Arcus et fronts de rafales

 

 

L'arcus est une formation nuageuse convective à l'aspect spectaculaire et inquiétant, situé à l'avant de l'orage et formant parfois de somptueux rouleaux comme sur un océan céleste. Bien que présent dans de très nombreux contextes orageux, il reste toujours associé à de fortes précipitations et très souvent à un front de rafales. Il peut même être précédé par des phénomènes tourbillonnaires appelés gustnadoes.

 

Comment se forme un arcus et dans quel contexte ?

Formation. Lors de la progression d'un front orageux, le courant descendant du nuage d'orage ou cumulonimbus amène vers le sol un air très froid qui va être propulsé à l'avant. Comme cet air se déplace le plus souvent plus vite que l'orage lui-même, il avance donc en première ligne de l'offensive et va de ce fait rencontrer l'air chaud et humide encore présent et provoquer son soulèvement. Moins lourd que l'air froid, l'air chaud va alors s'élever et se condenser, formant ainsi de petits lambeaux de nuage (fractus) qui vont progressivement s'assembler pour former un nuage plus compact sur toute la largeur concernée par le soulèvement, nuage dit "auxilliaire" qui va alors s'accoler à la base du cumulonimbus.
Aspects. La taille et l'aspect de l'arcus dépendent bien sûr de ceux de la cellule. C'est un nuage très bas qui vu de face prend la forme caractéristique d'un arc d'où son nom, et qui peut s'étendre parfois sur des dizaines de kms. Il peut se présenter soit sous forme isolée, soit par superposition de plusieurs nuages identiques sous l'action des cisaillements. On le dit alors "multicouches". 
Autre caractéristique importante : si l'arcus généralement se présente comme un bloc inerte, surtout quand il est issu d'une structure de puissance modérée, il peut en revanche s'animer d'un mouvement de rotation verticale (en "rouleau") qui lui donne alors cet étrange et superbe aspect de rouleau océanique céleste.
Enfin il arrive que l'arcus se détache du cumulonimbus "matrice" pour le précéder.



Formation d'un arcus - auteur inconnu, publié par la page Présage des Vents

Contextes et structures génératrices. On peut rencontrer des arcus dans touts types de structures orageuses, sauf les classiques monocellulaires. En effet qui dit courant descendant dit précipitations et les arcus sont donc étroitement liés à ces dernières. Or, dans les orages ne comprenant qu'une seule cellule (dit "monocellulaires") les précipitations sont dispersées. A  l'inverse, dès lors qu'au moins deux cellules interagissent dans une structure orageuse, alors les précipitations se retrouvent au même endroit et vont se trouver en mesure de provoquer le soulèvement de l'air chaud.
Le cas des supercellules est particulier. Orages certes monocellulaires, elles ont cependant une structure et un fonctionnement plus complexe qui les fait généralement classer à part. Ce fonctionnement interne orchestré par le mésocyclone ou rotation généralisée va générer deux zones de précipitations le long desquelles un arcus peut donc se former.  
Sinon hormis les supercellules, ce sont surtout les multicellulaires déjà puissants et organisés, MCS, MCC ou lignes de grains puissantes qui vont systématiquement générer des arcus via leurs fortes précipitations.
Enfin, les arcus pouvant se former dès qu'il y a convection, on peut parfois en voir sous de simples cumulus congestus ou autres formations nuageuses pré-orageuses.

