
545
mm
mm
Ackersand (Valais)
Ackersand
(Valais)
A
l
t
. : 7
00
Alt.
:
700
m
1
98
1 – 2
0
1
0
1981
2010
Fig. 7 : Poirier ravagé par la grêle le 7.7.2011 à Samstagern ZH (photo : Suisse Grêle)
Fig.
7
:
Poirier
ravagé
par
la
grêle
le
7.7.2011
à
Samstagern
ZH
(photo
:
Suisse
Grêle)

Savoir
c
h
a
l
eu
r
E
n été
,
une situation de
f
aibles contrastes de
p
ression au sol en Europe centrale (marais
barométrique
)
, accompagnée d’un rayonne-
m
ent so
l
aire intense et
d’
une
h
umi
d
ité
d
e
l’
air
élevée, provoque souvent des orages de
chaleur
locaux en fi
n d’après-midi. Les ma-
fi
r
ais barométriques sont reconnaissables aux
grandes distances entre les isobares sur la
carte météo
(
Fig. 3
)
. Les vents étant relative-
m
ent faibles, les conditions météorologiques
locales sont alors infl
uencées par d’autres
fl
f
acteurs tels que le ra
y
onnement solaire, la
v
é
g
étation, la présence de sur
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aces d’eau ou
e
n
co
r
e
l
e
r
e
li
ef
.
La topographie de la Suisse, très diversifi
é
e en
fi
termes de
p
entes et d’ex
p
osition sur des sur-
f
aces peu étendues, conduit à de grandes di
f
-
fé
r
e
n
ces
d
’
éc
h
auffe
m
e
n
t
du
so
l
sous
l’
effet
de
l
’ensoleillement. L’air situé
j
uste au-dessus du
sol se réchauffe ra
p
idement, se dilate et
s’élève du fait de sa moindre densité com
p
a-
r
ée à ce
ll
e
d
e
l’
air environnant. De
l’
air p
l
us
chaud peut contenir plus de vapeur d’eau qui
est alors entraînée avec l’air chaud ascendant
(
convection). Après refroidissement et conden
-
sation, des
g
outtelettes d’eau se forment et
r
endent visibles des nua
g
es de convection
(
cumulonimbus). De la chaleur est libérée lors
de la condensation, ce qui réchau
ff
e l’air am-
b
iant et augmente sa portance. Les vents
ascendants
et
l
a
co
n
de
n
sat
i
o
n
so
n
t
a
l
o
r
s
r
e
n-
forcés, le nuage prenant de plus en plus d’am-
p
l
eur. Un appe
l
d’
air à
l
a
b
ase
d
u nuage aspire
d
e
l’
air
h
umi
d
e et c
h
au
d
, a
pp
rovisionnant
l
e
nua
g
e en humidité et en éner
g
ie. Les vents
ascen
d
ants peuvent a
l
ors attein
d
re une vi-
tesse
d
e 150
k
m/
h
. Les goutte
l
ettes
d’
eau
s
ont entraînées jusqu’à 12 km d’altitude (env.
– 50 °C), formant des
g
rains de
g
lace (Fi
g
. 3).
C
eux-ci ne
p
euvent bientôt
p
lus être retenus
par les vents ascendants et tombent du fait
de leur poids, mais ils peuvent être freinés,
voire remontés, plusieurs fois par les vents
ascen
d
ants. Se
l
on
l
e temps passé à
l’
intérieur
du nua
g
e, il en résulte des
g
rêlons de diffé-
r
entes tailles. Les
g
rêlons et les
g
outtes de
p
luie ainsi que l’entraînement d’air froid et
sec de l’extérieur du nua
g
e provoquent des
v
ents descendants. Les
f
rictions entre les
v
ents
d
escen
d
ants et ascen
d
ants contenant
d
es cristaux de glace produisent une tension
é
lectrique qui peut se décharger par des
éclairs. Les
g
outtes de pluie et les éventuels
g
rêlons poursuivent leur chute et attei
g
nent
le sol, provoquant des orages courts et vio
-
lents qui peuvent être accompagnés de grêle,
d
e fortes rafales de vent et d’éclairs. Ainsi,
l’air à la base du nua
g
e se refroidit et n’est
plus en mesure d’approvisionner le nua
g
e.
Celui-ci se dissipe après quelques heures et
l’
orage
d
e c
h
a
l
eur est passé.
