Siège (militaire)

Un siège est, dans le domaine militaire, l’ensemble des actions menées en vue de s’emparer d’une place fortifiée ou d’une position ennemie.

Ces actions comprennent souvent un blocus, qui permet d’affaiblir la place en la coupant de tout soutien. L’objectif est d’obtenir sa reddition ou de réussir à briser ou percer ses défenses pour l'investir.

Ce qui est relatif aux sièges, ou aux villes assiégées, est dit obsidional¹. La technique du siège, aussi bien celle de la défense que celle de l'attaque, se nomme la poliorcétique. Le terme poliorcétique vient du grec poliorketikos, qui désigne ce qui est relatif à la technique du siège des villes et places fortes, ou l'art et la technique du siège. On l'applique aussi à la défense des villes contre les sièges.

Description

Un siège a lieu lorsqu’un assaillant rencontre une place fortifiée qui refuse la reddition, et qu’il ne peut la prendre facilement par un assaut direct. On effectue alors son encerclement, avec pour effet la coupure la plus complète des lignes d’approvisionnement de celle-ci puis la mise en œuvre de différentes techniques qui sont : l'échelade, la brèche avec l'aide des machines de siège, la sape, le creusement d'une mine.

Les sièges apparaissent probablement avec l’émergence des cités comme grands centres de population. Les cités antiques du Moyen-Orient montrent quelques restes archéologiques de fortifications.

Au Moyen Âge, les guerres sont souvent une succession de sièges et de courses (appelées « saillies », ces chevauchées dans la campagne visent à surprendre l'ennemi dans des escarmouches, des embuscades ou effectuer des razzias), la bataille rangée est plus rare². À la Renaissance et à l’époque moderne (XVI^e – XVIII^e siècles), les sièges sont le trait dominant de la guerre en Europe.

Ensuite, lors des guerres de la Révolution française et des guerres napoléoniennes qui suivirent, l'usage grandissant de canons de plus en plus puissants réduit fortement la valeur des fortifications, mouvement qui s’accentue au XIX^e siècle. Les murailles sont remplacées par des remparts, les tours de flanquement par des bastions. Au XX^e siècle, la guerre de mouvement et la puissance de feu réduisant l’importance des fortifications, le siège classique disparaît. Ceci, bien que l'un des pionniers de la stratégie de guerre délaissant les murailles était Saladin, dès la fin du XII^e siècle, préférant détruire les murs d'enceinte des villes (re)conquises et les laisser expressément ainsi, à l'instar de Jérusalem notamment. Même aujourd’hui, les sièges qui ont encore lieu ne sont ni aussi importants ni aussi courants qu’autrefois, de par la facilité de concentrer une grande puissance destructrice sur un objectif statique. Un exemple de siège durant la Seconde Guerre mondiale a eu lieu durant la bataille de Bir Hakeim, en 1942, où des troupes de la France libre furent assiégées par des divisions de l'Afrikakorps. Toujours pendant la Seconde Guerre mondiale le siège de Sébastopol est un parfait exemple de l'usage de moyens de grande puissance de destruction avec le canon de 800 mm Dora (80 cm Kanone (E) Schwerer Gustav) et le mortier Karl de 600 mm.

Censé avoir duré 10 ans, le siège de la ville grecque de Troie, raconté par Homère dans l'Iliade, est souvent considéré, à tort, comme le plus long siège de l'Histoire. Le siège de Candie par les Ottomans de 1648 à 1669 serait toutefois le plus long.

Un siège peut s’achever de quatre manières :

• les assiégés résistent sans aide extérieure, et poussent l’assaillant à abandonner ;
• les assiégés sont secourus et le siège est levé ;
• les attaquants prennent le contrôle de la position, et les défenseurs peuvent partir (on dit que la ville a été évacuée) ;
• les assaillants investissent la ville et tuent ou capturent les défenseurs, on dit alors que la ville est prise.

Techniques de siège

Sommairement, un siège consiste à cerner totalement une place fortifiée afin d'empêcher toute entrée et toute sortie de cette dernière par des lignes de circonvallation, tranchées avec palissades et bastilles. On espère ainsi s'emparer du lieu par le temps plutôt que par la force, un assaut frontal contre un château fort étant extrêmement difficile et coûteux en vies humaines.

Mais le temps requis pour faire tomber une place manque souvent aux agresseurs. En effet, immobilisés par le siège, ils ne peuvent plus manœuvrer contre d'autres armées qui peuvent alors prendre l'initiative de forcer la levée du siège (en se concentrant) ou alors la liberté d'aller ravager les terres et villes ennemies. Donc pour retrouver sa disponibilité opérationnelle, il faut réduire la durée du siège :

• soit en limitant les possibilités de résistance interne :

1. en coupant tous ravitaillements possibles, comme la digue dans la rade de La Rochelle en 1625,
2. en limitant les conditions d'hygiène (charognes infestées de germes), en empoisonnant le cours d'eau qui alimente la place-forte ou en y faisant entrer des provisions empoisonnées (quelques rares cas de fausses offensives alliées pour y introduire de la nourriture empoisonnée),
3. par trahison, en payant des agents pour ouvrir la place, l'empoisonner ou l'espionner ou par la négociation afin d'obtenir la reddition de la place.

• soit en évitant les fortifications adverses en vue de pouvoir monter un assaut :

1. en perçant une brèche dans les défenses (par mines ou sapes, par bélier, par l'artillerie à jet),
2. en passant par les fenêtres³ et par-dessus les défenses et en contrôlant directement le cœur de la forteresse (par échelade ou plus récemment par les airs — attaque du Fort d'Ében-Émael).

Les moyens

• Les circonvallation et contrevallation romaines sont des enceintes élevées autour d'une place fortifiée, pour empêcher toute sortie des assiégés et toute offensive d'une armée de secours venant de l'extérieur. Cette technique fut mise en œuvre dès 52 av. J.-C. à la bataille d'Alésia par Jules César.

• Les mines et les sapes. La mine⁴ est une technique qui se pratique, à l'abri et généralement imprévue, pour venir à bout d'une tour ou d'une muraille afin de saper sa base : on perçait sous-terre une galerie qui arrivait sous l'ouvrage. On bourrait alors l'espace de paille, de bois, puis on y mettait le feu. La chaleur faisait éclater pierres et mortier, provoquant l'effondrement des murs situés au-dessus. La sape a pour objet de détruire la base d'une courtine par des sapeurs ou un bélier protégés par une structure de bois et de peaux humides. Une fois la poudre noire importée en Europe, elle fut aussi utilisée à cette fin.

• L'artillerie à jet. Elle permet d'envoyer des projectiles sur ou par-dessus les murailles. Les assiégeants comme les assiégés peuvent envoyer des quartiers de roches, des boulets de pierre, de la chaux vive mais aussi des charognes ou des immondices dans l'espoir de propager des maladies (exemple de guerre biologique)⁵. Les topos hérités de l'historiographie romantique du XIX^e siècle ayant renoncé à la critique de la littérature des chroniqueurs médiévaux, et repris dans les films de guerre se déroulant au Moyen Âge évoquent des jets de poix fondue (résine de pins et de sapins), d'eau bouillante ou d'huile bouillante mais ces ressources étaient trop rares ou précieuses pour être gaspillées⁶. Les engins de siège de ce type se décomposent en engins à ressort (grosses arbalètes, balistes ou catapultes…) et en engins à contrepoids (mangonneaux, pierrières ou trébuchet, etc.).

• Le bélier ou mouton : longue pièce de bois soulevée à bras d'homme ou suspendue sous une charpente mobile ou encore montée sur roues ; on vient frapper une porte ou un mur de façon à l'enfoncer. L'extrémité peut être protégée par une pièce de métal.

• Le beffroi : tour carrée de plusieurs étages construite en bois et roulant sur des madriers. Elle est protégée des traits enflammés par des peaux fraîches ou des mottes de terre garnies d'herbes.