Sur la photographie ci-contre on distingue très bien les différentes structures représentées sur le schéma plus haut, et en quoi l'arcus matérialise en quelque sorte la ligne de front entre l'air chaud à droite et l'air froid descendant qui arrive avec les précipitations visibles à gauche. La différence notable entre l'atmosphère de droite et celle de gauche y rend ces dernières visibles à l'oeil nu.
On peut même en déduire le sens de déplacement de l'orage, ici de gauche à droite, les précipitations inclinées trahissant également la présence probable de vents forts.
On notera aussi que l'arcus ici est vu par la tranche, ce qui lui donne un aspect complètement différent par la perspective.
Confusions. Attention, ce type d'angle de vision entraîne d'ailleurs de fréquentes confusions. La toute dernière photo en bas de la page à droite a été prise le 9 septembre 2008 sur le secteur de Jonzac en Charente-Maritime et publiée par le quotidien Sud-Ouest qui présenta le phénomène comme une tornade. Or, il s'agissait d'un splendide arcus, détaché du front orageux, dont l'aspect très compact et l'angle de vue par la tranche ont pu faire illusion pour un oeil profane. Qui plus est, il était rotatif et une rotation en rouleau vue par la tranche peut tout-à-fait simuler celle d'une tornade ! Mais notons que dans ce cas précis, la date d'observation a très probablement joué un rôle dans cette confusion : en effet vous remarquerez que l'observation a été faite un mois environ après la tristement célèbre tornade de Hautmont et Maubeuge le 3 août 2008. Et le bain médiatique anxiogène dans lequel était alors plongé le pays après cette catastrophe aura vraisemblablement biaisé le jugement du témoin comme celui des journaux.


 
Arcus en Anjou - © Damien Belliard (site web Météobell)


   
Arcus à Ennezat (63) - ©  Pierre Bonnel  /  Arcus à la frontière belgo-allemande - © Dennis Oswald Photography



Précipitations et fronts de rafales. Que faire en présence d'un arcus ?


Si certains nuages laissent augurer d'un changement de temps dans les heures voire les jours qui suivent, avec l'arcus le changement est imminent et sur le terrain il n'est même pas la peine de le rappeler tant  la chose paraît évidente. L'arcus et le front de rafales (voir plus bas) se déplacent parfois très rapidement, il faut donc faire vite.
Point positif en revanche, sa fréquence et son aspect en arc si caractéristique font de l'arcus un nuage aisément reconnaissable même pour un observateur non averti, donc facile à repérer (s'il peut à la rigueur être confondu avec un nuage-mur également surabaissé, ce dernier n'est jamais situé à l'avant de l'orage). Une fois la chose identifiée, à quoi donc peut-on s'attendre quand la barre nuageuse bombée s'avance vers vous ?

Précipitations
Au minimum c'est une bonne averse qui vous attend à l'arrière. Même en contexte modéré, les arcus sont systématiquement suivis d'un rideau de précipitations que l'on peut deviner à l'arrière comme sur la photo ci-dessous. En contexte multicellulaire organisé ou supercellulaire, ces dernières peuvent être puissantes et pas seulement sous forme liquide. L'arcus annonce un risque de grêle non négligeable car sait qu'un orage bien organisé comporte un courant ascendant puissant qui va favoriser le brassage des grêlons à l'intérieur du cumulonimbus. Il convient donc déjà de s'y préparer et mettre à l'abri ce qui peut l'être.
Précisons bien que les précipitations qu'elles soient sous forme de pluies ou de grêle, sont générées par le cumulonimbus lui-même et non l'arcus.

Vents : le front de rafales
Mais auparavant, dès l'arrivée de l'arcus, vous allez tout d'abord vous heurter au courant descendant qui -au mieux- vous rafraîchira alors brusquement. Car le nuage amène avec lui et derrière lui ce courant d'air froid qui descend brutalement et remplace l'air chaud. Dans des contextes plus puissants, cette zone peut former ce qu'on appelle alors un front de rafales, lequel peut se révéler très violent avec des pointes à plus de 120, 130 km/h ou davantage (voir dernier paragraphe Quelques fronts de rafales célèbres). C'est quand le ciel est recouvert par la partie inférieure du rouleau de l'arcus que les rafales deviennent les plus virulentes et présentent un réel caractère dangereux.
Outre l'intensification brutale du vent, l'arrivée du front de rafales s'accompagne d'une hausse de la pression et d'un obscurcissement spectaculaire du ciel. Sa vitesse de propagation oscille entre 40 et 140 km/h  pour une durée allant de quelques minutes à plusieurs heures. Quand on pense "fronts de rafales" on pense généralement à ces fronts de rafales en ligne, qui peuvent ratisser sur des kilomètres de largeur. Mais ils peuvent aussi se présenter de façon plus locale, ainsi que de façon totalement détachée. Dans ce dernier cas de figure, déjà évoqué plus haut, l'arcus est totalement isolé du cumulonimbus, parfois très loin à l'avant du front orageux ce qui peut lui conférer un aspect parfois très étrange (voir toute dernière photo en bas). Mais son passage signifie tout autant une intensification potentiellement brutale des vents, un rafraîchissement et une hausse de pression.