A
dvection et convection
l
ors d’averses et de pluies
p
ers
i
stantes
La
situation de vent d’ouest
,
survenant ré-
g
u
l
ièrement au cours
d
e
l’
année, transporte
d
es masses d’air humide de l’Atlantique vers
l
a Suisse
(
Fi
g
. 4
)
. Cette situation accentue le
d
an
g
er de précipitations intenses, en particu
-
l
ier sur
l
e versant nor
d
d
es A
l
pes, où ces
masses
d
’
a
ir
so
n
t
fo
r
cées
de
s
’
é
l
e
v
e
r. L
o
r
s
de
situations de vent d’ouest, les
p
réci
p
itations
e
t
l
e temps c
h
angeant qui
l
es accompagnent
sont causés
p
ar
d
es cyclones (tourbillons de
basse pression ou dépressions) avec leurs
fronts chauds et froids (Fig. 4).
D
e
rri
è
r
e
le
front froid, de l’air froid et dense
a
vance rapidement et force l’air plus chaud
e
t plus léger à s’élever devant lui (convection).
C
et air humide
g
lisse le lon
g
du front froid
e
scarpé, l’air alors se refroidit et une
g
rande
q
uantité
d
e vapeur
d’
eau est con
d
ensée en
p
eu
d
e temps. Ce
l
a peut con
d
uire à
d
es
o
rages avec des averses courtes et intenses.
Le passa
g
e d’un front froid est rarement
a
ccompagné d’éclairs, mais souvent de
b
r
us
ques rafales de vents et quelquefois de
g
rêle
.
L
efront chaud
s
i
tué
à
l’
a
v
a
n
t
du
fr
o
n
t
fr
o
i
d
e
st relativement plat. L’air chaud
g
lisse lente
-
ment sur l’air
p
lus frais se trouvant devant lui
(
advection
)
, la vapeur d’eau se condensant
continuellement. Il se
f
orme alors des nua
g
es
strati
f
ormes (stratus) qui peuvent être accom
-
pa
g
nés de
f
aibles pluies. Si l’air est particuliè-
rement chaud et humide
(
« instable »
)
derrière
le front chaud (« secteur d’air chaud ») et sous
infl
uence orographique, des précipitations in-
fl
tenses de plusieurs jours peuvent survenir.
Infl
uence orographique
fl
Les précipitations intenses les plus importantes
et d’une durée d’un à plusieurs
j
ours se pro
-
duisent lorsque des masses d’air humide sont
poussées contre
l
es versants nor
d
et su
d
d
es
A
l
pes. Ce
l
a con
d
uit à une ascen
d
ance oro
g
ra
-
phique qui amplifi
e les orages de chaleur, les
fi
averses et les pluies persistantes. De par l’e
f-
f
et de barrage des Alpes, les masses d’air sont
f
orcées de s’élever. Encore plus de vapeur
d’eau se condense alors,
g
énérant des préci-
p
itations su
pp
lémentaires à cause du relie
f
.
Des
p
réci
p
itations
p
articulièrement intenses
surviennent au su
d
d
es A
l
pes en cas
d’
appa
-
rition d’une dépression au-dessus du gol
f
e de
Gênes. En effet, des tem
p
ératures élevées de
l’
a
ir
et
de
l’
eau
de
l
a
M
éd
i
te
rr
a
n
ée
f
a
v
o
ri
se
n
t
l’
évaporation. De p
l
us,
d
e par
l’
emp
l
acement
d
e
l
a
d
épression au su
d
d
es A
l
pes, un courant
d’
air c
h
au
d
venant
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u su
d
emporte
l’
air
h
u
-
mi
d
e
d
e
l
a Mé
d
iterranée et
l
e pousse en
d
irec
-
tion du versant sud des Al
p
es. La durée et l’in
-
te
n
s
i
té
des
précipitations orographiques
qui s’ensuivent dépendent en outre de la tra
-
jectoire,
d
e
l
a vitesse
d
e
d
ép
l
acement et
d
e
l
a
d
ynamique
d
e
l
a
d
épression. Dans ce genre
d
e situation,
l
es va
ll
ées a
lp
ines
d
u su
d
et
l
a
plaine du Pô sont les plus touchées
.