• Le mantelet

• Le chat ou la chatte

Le siège dans l’Antiquité

Bien qu’il y ait énormément de relations de mises à sac de villes durant l’Antiquité, très peu donnent des précisions sur ce qui a précédé la prise de la cité. Le siège le plus célèbre de l'Antiquité est celui de Troie, transmis notamment par Homère dans son Iliade. Pendant dix ans les Grecs se heurtent aux célèbres murs inexpugnables de la ville dressés par le roi Laomédon, qui déjà, s'était protégé contre un premier siège conduit alors par le fameux Héraclès⁷. À cette époque reculée, vers le XIII^e ou le XII^e siècle av. J.-C., la poliorcétique paraît ne pas exister : Homère décrit les combats devant les murs de la cité, mais les Grecs ne semblent pas s'attaquer à ceux-ci. Le mythe veut que la ville n'ait été vaincue que grâce à la ruse d'Ulysse, le cheval de Troie. Une histoire similaire raconte comment la cité cananéenne de Jaffa fut prise par les Égyptiens au XV^e siècle av. J.-C.

Le livre de Josué, dans la Bible, raconte le siège miraculeux de la ville de Jéricho. Un récit historique plus détaillé, du VIII^e siècle av. J.-C., appelé l’étoile de Piankhi, raconte comment les Nubiens assiégèrent de nombreuses villes égyptiennes, en employant des béliers, des archers, et en construisant des ponts rudimentaires de terre pour franchir les fossés.

• Personnages antiques dont le nom est resté attaché à la poliorcétique :
  • Énée le Tacticien est l'auteur d'une Poliorcétique (vers -356), premier traité technique sur le sujet⁸ ;
  • toute une tradition de traités militaires a suivi, décrivant notamment de nombreuses armes de siège. L'ingénieur Philon d'Athènes par exemple publie lui aussi une Poliorcétique (aujourd'hui perdue) vers la fin du IV^e siècle av. J.-C.⁸ ;
  • Démétrios I^er de Macédoine (-336 - -283) : son surnom le Poliorcète lui a été attribué ironiquement par les habitants de Rhodes après l'échec du siège qu'il a mené contre leur cité ;
  • Philon de Byzance (approximativement -280 - -220 ; publie une Poliorcétique vers -225⁸) et Héron d'Alexandrie ;
  • Apollodore de Damas (entre 50 et 60 - vers 130) rédige également un traité de poliorcétique.

Défense

Les murailles de cité et les fortifications étaient essentielles à la défense des premières cités du Moyen-Orient. Les murailles étaient construites en briques, ou en pierre, renforcées de poutres, selon l’abondance des deux derniers matériaux. Elles servaient à la fois à défendre la ville et à montrer la puissance du roi à d’éventuels ennemis possibles. Ainsi, les murailles de la cité de sumérienne d’Uruk étaient célèbres : elles atteignaient une longueur totale de 9,5 km, pour une hauteur de douze mètres, ce qui avait valu son nom à la ville (uruk signifie l'enclose). Les murailles de Babylone, renforcées de tours et de fossés, eurent une réputation similaire.

En Anatolie, les Hittites ont construit d’impressionnantes murailles de pierre tout autour de leurs villes, s’appuyant sur le relief. D’autres villes, comme celles de la civilisation de la vallée de l'Indus, ou de la civilisation minoenne en Crète, étaient moins élaborées : leur défense devaient être plus basée sur la protection des frontières ou des côtes que sur celle des villes.

Tactiques de siège

Dès cette époque, la pratique la plus commune du siège consiste simplement à mettre le siège et attendre la reddition des ennemis encerclés. Le siège égyptien de Meggido au XV^e siècle av. J.-C. dure sept mois avant que les habitants ne se rendent. Un siège des Hittites, au XIV^e siècle av. J.-C., contre une cité rebelle d’Anatolie, s’achève quand la reine mère sort de la ville et implore la clémence pour son peuple.

Si la finalité des campagnes militaires n’était pas la conquête d’une ville en particulier, le siège pouvait simplement être négligé. Les Hittites, en guerre contre le Mitanni au XIV^e siècle av. J.-C., ignorent la place forte de Karkemish et, une fois l’objectif atteint, reviennent à la ville et la prennent en huit jours. Le siège assyrien de Jérusalem, mieux connu, au VIII^e siècle av. J.-C., prend fin quand les Hébreux proposent de payer une rançon et un tribut, selon les sources assyriennes, ou lorsqu’une épidémie frappe le camp assyrien, selon la Bible.

• Les machines de siège utilisées au Moyen Âge :
  • Baliste
  • Catapulte
  • Scorpion
  • Bélier
  • Tour de siège
  • Corbeau
  • Onagre

À cause des problèmes logistiques, les sièges importants, supposant une armée non négligeable, ne pouvaient être maintenus sur de longues durées.

• Liste de sièges célèbres de l'Antiquité :
  • Siège de Troie (XIII^e siècle av. J.-C.)
  • Siège de Carthage (149 av. J.-C.)
  • Siège d'Alésia (52 av. J.-C.)
  • Siège de Jérusalem (70)
  • Siège et sac de Rome (410)

Le siège à l’époque médiévale

Défense

Dans l'Europe médiévale, plusieurs dispositifs défensifs ont été mis au point afin de ralentir l'assaut des forteresses. Par exemple, un ha-ha était constitué par un ensemble successif de marches et de traverses en bois escamotables. Placées à la base d'un escalier ou au niveau des paliers, elles pouvaient être retirées rapidement et gêner la progression des assaillants. Des ha-has sont encore visibles aux châteaux forts d'Ainay-le-Vieil dans l'Allier et de Joux en Franche-Comté.

Au château de Salses, datant de la fin du XV^e siècle, les couloirs intérieurs, étroits et de faible hauteur, disposaient de marches et de linteaux destinés à déstabiliser les assaillants. À la queue leu-leu et têtes baissées, un carreau d'arbalète pouvait embrocher plusieurs soldats d'un seul trait. Le reste des assaillants devait alors évacuer leurs camarades morts afin de pouvoir reprendre l'assaut.

Les créneaux et meurtrières favorisent les tirs des défenseurs, leur permettant de s'abriter, et permettant aux défenseurs de viser sans courir de risques.

Il était aussi courant de creuser des souterrains pendant la construction de la place forte pour pouvoir soit fuir, soit ravitailler malgré le blocus (technique utilisée au Moyen Âge).

Tactiques de siège

• La poliorcétique médiévale reprend en grande partie les techniques antiques : les tours mobiles, le chat et le bélier étaient déjà utilisés par les Grecs.
• Cependant, au XI^e siècle, les techniques de siège se renouvellent ; au XIV^e siècle, les débuts de l'artillerie changent profondément la construction des forts et des murailles : à partir de 1370-1380 se répandent les canons à boulets de pierre.
• À l'époque des mottes (X^e et XI^e siècles), il était facile de détruire les forteresses de bois.
• Différentes techniques de siège (1100-1400) étaient utilisées conjointement :
  • Les assiégeants construisaient des lignes concentriques autour du château, constituées de palissades de bois de tours et de fossés. En 1203, le roi de France Philippe II fait aménager deux lignes de circonvallation autour de Château-Gaillard.
  • L'opération la plus délicate était le franchissement des fossés ; il fallait les combler sous le tir ennemi.
  • Tour de siège et beffrois : connus des Babyloniens, ces édifices en bois étaient mobiles et utilisables seulement sur terrain plat, sec et solide. Les tours étaient vulnérables aux projectiles enflammés. Elles étaient donc blindées par des plaques de fer ou un revêtement de cuir. En 885, les Danois en auraient utilisées dans le siège de Paris. Au XI^e siècle, les opérations militaires des Croisés en Terre Sainte (siège de Jérusalem en 1099). La tour avait cinq fonctions principales :
    • abriter les assaillants ;
    • protéger l'action des sapeurs ;
    • porter haut les armes lourdes ;
    • donner aux arbalétriers un commandement efficace contre les défenseurs du château ;
    • donner un accès au chemin de ronde.
  • Chat : engin d'approche sur roue pour saper les bases de la muraille. On les appelait truie, taupe ou renard.
  • Bélier : utilisé dans le monde grec antique, il devait ébranler les murailles. Composé d'une tête de métal et d'une poutre en bois. Il était actionné par balancement grâce à des chaînes et des cordes. Le choc était peu efficace sur un mur de pierre. Des brèches ouvertes pouvaient ensuite être enflammées.
  • Escalade : technique très répandue au Moyen Âge, elle se faisait par des échelles. Les assaillants se protégeait sous des pavois. L'escalade était efficace à la suite d'une trahison, d'une attaque-surprise et d'un rapport numérique favorable.
  • Sape et mine : mine ou sape souterraine (rare) par creusement d'une galerie. Des poteaux de bois enduits de poix, de soufre, de bitume ou de cochon (souvent vivant) étaient introduits dans les brèches pour faire s'écrouler la courtine.