   
  Arcus dans les Landes (cliché panoramique) -  © Mickael Cielorageux (pseudo)
 

Pour évaluer la dangerosité d'un front de rafales le critère essentiel est celle de l'orage lui-même. Bien sûr en cas de menace orageuse et notamment si vous êtes directement concerné par de potentiels dégâts (propriétaire de cultures ou vignobles, organisateurs de spectacles ou manifestations en plein air...) il faut suivre de près les vigilances et avertissements lancés par Météofrance.
Mais sans oublier que les orages sont d'éternels rebelles qui se jouent souvent des prévisions même à court terme. Ainsi une ligne d'orages modérée, sous vigilance jaune, peut-elle très bien s'intensifier localement de façon totalement imprévue et c'est à ce moment-là que la formation d'un arcus à l'arrivée de l'orage, aisément repérable, peut alerter. Sa seule présence n'est certes pas toujours signe d'une extrême violence à venir mais dans presque tous les cas, elle signe des structures orageuses suffisamment organisées pour nécessiter, déjà, un minimum de précautions. Et quand de plus, la base inférieure de l'arcus se prolonge par ce que l'on appelle des "dents", surabaissements nuageux en forme de griffes qui parfois descendent quasiment au sol, là il faut généralement s'attendre à des vents forts à violents.

Enfin notons également que dans certaines conditions particulières, les fronts de rafales sont parfois précédés en avant-postes par des phénomènes tourbillonnaires appelés gustnadoes. Ce sont des sortes de "super-tourbillons de poussière" qui à l'instar de ces derniers ne sont pas visuellement reliés au nuage, lequel ne présente donc pas de rotation. Mais ils suivent le déplacement du nuage et surtout peuvent atteindre une certaine intensité et causer des dégâts. La formation d'un gustnado n'est donc pas à prendre à la légère. Dans la nuit du 21 au 22 août 2010,  les îles charentaises sont le théâtre d'une offensive orageuse virulente et plusieurs phénomènes tourbillonnaires sont rapportés sur les plages par plusieurs témoins.  Entre Saint-Denis et Labrée-les-Bains, un auvent de caravane est aspiré et retombe en se fracassant, tandis qu'une caravane est arrachée de son chassis pour retomber trois mètres plus loin. La moindre visibilité nocturne certes laisse planer un doute (on peut penser au front de rafales lui-même) mais la description visuelle directe, les arrachages et aspirations causés sur les objets et la coïncidence de l'heure de passage rapportée par tous les témoins avec le passage de l'arcus, autorise l'hypothèse de gustnadoes particulièrement puissants.
 

Fréquence et localisation des arcus et fronts de rafale


Arcus et fronts de rafales sont des phénomènes relativement familiers qui surviennent tous les ans dans notre pays. Dès que l'on se met à observer les orages, on a toutes les chances de voir un jour un arcus et nous nous sommes tous pratiquement faits survoler un jour par un front de rafales au moins faible ou modéré.
On pourrait associer ces phénomènes à l'unique saison orageuse estivale et c'est le cas effectivement dans les régions éloignées du littoral où les orages se déclarent essentiellement à la belle saison. Mais sur les régions littorales atlantiques ou méditerranéennes les fréquentes lignes de grains hivernales les rend observables à toute époque de l'année y compris en plein hiver, dans les traînes qui suivent les tempêtes ou lors d'orages préfrontaux. Bien sûr la répartition des fronts de rafales sur le territoire français suit celles des orages et ils sont très fréquents dans le couloir SO/NE du pays (voir carte ci-contre).