Le tour
b
i
ll
on
d
e
b
asse pression peut,
l
ors
d’
une
situation météorologique dite « 5b »,
se
déplacer du
g
olfe de Gênes vers l’est des
Alpes en faisant un large coude au-dessus de
l
’Adriatique et en re
j
oi
g
nant le nord des Alpes
«
p
ar la
p
etite
p
orte ». Cette situation
p
ro-
voque alors des pluies diluviennes en Pologne,
en République tchèque, en Autriche, en Alle-
m
a
g
ne et dans l’est de la Suisse (Fi
g
. 5).
Provenance de l’humidit
é
L’humidité est trans
p
ortée de différentes ré
-
gions vers
l
a Suisse par
l
es vents qui varient
selon la situation météorologique. En moyenne,
environ 40 % des précipitations atteignant le
so
l
suisse sont issus
d
e
l’
At
l
anti
q
ue Nor
d
.
D’autres sources importantes sont la région
méditerranéenne, la zone continentale euro
-
péenne et le nord de l’Europe (Fig. 2). L’humi
-
dité provenant de ces régions arrive en Suisse
sous
f
orme de vapeur d’eau ou sous
f
orme
condensée (gouttelettes d’eau dans les
nua
g
es)
.
Masses d’air ascendante
s
Le soulèvement et le refroidissement de
masses d’air sont nécessaires à la
g
énération
d
e précipitations intenses :
l
orsqu
’
i
l
y
a
convection,
d
e
l’
air c
h
au
d
s
’
é
l
ève a
l
ors
q
ue
l’air environnant est plus froid. Lorsqu’il
y
a
advection
,
d
es masses
d’
air
d
e température
différente se rapprochent par mouvement ho
-
rizontal. Ce faisant, les masses plus chaudes
gl
issent au-
d
essus
d
e ce
ll
es qui sont p
l
us
fr
o
i
des
. L’ascendance
est
d
i
te
orographique
lorsqu’une masse d’air en mouvement doit
p
rendre de l’altitude et se refroidir, afi n de
passer une c
h
aîne
d
e monta
g
ne. Dans un te
l
cas
,
des millions de molécules d’eau conte
-
nues dans l’air forment des gouttelettes en se
fi xant à des noyaux de condensation en sus
-
pension composés de cristaux de sel, de par
-
ticu
l
es
d
e poussière ou
d
e grains
d
e g
l
ace. Les
goutte
l
ettes sont en mouvement
d
ans
l
es
nua
g
es (vents ascendants et descendants),
e
n
t
r
e
n
t
e
n
co
lli
s
i
o
n l
es
u
n
es
a
v
ec
l
es
aut
r
es
et
s’associent pour former des
g
outtes de pluie.
Une
g
outte
d
e p
l
uie
d
e 2 mm
d
e
d
iamètre est
formée de près de 1 million de
g
outtelettes.
Tous les nua
g
es n’entraînent pas forcément
des
p
réci
p
itations. C’est seulement à
p
artir
d’une épaisseur de nuage d’environ 1.5 kilo
-
mètre que des gouttes d’eau suffi
sa
mm
e
n
t
fi
lourdes pour chuter peuvent se former. Une
épaisseur de plusieurs kilomètres est même
nécessaire pour la
f
ormation de précipitations
i
n
te
n
ses
.
Fig. 2 : Sources d’humidité de la Suisse entre
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Fig.
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Fig. 3 : Situation météorologique et formation d’orages de chaleur
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Fig. 4 : Situation météorologique conduisant à des averses et des pluies persistantes
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Fig. 5 : Situation météorologique 5b (d’après
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Les précipitations intenses sont responsables du déclenchement de crues, de coulées de boue et de glissements de terrain. Ces d
Les
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Quelles sont les conditions favorables à des précipitations intenses en Suisse ?
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Pour votre raisonnement, prenez en compte les aspects météorologiques de la genèse des précipitations.
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Vérifi
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ez vos hypothèses quant aux causes de précipitations intenses en Suisse. Confrontez vos hypothèses aux connaissances scienti-
ez vos hypothèses quant aux causes de précipitations intenses en Suisse. Confrontez vos hypothèses aux connaissances scienti
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La Suisse fait partie des pays d’Europe les plus menacés par la grêle. Chaque année, les dégâts dus à la grêle dans notre pays
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se chiffrent
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en dizaines de millions de francs.
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francs.
Quel est le risque de grêle dans votre région ?
Quel
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ez votre appréciation d’un point de vue météorologique.
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Fiche de travail : précipitations intenses
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