• Les machines de siège utilisées au Moyen Âge :
  • pierrière ;
  • bricole ;
  • Bélier ;
  • Couillard ;
  • Espringale ;
  • Mangonneau ;
  • trébuchet ;
  • Beffroi ;
  • Tonnelon ;
  • arbalète à tour ;
  • Artillerie (Bas Moyen Âge).

Contrairement à ce que l'on voit dans de nombreuses reconstitutions, la catapulte n'est plus utilisée au Moyen Âge. Inutilisable par temps humide (le ressort se détend), elle est de plus moins efficace qu'un mangonneau ou trébuchet ce qui explique son abandon au haut Moyen Âge. Au XIX^e siècle, l'architecte Viollet-le-Duc, se fondant sur des ouvrages de la Renaissance représentant des catapultes antiques, croit qu'elle est encore utilisée au Moyen Âge. Depuis cette erreur se perpétue. La baliste antique, destinée à projeter des pierres, est également abandonnée au haut Moyen Âge pour les mêmes raisons.

• Liste de sièges célèbres du Moyen Âge :
  • Siège de Rome (537-538) ;
  • Siège de Constantinople (717-718) ;
  • Siège de Paris (885-887) ;
  • Siège de Jérusalem (1099) ;
  • Siège de Béziers (1209) ;
  • Siège de Montségur (1243-1244) ;
  • Siège de Saint-Jean-d'Acre (1291) ;
  • Siège de Caffa (1346), à l'origine de la Peste noire en Europe ;
  • Siège d'Orléans (1428-1429) ;
  • Siège de Grenade (1491-1492) ;
• Voir l'article Guerre au Moyen Âge

 

Le siège chez les Mongols

Au Moyen Âge, la campagne de conquête de l'Empire mongol mené par Gengis Khan et son armée contre la Chine fut extrêmement efficace, permettant aux mongols de conquérir de larges terres. Même s'ils ne pouvaient pénétrer les cités les plus fortifiées, ils usèrent de tactiques innovatrices pour contrôler les terres et leurs habitants :

« En se concentrant sur les forces armées, les places fortes devaient attendre. Bien sûr, les forteresses plus petites, ou celles plus faciles à surprendre, étaient conquises quand l'occasion se présentait. Ceci avait deux effets. Premièrement, la cité principale était coupée de toute communication avec les cités secondaires qui auraient pu lui venir en aide. Deuxièmement, les réfugiés venant des cités plus petites se sauvaient vers la dernière place forte. Les récits venant de ces cités et les foules de réfugiés sapaient le moral des habitants et de la garnison de la cité principale et, de plus, pesait lourdement sur ses provisions. Les réserves de vivres et d'eau étaient mises à rude épreuve par l'arrivée de tous ces réfugiés. Ainsi, une entreprise difficile devenait facile. Les Mongols étaient libres d'assiéger la cité sans interférence de la part des forces armées détruites précédemment… Au siège d'Alep, Hulegu utilisa vingt catapultes contre le Bab al-Iraq (La Porte de l'Iraq). Dans Jûzjânî il y a plusieurs épisodes dans lesquels les mongols construisirent plusieurs centaines d'engins de siège pour surpasser le nombre d'engins que possédait la ville assiégée. Bien que le cas de Jûzjânî il s'agisse d'exagérations, le nombre élevé, voire improbable, d'engins de siège utilisés par les Mongols et les assiégés donne une idée du large nombre utilisé lors d'un siège. »

— ⁹

Une autre tactique mongole consistait à catapulter des cadavres de victimes de la peste dans les cités assiégées. Les poux porteurs de la maladie allaient ainsi infecter les habitants de la ville. La peste se propageait dans la ville et celle-ci pouvait être conquise, bien que le vecteur de la maladie ne fut pas connu à l'époque. Cela a été observé en 1346 lors du siège de Caffa¹⁰.

Le siège à l’époque moderne

Les progrès de l'artillerie révolutionnent la guerre de siège : l'augmentation d'épaisseur des murailles ne suffit plus pour résister à l'impact cinétique d'un boulet métallique. Les succès de Charles VIII et François I^er qui prennent place sur place grâce à leurs canons montrent bien cet état de fait. Les ingénieurs italiens comme Francesco Paciotto d’Urbino ont donc inventé les fortifications bastionnées : les murailles deviennent très basses, obliques et précédées d'un fossé¹¹. L'assaillant qui ne peut plus attaquer frontalement au risque de se voir décimé par des tirs de mitraille approche les fortifications par des réseaux de tranchées¹¹.

En France, Jean Errard va améliorer les théories italiennes en y introduisant des considérations géométriques. En 1600, il formalise toutes ces nouvelles techniques dans un premier traité de fortification. Il y détermine les distances entre les ouvrages en fonction de la portée de l'arquebuse et préconise l'étagement des feux.

Antoine Deville et Blaise de Pagan poursuivent son œuvre, en particulier en introduisant l'usage de réduits, au sein des ouvrages, pour retarder leur chute en fournissant aux défenseurs une position de repli où ils peuvent se réfugier et bénéficier d'un avantage, au sein même de l'ouvrage. Le principe de l'échelonnement dans la profondeur est né, il va être perfectionné par leurs successeurs, dont Vauban.

Au XVII^e siècle, Vauban apporte trois innovations majeures décisives aux techniques d'attaque des places fortes :

• il codifie la technique d'approche en faisant creuser trois tranchées parallèles très fortifiées reliées entre elles par des tranchées de communications en ligne brisée pour éviter les tirs défensifs en enfilade. La première creusée hors de portée de canon et très fortifiée sert de place d'arme et prévient une attaque à revers par une armée de secours. La deuxième, à portée de tir permet d'aligner l'artillerie que l'on positionne vers un point de faiblesse des fortifications. La troisième, à proximité immédiate des fortifications permet le creusement d'une mine ou l'assaut si l'artillerie a permis d'ouvrir une brèche dans la muraille. Le retranchement doit être suffisant pour interdire une sortie des défenseurs¹¹ ;
• il a l'idée de disposer des levées de terre sur la tranchée immédiatement au contact des fortifications assiégées (très basses pour éviter les tirs d'artillerie), appelées «cavaliers de tranchées», permettant aux assaillants de dominer les positions de tir des assiégés afin de les refouler à la grenade vers le corps de place et de s'emparer du chemin couvert¹² ;
• en 1688, il invente le «tir à ricochet» : en disposant les pièces de manière à prendre en enfilade la batterie adverse située sur le bastion attaqué et en employant de petites charges de poudre, un boulet peut avoir plusieurs impacts et en rebondissant balayer d'un seul coup toute une ligne de défense au sommet d'un rempart, canons et servants à la fois¹².

Fort de son expérience de la poliorcétique, il conçoit ou améliore les fortifications de nombreuses villes et ports français, entre 1667 et 1707, travaux gigantesques permis par la richesse du pays¹³. Il révolutionne aussi bien la défense des places fortes que leur capture. Il est l'artisan de la sanctuarisation des frontières de la France grâce à un réseau de places fortes pouvant se soutenir entre elles : Vauban a voulu faire de la France un « pré carré », selon son expression, protégé par une ceinture de citadelles¹⁴. Il dote la France d'un glacis (« la ceinture de fer ») que les progrès de l'artillerie ne démodent qu'à la fin du XVIII^e siècle. Une de ses réalisations les plus connues est la citadelle de Besançon.

• Liste de sièges célèbres de l’époque moderne :
  • Siège de Malte (1565) ;
  • Siège de La Rochelle (1627-1628) ;
  • Siège de Candie (1648-1669) ;
  • Siège de Vienne (1683).

Le siège à l'époque contemporaine

• Liste de sièges célèbres de l’époque contemporaine :
  • Siège de Fort Alamo (1836) ;
  • Siège de Sébastopol (1854-1855) ;
  • Siège de Paris (1870-1871) ;
  • Siège de Verdun (1916) ;
  • Siège de Leningrad (1942-1944) ;
  • Siège de Stalingrad (1942-1943) ;
  • Siège de Sarajevo (1992-1995).