Ci-contre, nombre annuel de jours d'orages en France entre 1981 et 2010 - Astid Neveu, Climate-Data


             

   
Arcus multicouche photographié dans le secteur de Montmorillon (86) - © Christophe Coynault  /  Fausse tornade et vrai arcus le 9 septembre 2008 à Jonzac (17) - © Renée Blondet, publié dans le quotidien Sud-Ouest
 

Quelques fronts de rafales célèbres

    
   Le 13 septembre 2016 , deux arcus avaient été photographiés aux Sables-d'Olonne (85) et à Asques (33). La ligne de grains qu'ils annonçaient s'est montrée dévastatrice avec pluie, grêle et violentes rafales de vent (128 km/h relevés sur l'ïle d'Yeu).
♦   Le 11 mai 2009, lors d'un épisode supercellulaire marquant qui a notamment blanchi de grêle plusieurs localités charentaises, un splendide arcus multicouches est photographié sur le secteur de Montmorillon (86). L'environnement atmosphérique fortement cisaillé étant responsable de ce spectaculaire empilement, la présence d'un arcus de ce type doit toujours inciter à la plus grande prudence car il est signe que l'orage est potentiellement violent.
♦   Les 15 et 16 juillet 2003 ont eu aussi marqué les mémoires. Le 15, l'Aquitaine, le Maine-et-Loire et les Pyrénées-Orientales sont frappées par une violente dégradation orageuse qui tua 5 personnes et provoqua des dégâts considérables (158 km/h relevés à Bordeaux). Le 16, un nouveau et très violent front de rafales frappe en Charente-Maritime entraînant la fermeture du parc Accrobranches à Jonzac (où une tornade est également observée) et des demandes de reconnaissance en Catastrophe Naturelle pour de nombreuses communes. A Vaux-sur-Mer, 5 personnes sont blessées par la foudre.
♦   Le 06 août 1999, une ligne de grains très étirée balaya l'ouest du pays et un très violent front de rafales frappa notamment le Poitou-Charentes la Dordogne et le Lot-et-Garonne avec également une très forte activité électrique. Alors que le système se déplaçait vers l'Ouest, la propagation des cellules orageuse les plus intenses en direction du SE trahit leur probable nature supercellulaire (la déviation du flux directeur est un comportement caractéristique de ce type de cellules). Dans la nuit du 8 au 9 août, une nouvelle et très violente dégradation causera à nouveau des dégâts considérables sur ces mêmes secteurs.
♦   La ligne de grains du 7 juin 1987 est restée célèbre dans les annales météorologiques pour ses fronts de rafales particulièrement violents qui firent 5 morts et une cinquantaine de blessés et causèrent de nombreux dégâts entre Aquitaine et Centre. Les vents soufflèrent jusqu'à 140 km/h sur le secteur du bassin d'Arcachon, 120 km/h sur le littoral charentais. Chutes d'arbres, coupures de courant et autres dégâts sont déplorés en Charente-Maritime et de nombreux bateaux sont détruits ou font naufrage notamment à La Rochelle, sur l'ïle de Ré et à Saint-Palais.
♦   Le 25 juillet 1983, un très violent front de rafales sema la désolation sur le marais Poitevin, tuant 3 personnes et en blessant 10 autres dans un camping. Les vents ont soufflé jusqu'à 150 km/h. Ce désastre n'était en outre que le premier acte d'un épisode orageux d'une rare ampleur et violence qui se prolongea 3 jours et 2 nuits sur le Poitou-Charentes (dossier sur l'épisode entier)

 

Sources et références


Voici quelques unes des ressources documentaires sur lesquelles s'appuie la présente page :
-   Les arcus, partie 1 / partie 2  - auteur Alex Rivet sur la page Facebook Présage des Vents
-   Alex Hermant, Traqueurs d'orages, éditions Nathan, 1999. La Bible des chasseurs d'orages, malheureusement non réédité et très difficile à trouver
-   Météobell.com, site essentiellement dédié aux structures orageuses par Damien Belliard, un chasseur passionné

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