Partir chasser les éclairs

La détection des éclairs, des phénomènes dangereux et complexes, offre la possibilité de suivre en temps réel la position et la sévérité des orages. Une campagne de mesure inédite en Europe aura lieu du 13 septembre au 12 octobre 2018, durant une partie de la saison orageuse corse, pour mieux comprendre les processus à l'origine des éclairs et leurs liens avec les nuages d'orage. Cette campagne reposera sur un dispositif expérimental unique composé entre autres d'instruments aéroportés et du réseau de détection Saetta, capable de cartographier les éclairs en trois dimensions. Cette campagne qui fait partie du projet Exaedre permettra de caractériser les propriétés des nuages d'orage et l'activité électrique qui s'y développe. Impliquant de nombreux laboratoires de recherche et quatre industriels, cette campagne est une contribution au programme HyMeX et est pilotée par des chercheurs du CNRS et de l'Université Toulouse III - Paul Sabatier, avec le soutien du CNES et de Météo-France.

Les scientifiques sont encore loin de connaître et de comprendre tous les phénomènes associés aux éclairs et leurs liens avec les nuages d'orage. Le projet Exaedre a pour objectif de consolider les activités de recherche entamées durant la campagne HyMeX autour de l'étude de l'électricité atmosphérique. En couplant observations et modélisations, il vise à améliorer les connaissances sur les différents phénomènes physiques qui accompagnent un éclair et leurs liens avec le développement de l'orage. Ces nouvelles connaissances permettront de mieux suivre les phénomènes extrêmes que sont les orages et d'en améliorer les prévisions en exploitant davantage la mesure des éclairs.

Pour atteindre ces objectifs, Exaedre mènera une campagne de terrain en Corse de mi-septembre à mi-octobre 2018. Le Falcon 20 du service Safire (CNRS/CNES/Météo France) emportera le radar de nuage Rasta du Latmos (CNRS/UVSQ/Sorbonne université), qui décrira la dynamique et la microphysique des nuages au-dessus et en dessous de l'avion, mais aussi les sondes de microphysique du LaMP (CNRS/Université Clermont Auvergne), qui mesureront la taille et la forme des cristaux de glace. Ce dispositif sera complété par l'instrument Ampera de l'Onera qui mesurera le champ électrique ambiant au sein des nuages afin de documenter les conditions d'initialisation et de propagation des éclairs. Les scientifiques utiliseront aussi différents instruments au sol comme le réseau Saetta du Laboratoire d'aérologie (LA-OMP, CNRS/Université Toulouse III - Paul Sabatier), le réseau opérationnel de détection des éclairs Météorage ou les radars opérationnels de Météo-France pour guider l'avion dans des situations orageuses d'intérêt. Le projet Exaedre s'appuie également sur des mesures permanentes de l'activité électrique collectées hors du cadre de cette campagne par les réseaux Saetta et Météorage depuis plusieurs années.

Du côté de la modélisation, le projet Exaedre utilisera le modèle de nuage MesoNH pour comprendre les processus physiques à l'oeuvre au sein du nuage d'orage et pour affiner les analyses des observations collectées durant la campagne. Les scientifiques chercheront également à évaluer la capacité du modèle opérationnel de Météo-France Arome à intégrer l'observation "éclairs", pour améliorer la prévision des orages.

L'apparition d'orages de plus en plus violents et potentiellement plus électriques obligera la société à adapter son quotidien et à définir dès à présent des stratégies pour anticiper les impacts de ces phénomènes extrêmes que ce soit pour la conception et l'opération des systèmes de transports ou de distribution de l'électricité, ou pour la gestion en temps réel des activités de secours en cas de catastrophe majeure. En comprenant mieux ces phénomènes extrêmes, les membres du projet Exaedre souhaitent pouvoir proposer de nouveaux outils d'aide à la décision grâce à des instruments de suivi des orages en temps réel, en anticipant l'arrivée très prochaine de détecteurs d'éclairs placés en orbite géostationnaire dans le cadre du programme "Météosat Troisième Génération" d'Eumetsat.

La programmatique spatiale internationale dans le domaine de l'électricité atmosphérique complètera ces recherches avec des missions spatiales déjà en orbite (sur la station spatiale internationale) ou en développement avec la mission CNES Taranis.