Les sièges dans l'histoire

Notes et références

• « obsidional » [archive], sur France Culture (consulté le 16 avril 2020)
• Philippe Contamine, Jeanne d’Arc, femme d’armes, La Fabrique de l'histoire, 1^er février 2012
• La présence de grilles en fer forgé au niveau des fenêtres des tours pour éviter l'échelade, atteste cependant de sa mise en œuvre. Cf. Jean Mesqui, Châteaux et enceintes de la France médiévale : de la défense à la résidence, t. 2, Picard, 1993, p. 307.
• La parade contre la mine est la contremine effectuée de l'intérieur de la place.
• Jean Mesqui, Châteaux et enceintes de la France médiévale : de la défense à la résidence, t. 2, Picard, 1993, p. 318.
• Jean Mesqui, Châteaux forts et fortifications en France, Flammarion, 1997, p. 13.
• Apollodore, Bibliothèque [détail des éditions] [lire en ligne [archive]], II, 6, 4.
• Baudet, Jean., De l'outil à la machine : histoire des techniques jusqu'en 1800, Paris, Vuibert, 1^er janvier 2004, 346 p. (ISBN 2-7117-5323-9, OCLC 635988447), p. 71-73
• siege - Definition from the Merriam-Webster Online Dictionary [archive]
• (en-US) Mark Wheelis, « Biological Warfare at the 1346 Siege of Caffa - Volume 8, Number 9—September 2002 - Emerging Infectious Diseases journal - CDC », Emerging Infectious Diseases • Vol. 8, No. 9,‎ septembre 2002 (DOI 10.3201/eid0809.010536, lire en ligne [archive], consulté le 9 mai 2020).
• La naissance de la fortification bastionnée, Association Vauban [archive]
• Martin Barros ,L'attaquant maîtrise la défense, Historia thématique n°106 [archive], Mars-avril 2007, page 21
• Martin Barros, Nicole Salat, Thierry Sarmant, Vauban, l'intelligence du Territoire.

Annexes

Bibliographie

• Philippe Contamine, « Observations sur le siège d'Orléans (1428-1429) », dans Gilles Blieck, Philippe Contamine, Nicolas Faucherre et Jean Mesqui (dir.), Les enceintes urbaines (XIII^e – XVI^e siècle), Paris, Éditions du Comité des travaux historiques et scientifiques (CTHS), 1999 (lire en ligne [archive]), p. 331-343
  Article repris dans : Philippe Contamine, Pages d'histoire militaire médiévale (XIV^e – XV^e siècle), Paris, Institut de France, « Mémoires de l'Académie des inscriptions et belles-lettres », n^o 32, 2005, p. 197-212
• Nicolas Prouteau (dir.) et Emmanuel de Crouy-Chanel (dir.), Artillerie et fortification, 1200-1600, Rennes, Presses universitaires de Rennes, coll. « Archéologie & culture », 2011, 236 p. (ISBN 978-2-7535-1342-6, présentation en ligne [archive]).
• Alain Salamagne, « L'attaque des places-fortes au XV^e siècle à travers l'exemple des guerres anglo et franco-bourguignonnes », Revue historique, n^o 585,‎ janvier-mars 1993, p. 65-113 (lire en ligne [archive]).
• Alain Salamagne, « À propos de l'adaptation de la fortification à l'artillerie vers les années 1400 : quelques remarques sur les problèmes de vocabulaire, de typologie et de méthode », Revue du Nord, t. 75, n^o 303,‎ octobre-décembre 1993, p. 809-846 (lire en ligne [archive]).

Articles connexes

Liens externes

• Notices d'autorité
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Politique de la terre brûlée

La politique de la terre brûlée est une tactique consistant à pratiquer les destructions les plus importantes possibles, et en cas de conflit militaire, à détruire ou à endommager gravement ressources, moyens de production, infrastructures, bâtiments ou nature environnante, de manière à les rendre inutilisables par l'adversaire.

Cela peut constituer une tactique offensive, consistant à ravager les territoires de l'adversaire afin de l'empêcher de reconstituer ses forces ou de trouver un refuge, ou bien une tactique défensive consistant, face à une armée d'invasion, à se déplacer ou à se retirer (retraite) en détruisant ou en brûlant tout derrière soi (habitations, récoltes, bétail, routes, ponts, moyens de communications et de production), afin d'ôter à l'ennemi toute possibilité de ravitaillement.

En cybersécurité, la politique de la terre brûlée correspond pour un logiciel malveillant à détruire les parties importantes d'un système afin de le rendre inutilisable (exemple : destruction du MBR par Rombertik)¹.

Au sens figuré, cette expression désigne aussi l'attitude d'une personne qui, risquant de perdre face à un adversaire, saccage la place que celui-ci s'apprête à prendre afin de minimiser ses gains et de gêner toute progression ultérieure.

Avantage face à un ennemi loin de ses lignes

Cette stratégie fonctionne d'autant mieux que l'ennemi est loin de ses lignes d'approvisionnement et doit trouver sur place les ressources nécessaires. Elle est donc utilisée pour défendre de vastes territoires.

Politique en dernier ressort

Cependant, la politique de la terre brûlée, dans le cadre d'une politique de défense, présente l'inconvénient de supprimer les sources d'approvisionnements potentielles tant pour le défenseur que pour l'envahisseur. La tactique n'est donc généralement envisagée qu'en dernier ressort, lorsque l'armée en défense bénéficie d'une certaine avance sur son ennemi pour lui permettre de profiter des sources d'approvisionnement avant de les détruire. On ne détruit habituellement que ce qui ne pourra plus être utilisé avant d'entamer la retraite mais pourrait être utile à l'ennemi.

Priorités

Avant tout, si c'est possible, il est largement plus avantageux de pratiquer la politique de la terre déserte, avant d'appliquer la politique de la terre brûlée. Ceci dépendant toujours du temps et des moyens de transport à la disposition de l'armée en fuite. Cependant, tout n'est pas transportable (les ponts, les routes), et il y a toujours une limite à ce qu'on peut emmener dans un laps de temps donné.

En général, ceci concernant bien évidemment les guerres modernes, il y a une « logique » qui est appliquée. L'ampleur et la nature des destructions dépendent largement du temps qu'une armée en fuite peut consacrer aux destructions, et de ce que l'armée en fuite veut empêcher ou rendre difficile à son ennemi.

Les ponts sont un premier choix. Une colonne de chars qui fait face à un pont détruit stoppe. L'opération Market Garden est l'exemple-type d'une offensive qui a échoué, non pas à cause d'un ennemi supérieur, mais parce que les ponts ont sauté. La spécificité des Pays-Bas est que les ponts reliaient des rives escarpées, ce qui rendit impossible l'application d'un plan coordonné une fois ceux-ci détruits. Les Alliés prévoyaient d'atteindre Berlin en décembre 1944, mais cela dépendait du succès de l'opération Market Garden.

Les dépôts de carburant sont une priorité face à une armée en manque de carburant, ou aux lignes d'approvisionnement longues. Les chars et les avions, sans carburant, s'immobilisent en attendant leur ravitaillement. L'armée adverse gagne du temps pour se regrouper et riposter. La bataille des Ardennes est l'illustration d'une offensive qui a échoué principalement parce que les Américains ont empêché les Allemands de s’emparer de leurs dépôts de carburant. Prises par surprise, les forces américaines ont toutes scrupuleusement détruit leurs dépôts avant l'arrivée des panzers, ce qui s'est avéré déterminant dans l'échec de l'offensive allemande.

Taillader les lignes de chemin de fer est une priorité dans une stratégie de retraite à long terme. Une ligne de chemin de fer tailladée sur des centaines de kilomètres rend difficile l'approvisionnement. Les trains déraillent et sont endommagés, ce qui provoque le report d'offensives planifiées. Durant l'opération Barbarossa, les Allemands qui se rapprochaient de Moscou furent obligés de stopper l’armée Nord et l’armée Sud, pour compléter leurs approvisionnements qui tardaient. Les Soviétiques, avant de partir, tailladaient à différents endroits leurs rails, perturbant la circulation des trains d'approvisionnement.

Les maisons², les récoltes, les lignes téléphoniques, le cheptel bovin et ovin font aussi l'objet de destructions.

Les mines furent largement utilisées par les Allemands, beaucoup en Sicile et sur le front de l'Italie. Les poser est toujours plus rapide que le travail de déminage nécessaire pour les retirer.

Conflits

Cette politique a été employée à l'occasion des conflits suivants :

• La campagne scythe de Darius Ier en 513 av. J.-C..
• La guerre des Gaules entre Vercingétorix et Jules César ;
• L'invasion de la Tunisie par les Vandales en 429 ;
• La première expédition de Charlemagne contre les Avars ;
• L'invasion des Arabes à Mascula ;
• La résistance berbère de la Kahina face aux Omeyyades
• La fuite de Marwan II, quatorzième et dernier calife omeyyade ;
• La conquête du Maine par Guillaume le Conquérant ;
• La dévastation du nord de l'Angleterre (1069-1070) par Guillaume le Conquérant ;
• Les batailles contre Édouard III d'Angleterre par Charles V de France durant la guerre de Cent Ans (1359, 1369, 1370, 1373) ;
• Les manœuvres défensives de Louis XI de France, en Picardie contre la tentative d'invasion d'Édouard IV d'Angleterre en 1475 ;
• La lutte d'Étienne III le Grand (1457-1504) prince de Moldavie contre les Ottomans ;
• La guerre du Chah Ismail I^er (bataille de Tchaldiran, 1514) puis de Tahmasp I^er contre les Ottomans ;
• La guerre de Neuf Ans de 1595 à 1603 en Irlande, par les troupes d’Élisabeth I^re ;
• La guerre des Cévennes (1702-1704) (le "brûlement" des Cévennes) ;
• La bataille de Poltava (1709) opposant les armées russes et suédoises lors de la grande guerre du Nord ;
• Les guerres du Mysore en Inde (1767-1799) ;
• Les deux ravages du Palatinat ordonnés par Louis XIV (1674 et 1689);
• L'expédition de Saint-Domingue (1802-1803)
• La campagne de Russie de Napoléon I^er en 1812 ;
• La conquête de l'Ouest (contre les Amérindiens) ;
• La conquête de l'Algérie par les armés françaises du général Bugeaud contre la résistance de l'émir Abd el-Kader entre 1840-1847;
• La guerre hispano-américaine (1898) ;
• La seconde guerre des Boers (1899-1902) ;
• La seconde guerre sino-japonaise, s'agissant de la Politique des Trois Tout (三光作戦, Sankō Sakusen^?, « tue tout, brule tout, pille tout »)³ mise en œuvre par l'armée impériale japonaise, et de certains aspects de la résistance militaire chinoise, comme la destruction des digues du Fleuve Jaune, qui retarda les Japonais mais provoqua plusieurs centaines de milliers de morts civils⁴ ;
• La « Grande Guerre patriotique », lors de l'invasion de l'Union soviétique par l'Allemagne nazie sur le Front de l'Est (Opération Barbarossa en 1941) (voir film "Requiem pour un massacre" 1985) ;
• La guerre de Laponie opposant l'Allemagne et la Finlande en 1944-1945 ;
• La guerre sino-vietnamienne opposant la république populaire de Chine au Viêt Nam en 1979⁵ ;
• La guerre du Golfe lors de la retraite des forces irakiennes du Koweït en 1991 ;
• Le conflit du Darfour (milices Janjawid).

Anecdote

En 1812, Napoléon, stupéfait de voir Moscou en feu aurait dit :

« Cela dépasse tout : c'est une guerre d'extermination, c'est une tactique horrible, sans précédent dans l'histoire de la civilisation. Brûler ses propres villes ! Le démon inspire ces gens. Des barbares. Quelle résolution farouche, quelle audace. »⁶

Notes et références

• « Retour sur le malware Rombertik » [archive], sur alliacom.com, 8 mai 2015
• Philléas C., De l'usage préventif de la destruction de chalets de montagnes, Megève, AGPC, 2001, 212 p.
• Herbert P. Bix, Hirohito and the Making of Modern Japan, HarperCollins, 2001, p. 657.
• Huang He Floods, Encyclopedia Britannica [archive]
• Frédéric Jordan, « Le conflit sino-vietnamien 17 février -16 mars 1979 » [archive], sur L’écho du champ de bataille (consulté le 18 août 2013)

Voir aussi

Article connexe

• Tactique de la terre déserte

• Portail de l’histoire militaire

Tourbillon (physique)

Un tourbillon est, en dynamique des fluides, une région d'un fluide dans laquelle l'écoulement est principalement un mouvement de rotation autour d'un axe, rectiligne ou incurvé. Ce type de mouvement s'appelle écoulement tourbillonnaire. On en observe à toutes les échelles, depuis le tourbillon de vidange d'une baignoire jusqu'à ceux des atmosphères des planètes, en passant par les sillages observés au voisinage d'un obstacle situé dans un écoulement liquide ou gazeux. Une fois formés, les tourbillons peuvent se déplacer, s'étirer, se tordre et interagir de manière complexe.

Une façon simple de visualiser le tourbillon est de considérer un fluide en mouvement dans lequel on délimite un petit volume supposé rigide. Si ce volume tourne par rapport à un référentiel au lieu d'être en translation, il appartient à un tourbillon.

Terminologie

Un tourbillon est le mouvement courbé d'une particule fluide en rotation autour d'un axe tel que décrit dans le schéma ci-contre à droite. Le mot est généralement associé au vecteur tourbillon porté par l'axe de rotation qui se calcule comme le rotationnel de la vitesse et a une intensité double de celle du vecteur rotation^1,2. Le mot vortex, parfois utilisé comme synonyme, représente généralement en français un tourbillon de grand diamètre³, alors qu'il possède en anglais un sens plus proche de tourbillon comme décrit antérieurement.

En français, l'intensité de la rotation est parfois appelé la « vorticité » (du latin vortex), mais généralement ce mot est plutôt réservé à la zone tourbillonnaire d'une masse de fluide elle-même (nappe de vorticité)^2,4. Par contre, en anglais, le mot vorticity désigne généralement le champ de (pseudo-)vecteurs tourbillons, l'effet de ceux-ci dans une zone finie étant mesuré, comme en français, par la « circulation⁵ ».

Vecteur tourbillon

Selon la présentation la plus courante dans la littérature anglophone, le vecteur tourbillon ω → {\displaystyle {\vec {\omega }}} est défini comme le rotationnel du champ de vitesse du fluide^6,7 :

ω → = r o t →   V → = ∇ → ∧ V → = ( ∂ V z / ∂ y − ∂ V y / ∂ z ∂ V x / ∂ z − ∂ V z / ∂ x ∂ V y / ∂ x − ∂ V x / ∂ y ) {\displaystyle {\vec {\omega }}={\overrightarrow {\mathrm {rot} }}\ {\vec {V}}={\vec {\nabla }}\wedge {\vec {V}}={\begin{pmatrix}{\partial V_{z}/\partial y}-{\partial V_{y}/\partial z}\\{\partial V_{x}/\partial z}-{\partial V_{z}/\partial x}\\{\partial V_{y}/\partial x}-{\partial V_{x}/\partial y}\end{pmatrix}}}

où V → {\displaystyle {\vec {V}}} est le vecteur tri-dimensionnel de vitesse selon les coordonnées x, y et z et ∇ → {\displaystyle {\vec {\nabla }}} l'opérateur nabla.

Une autre approche (plus courante dans la littérature francophone) définit la vorticité ω → {\displaystyle {\vec {\omega }}} comme le rotationnel de la vitesse du fluide, et le tourbillon Ω → {\displaystyle {\vec {\Omega }}} comme la moitié de la vorticité^8,9, ce qui correspond à la vitesse instantanée de rotation :

Ω → = 1 2 ω → = 1 2 r o t →   V → {\displaystyle {\vec {\Omega }}={\frac {1}{2}}{\vec {\omega }}={\frac {1}{2}}{\overrightarrow {\mathrm {rot} }}\ {\vec {V}}}

Dans les deux approches, le tourbillon est une quantité vectorielle dont la direction est le long de l'axe de rotation du fluide. Ainsi, pour un flux à deux dimensions quelconque (a et b), le vecteur de tourbillon se retrouve dans l'axe perpendiculaire au plan de rotation (c) et l'équation se réduit à :

ω → = r o t →   V → a b = ∇ → ∧ V → a b = ( ∂ V b ∂ a − ∂ V a ∂ b ) c → {\displaystyle {\vec {\omega }}={\overrightarrow {\mathrm {rot} }}\ {\vec {V}}_{ab}={\vec {\nabla }}\wedge {\vec {V}}_{ab}=\left({\frac {\partial V_{b}}{\partial a}}-{\frac {\partial V_{a}}{\partial b}}\right){\vec {c}}}

Lorsque le vecteur tourbillon est nul en tout point, on parle d'écoulement non tourbillonnaire (ou irrotationnel). Lorsqu'il est non nul dans une région, l’écoulement est dit tourbillonnaire.

Utilisations

Météorologie et océanographie

En météorologie et en océanographie physique, le tourbillon est une propriété importante du comportement à grande échelle de l'atmosphère et de l'océan. Les deux circulations, circulation atmosphérique et circulation océanique, étant surtout horizontales, le vecteur tourbillon pour ces deux milieux est généralement vertical. Donc si on reprend la formulation précédente, on obtient le tourbillon relatif en un point au-dessus de la Terre ( V r {\displaystyle \scriptstyle V_{r}} pour vitesse relative)¹⁰ :

ζ = ∂ v r ∂ x − ∂ u r ∂ y {\displaystyle \zeta ={\frac {\partial v_{r}}{\partial x}}-{\frac {\partial u_{r}}{\partial y}}}

Cette expression ne tient cependant pas compte du mouvement du référentiel qu'est la Terre. En effet, cette dernière est en rotation elle-même dans l'espace et nous devons ajouter la rotation induite par la force de Coriolis pour obtenir le tourbillon absolu ( V a {\displaystyle \scriptstyle V_{a}} pour vitesse absolue) :

η = ∂ v a ∂ x − ∂ u a ∂ y {\displaystyle \eta ={\frac {\partial v_{a}}{\partial x}}-{\frac {\partial u_{a}}{\partial y}}}

En utilisant par le paramètre de Coriolis, f = 2 Ω sin ϕ {\displaystyle \scriptstyle f=\scriptstyle 2\scriptstyle \Omega \scriptstyle \sin \scriptstyle \phi } où Ω {\displaystyle \scriptstyle \Omega } est la rotation terrestre et ϕ {\displaystyle \scriptstyle \phi } la latitude, nous obtenons :

η = ∂ v r ∂ x − ∂ u r ∂ y + f = ζ + f {\displaystyle \eta ={\frac {\partial v_{r}}{\partial x}}-{\frac {\partial u_{r}}{\partial y}}+f=\zeta +f\qquad \qquad }

Pour l'atmosphère et l'océan, les déplacements étant horizontaux, ce paramètre est souvent appelé tourbillon vertical planétaire, le tourbillon planétaire étant le double du vecteur rotation terrestre, soit 2 Ω {\displaystyle \scriptstyle 2\scriptstyle \Omega } . Dans l'hémisphère nord, le tourbillon est positif pour une rotation anti-horaire (cyclonique) et négative pour une rotation horaire (anti-cyclonique). C'est l'opposé dans l'hémisphère sud. Le tourbillon en un point de l'atmosphère n'est pas conservatif en lui-même car l'épaisseur de la couche d'air peut être étirée ou compressée par le mouvement de l'air (ex. passage au-dessus d'une montagne). Cependant, le tourbillon total dans la colonne d'air est lui conservateur et on le nomme tourbillon potentiel. En effet, en général l'air subit une compression ou décompression adiabatique, l'entropie est conservée et le tourbillon total de la colonne ne changera pas. Le tourbillon potentiel devient donc une façon de suivre les mouvements verticaux dans une masse d'air avec température potentielle constante.

En météorologie, l'une des approximations est celle de l'atmosphère barotrope où il n'y a pas de variation de température dans une masse d'air. L'équation de tourbillon barotrope est donc une façon simple de prévoir le déplacement des creux et crêtes d'onde longue à une hauteur de 50 kPa. Dans les années 1950, le premier programme de prévision numérique du temps utilisa cette équation. Mais c'est l'advection de tourbillon positive dans un système barocline qui crée la cyclogénèse, le développement des dépressions des latitudes moyennes, et l'advection négative qui génère les anticyclones. Elle fait partie des équations primitives atmosphériques qui sont utilisés dans les modèles modernes.

En océanographie, les tourbillons sont particulièrement étudiés pour leur capacité à conserver les propriétés de salinité et de température dans le temps. En effet, ils constituent des lentilles d'eau de plusieurs kilomètres à plusieurs dizaines kilomètres de diamètre et de plusieurs dizaines à plusieurs centaines de mètres de hauteur. Ils sont usuellement de longue durée de vie (plusieurs semaines à plusieurs mois, voire plusieurs années). Leur dynamique est fortement influencée par la rotation de la Terre et par la stratification en densité des océans. On fait souvent la différence entre les tourbillons océaniques en général (« eddies » en anglais) et ceux résultant de l'instabilité des grands courants de bord ouest de ceux-ci, que l'on appelle "anneaux" (« rings » en anglais). Certains tourbillons sont créés par des courants profonds, en particulier les courants d'eau salée qui sortent de la mer Méditerranée par le détroit de Gibraltar. Ces derniers, que l'on appelle "meddies" (Mediterranean Water Eddies), arrivent au milieu de l'Atlantique après plusieurs années et y disparaissent par collision avec la dorsale médio-Atlantique. Les tourbillons sont recherchés par les sous-marins militaires pour cacher leur signature sonar. En effet la différence de température et de salinité du tourbillon crée une interface opaque.

Mécanique des fluides

Généralités

Pour voir des tourbillons il suffit d'observer une rivière dont le fond ou la rive n'est pas trop homogène (images ci-contre à droite). Le tourbillon est un phénomène très courant dans tous les aspects de la mécanique des fluides. Il complique souvent l'analyse des phénomènes au point de conduire à inventer l'approximation de l’écoulement irrotationnel qui couvre la majeure partie du domaine considéré, les zones tourbillonnaires recevant un traitement spécifique. Loin de toute paroi un écoulement est généralement laminaire : les particules fluides voisines à un instant donné restent voisines aux instants suivants et les seules pertes d'énergie, faibles, sont liées à la viscosité du fluide. Dans des circonstances différentes il peut devenir turbulent avec, dans une certaine zone, une apparence très désordonnée qui se traduit par une dissipation d'énergie. Celle-ci est liée à des tourbillons dont la taille, la localisation et l'orientation varient constamment.

La transition laminaire/turbulent se produit souvent d'une manière progressive, le cas laminaire correspondant aux très faibles vitesses. Dans une conduite les pertes de charge sont liées à la viscosité qui crée progressivement au voisinage de la paroi une couche limite dans laquelle se concentrent les pertes d'énergie par frottement visqueux. Dans le cas des écoulements autour de corps profilés, la transition laminaire/turbulent de la couche limite se produit lorsque la vitesse, plus précisément le nombre de Reynolds, atteint un certain seuil (voir l'article crise de traînée).

Outre le cas général de la turbulence, il existe des cas spécifiques de tourbillons.

Tourbillons de poussière

Dans la vie courante, il n'est pas rare d'observer dans les zones dégagées des tourbillons de poussière, ceci même dans les régions tempérées. Ils se forment par beau temps, lorsque de l'air sec et instable entre en rotation et soulève la poussière ou le sable du sol. Ces tourbillons ont un diamètre allant de quelques centimètres à plus de 10 mètres, ont une extension verticale allant de quelques mètres à plus de mille mètres et ne peuvent qu'engendrer des vents de quelques dizaines de kilomètres par heure au maximum. La grande majorité des tourbillons de poussière ne sont pas dangereux en soi mais peuvent être assez puissants pour soulever des objets légers comme de petites branches d'arbre ou encore des installations sommaires telles que des toiles de tente qui peuvent alors devenir sources de blessures. Cela dit, le 7 mai 2006, à Trenton (Dakota du Nord) une fillette de 4 ans jouant sur un trampoline fut soulevée à 8 mètres d'altitude, et en réchappa avec des blessures mineures¹¹.

Ce phénomène est également attesté sur Mars, et pourrait se produire sur Titan^12,13. Une étude présentée à une conférence sur les études planétaires en 2020 calcule que ces tourbillons pourraient se produire sur tout corps planétaire où on retrouve de la poussière et une atmosphère supportant la convection, leur intensité et dimensions dépendant des facteurs locaux¹³.

Tourbillons de portance

Les pertes d'énergie sur un profil d'aile d'avion se traduisent par une résistance à l'avancement appelée traînée dans la direction de l'écoulement mais le profil ne peut se contenter de consommer de l'énergie pour avancer, il doit également fournir une portance pour sustenter l'avion. Celle-ci est indépendante du nombre de Reynolds : elle est liée à la circulation, intégrale curviligne de la vitesse le long du contour du profil, par le théorème de Kutta-Jukowski et peut s'interpréter comme simulant un gros tourbillon qui permet de faire disparaître la vitesse infinie au bord de fuite.

Le résultat obtenu pour un profil s'applique à une aile d'envergure infinie (de grande envergure comme sur les planeurs). Sur une aile d'envergure finie d'autres tourbillons se forment en bout d'aile pour compliquer le phénomène et modifier la portance.

Tourbillons de Bénard-Karman

Lors d'un écoulement autour d'un corps non profilé, comme un cylindre à section circulaire, la transition entre les régimes laminaire et turbulent est remplacée par un régime tourbillonnaire dans lequel l'énergie de translation se transforme en énergie de rotation avant de devenir une énergie de dissipation en régime turbulent. Deux tourbillons symétriques apparaissent à une certaine vitesse, grossissent symétriquement lorsque celle-ci croît jusqu'à ce que l'un d'eux expulse l'autre qui est alors remplacé par un nouveau. C'est le phénomène de tourbillons alternés nommé allée de tourbillons de Bénard-Karman dont la fréquence d'émission (ou de détachement) peut être caractérisée par un nombre adimensionnel, le Nombre de Strouhal. Si la fréquence de détachement des tourbillons est proche de la fréquence propre d'un câble elle peut exciter une résonance qui le fait « chanter » (par exemple dans le cas des orgues éoliennes). Mais en général ce sera les détachements successifs et périodiques des tourbillons de Bénard-Karman qui pourront s'entendre (cas du fameux "fil qui chante", fil du télégraphe ainsi nommé par les amérindiens).

Vie et mort des tourbillons

Le destin d'un tourbillon est de faire naître des tourbillons plus petits, par un processus appelé cascade turbulente (ou cascade de Richardson) : la division des grands tourbillons en tourbillons plus petits permet un transfert d'énergie des grandes échelles vers les petites échelles données par la dimension de Kolmogorov : À l'issue de ce transfert, les tourbillons les plus petits dissipent l'énergie qu'ils ont reçue des plus grands tourbillons (comme les dépressions météo par exemple), ceci à cause de la viscosité qui, aux petites échelles, devient prépondérante. Cette cascade turbulente explique, par exemple, l'atténuation progressive et la mort des cyclones tropicaux, ainsi que la transformation de leur énergie cinétique en chaleur. Ainsi le tourbillon de coin de rue ci-contre peut donc être vu comme le dernier état à micro-échelle de la dépression synoptique qui l'a causé.

Histoire

Au XVII^e siècle, la théorie des tourbillons fut pendant un temps une rivale de la Loi universelle de la gravitation d'Isaac Newton, puis cette théorie fondée sur des tourbillons a été abandonnée.

Notes et références

• Philippe Petitjeans et Frédéric Bottausci, Structures tourbillonnaires étirées, Ecole Supérieure de Physique et de Chimie Industrielles, coll. « Notes de cours du Laboratoire de Physique et de Mécanique des Milieux Hétérogènes » (lire en ligne)
• « Vorticité » [archive], Ifremer, 2020 (consulté le 7 avril 2020).
• « Vortex » [archive], Grand dictionnaire terminologique, Office québécois de la langue française, 2020 (consulté le 7 avril 2020).
• « Vorticité » [archive], Grand dictionnaire terminologique, Office québécois de la langue française, 2020 (consulté le 7 avril 2020).
• Voir Circulation and Vorticity [archive]
• L. Villard, Centre De Recherches en Physique des Plasmas, « Physique des fluides » [archive], Physique générale III-IV, Ecole polytechnique fédérale de Lausanne, 2006 (consulté le 10 octobre 2021), p. 19-20.
• Emire Maga Mondésir, Eliézer Manguelle Dicoum et Gilbert Mbianda, L'indispensable mathématique pour les études en physique : Premier cycle universitaire - De l'angle au champ, Éditions L'Harmattan, 2011 (ISBN 978-2296546134), p. 60.
• Claude Saint-Blanquet, « Mécanique des fluides : 2.1 Champ de vitesses d’un fluide » [archive], sur univ-nantes.fr, Université de Nantes (consulté le 10 octobre 2021).
• Philippe Petitjeans et Frédéric Bottausci, « Structures tourbillonnaires étirées: les filaments de vorticité » [archive du 20160304] [PDF], mars 2018 (consulté le 10 octobre 2021).
• Organisation météorologique mondiale, « Tourbillon » [archive], sur Eumetcal (consulté le 8 août 2013)
• (en) « Report: Whirlwind lifts girl 25 feet », CNN (consulté le 4 avril 2016).
• (en) S. M. Metzger, « Dust Devil Vortices at the Ares Vallis MPF Landing Site » (version du 22 août 2006 sur l'Internet Archive), NASA.

Bibliographie

• (en) G. Arfken, Mathematical Methods for Physicists, Orlando, FL., Academic Press, 1985, 3^e éd. (ISBN 0-12-059820-5).
• (en) G. K. Batchelor, An Introduction to Fluid Dynamics, Cambridge University Press, 1967 (réimpr. 2000).
• (en) A. J. Chorin, Vorticity and Turbulence, vol. 103, Springer-Verlag, coll. « Applied Mathematical Sciences », 1994 (ISBN 0-387-94197-5).
• (en) Andrew J. Majda, Andrea L Bertozzi et D. G. Crighton, Vorticity and Incompressible Flow, Cambridge University Press, 2001, 1^re éd. (ISBN 0-521-63948-4).
• (en) K. Ohkitani, Elementary Account Of Vorticity And Related Equations, Cambridge University Press, 2005, 300 p. (ISBN 0-521-81984-9).
• (en) P.G. Saffman, Vortex Dynamics, Cambridge University Press, 1992 (ISBN 0-521-42058-X).
• (en) D. J. Tritton, Physical Fluid Dynamics, New York, Van Nostrand Reinhold, 1977, 544 p. (ISBN 0-19-854493-6).

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Tourbillon extraterrestre

Un tourbillon extraterrestre est un centre de rotation dans l'atmosphère d'une planète, autre que la Terre, ou d'un satellite naturel. Ces tourbillons sont le résultat d'un réchauffement différentiel des différents gaz qui composent l'atmosphère (par le Soleil ou une source interne) et de la rotation de l'astre. Le phénomène est similaire aux circulations atmosphériques ou aux gyres océaniques terrestres mais il est observé depuis l'espace et donc ne montre généralement que ce qui se passe dans la couche supérieure de cette atmosphère.

Observations

Vénus

Vénus a deux grandes paires d'anticyclones inversés, une paire près de chaque pôle (vortex polaire), découvertes en 2006 par la sonde Venus Express. Le vortex du pôle sud de Vénus est de la taille de l'Europe et va des nuages inférieurs de son atmosphère (42 kilomètres de la surface) jusqu'aux nuages supérieurs de l'atmosphère (à 63 kilomètres de la surface). Les éléments du vortex sont constamment défaits et refaits dans le périple du tourbillon tous les 2,2 jours¹.

Mars

Le 27 avril 1999, un rare système de 1 770 km de diamètre fut détecté par le télescope spatial Hubble dans la région polaire nord de Mars. Il consistait en trois bandes de nuages enveloppées autour d'un œil massif de 320 km de largeur et montrait des caractéristiques similaires aux cyclones polaires de la Terre. Il ne fut observé que brièvement, ayant disparu six heures plus tard lors de la prise d'images suivante². Plusieurs autres cyclones furent imagés à peu près dans la même zone dont le 2 mars 2001, le 19 janvier 2003 et le 27 novembre 2004.

Dès les missions Viking des années 1970, des images d'un tourbillon de poussière sur la planète rouge furent captées et en 1997, le Mars Pathfinder détecta un tourbillon lui passant dessus^3,4. On observe même périodiquement un large cyclone sec sur cette planète qui provient d'une telle origine, donnant des tempêtes de poussières.

Jupiter

Sur Jupiter, la Grande Tache rouge est une tempête anticyclonique persistante située à 22° au sud de l'équateur de Jupiter. Son existence est connue depuis au moins 1831 et peut-être depuis 1665. Des modèles mathématiques suggèrent que la tempête est stable et est une caractéristique permanente de la planète⁵. Elle est suffisamment grande pour être visible au travers de télescopes depuis la Terre.

La Grande Tache rouge présente une forme ovale, de 24 à 40 000 km de long sur 12 000 km de large, suffisamment grande pour contenir deux ou trois planètes de la taille de la Terre⁶. L'altitude maximale de la tempête est située à environ 8 km au-dessus du sommet des nuages environnants. Elle tourne sur elle-même dans le sens contraire des aiguilles d'une montre, avec une période d'environ 6 jours⁷ ; les vents soufflent à plus de 400 km/h sur ses bords⁸.

Des tourbillons de ce genre ne sont pas inhabituels dans l'atmosphère des géantes gazeuses. Jupiter possède également des ovales blancs et bruns de plus petite taille. Les ovales blancs sont plutôt constitués de nuages relativement froids à l'intérieur de la haute atmosphère. Les ovales bruns sont plus chauds et situés à l'intérieur de la couche nuageuse habituelle. De telles tempêtes peuvent exister pendant des heures ou des siècles⁹.

En l'an 2000, une autre tache s'est formée dans l'hémisphère sud, similaire en apparence à la Grande Tache rouge, mais plus petite. Elle a été créée par la fusion de plusieurs tempêtes ovales blanches plus petites (observées pour la première fois en 1938). La tache résultante, nommée Ovale BA et surnommée Red Spot Junior (Petite Tache rouge en anglais, par rapport à la grande appelée Great Red Spot), a depuis accru son intensité et est passée du blanc au rouge¹⁰.

Saturne

Sur Saturne, la grande tache blanche est un phénomène éphémère qui se reproduit environ tous les 30 ans (c'est-à-dire environ chaque année saturnienne). Toutes les grandes taches les plus importantes se sont produites dans l'hémisphère nord de la planète¹¹. Elles commencent généralement sous formes de "taches" (au sens littéral du terme) discrètes, puis s'étalent rapidement en longitude, comme celles de 1933 et de 1990 ; cette dernière s'est même suffisamment allongée pour finir par entourer complètement la planète¹². Bien que la modélisation informatique du début des années 1990 avait suggéré que ces remontées atmosphérique massives étaient causés par une instabilité thermique¹³, deux planétologues du Caltech ont proposé en 2015 un mécanisme plus détaillé¹⁴. La tempête du Dragon est un autre orage dans l'hémisphère sud de la planète

L’hexagone de Saturne est un motif nuageux hexagonal qui tourne en permanence au-dessus du pôle Nord de la planète Saturne à environ 78° N^15,16. Les côtés de l'hexagone mesurent environ 13 800 km, ce qui est supérieur au diamètre de la Terre¹⁷. Sa période de rotation est de 10 h 39 min 24 s, la même que celle des émissions radio en provenance de l'intérieur de la planète¹⁸.

Titan

Titan, le plus grand satellite de la planète Saturne, a aussi une atmosphère. Fin 2006 un tourbillon de nuage immense fut découvert par la sonde Cassini. Ce tourbillon recouvre une grande partie de la région du pôle nord, soit un diamètre d'environ 2 400 kilomètres. Aucun nuage n'avait été attendu là, mais surtout aucune formation de cette grandeur et structure. Deux semaines plus tard, le tourbillon géant pouvait être observé de nouveau lors de l'approche de Titan par la sonde. Il se dissoudra seulement dans une ou deux décennies. D'après les modèles issus des explorations, sa formation a lieu à la fin d'un cycle d'environ 30 ans (un an sur Saturne)¹⁹. Le 27 juin 2012, un autre survol à grande distance de Cassini-Huygens montra un vortex au pôle sud²⁰.

Uranus

De rares taches sombres sont observées sur Uranus. Une telle tache fut détectée à une latitude de 27 degrés dans l'hémisphère nord d'Uranus à la fin de 2006, qui était alors pleinement exposé à la lumière du Soleil après de nombreuses années dans l'ombre²¹. En effet, l'axe de rotation d'Uranus est incliné presque parallèlement à son plan orbital, de sorte que la planète semble tourner sur son côté. Cette orientation latérale mène à des saisons extrêmes au cours des 84 ans de la planète autour du Soleil et les chercheurs ont longtemps émis l'hypothèse que le réchauffement « printanier » devrait mener à l'apparition d'un tel phénomène.

Neptune

Neptune est plus active du point de vue des tourbillons qu'Uranus. La plus connue, la Grande Tache sombre²², est une série de taches sombres sur Neptune d'apparence similaire à la Grande Tache rouge de Jupiter. La première fut observée en août 1989 par la NASA grâce à la sonde Voyager 2. Comme celle de Jupiter, c’est une tempête anticyclonique. Toutefois, l'intérieur possède relativement peu de nuages, et contrairement à celle de Jupiter, qui existe depuis des centaines d'années, sa durée de vie semble être beaucoup plus courte, son apparition et sa disparition survenant avec un intervalle de quelques années.

La Petite Tache sombre, parfois aussi l’Œil du Sorcier, était une tempête cyclonique australe^23,24. Il s'agissait de la seconde tempête en importance en 1989 lorsque la sonde Voyager 2 survola la planète et l'observa avec son spectromètre infrarouge. La tache tournait dans le sens horaire. Lorsque le télescope spatial Hubble observa Neptune en 1994, la tache avait disparu²⁵.

Notes et références

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• (en) S. M. Metzger, « Dust Devil Vortices at the Ares Vallis MPF Landing Site » [PDF], NASA (consulté le 4 janvier 2017).
• (en) « Martian Dust Devils Caught », Université de la Rhur à Bochum (consulté le 4 janvier 2017).
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• (en) Solar System Exploration, « Historic Hurricanes » (version du 4 mai 2015 sur l'Internet Archive), NASA.
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Bibliographie

• (en) Mark Kidger et Patrick Moore (dir.), The 1993 Yearbook of Astronomy [« L'Annuaire 1993 de l'astronomie »], New York, W.W. Norton & Company, 1992, 176–215 p. (ISBN 0-393-03454-2), « The 1990 Great White Spot of Saturn ».

• Portail de l’astronomie

• Sécheresse

   

  

  Pour les articles homonymes, voir Sécheresse (homonymie).

  

   
  Sol asséché à Toulon : les fentes ou craquelures de dessication apparaissent.
  

   
  Polygones de dessication dans le désert de Sonora.
  

   
  Navire échoué sur l'ancien rivage de la mer d'Aral, Kazakhstan, 2003, processus de désertification dû au détournement en amont de l'eau des fleuves pour l'irrigation agricole.
  

   
  Fumée des feux et envol de millions de tonnes de poussières et aérosols issus des sols dégradés en Chine, où dans certaines villes la pollution est quasi permanente.

  La sécheresse ou sècheresse \sɛʃ.ʁɛs\ définit l'état d'un environnement confronté à un manque d'eau significativement long et important pour qu'il ait des impacts sur la flore (naturelle ou cultivée), la faune (sauvage ou d'élevage) et les sociétés. Sécheresse ne doit pas être confondu avec aridité. Une région aride peut connaître des épisodes de sécheresse.

  Le déficit hydrique est une situation naturelle du point de vue de la variabilité climatique (par exemple, les périodes glaciaires/interglaciaires du Quaternaire, les cycles El Niño / La Niña, etc.) mais, selon certains climatologues¹ certaines situations de déficit hydrique sont amplifiées (durée, extension spatiale, intensité) par l'émission humaine de gaz à effet de serre. Il fait suite à un déficit pluviométrique, sur de longues périodes durant lesquelles les précipitations sont anormalement faibles ou insuffisantes pour maintenir l'humidité du sol et l'hygrométrie normale de l'air. Il peut être aggravé ou expliqué par des pompages, une baisse du niveau de la nappe phréatique, l'érosion et la dégradation des sols (l'humus favorise la rétention de l'eau, la coupe à blanc de zones forestières dans la région de l'Amazonie, par exemple, entraîne rapidement la perte de cet humus essentiel à la rétention de l'eau et cause une désertification accélérée d'origine anthropique), une augmentation de l'évapotranspiration induite par des plantations consommatrices d'eau (peupliers, maïs).

  La sécheresse peut détruire les récoltes (partiellement ou totalement) et tuer les animaux d'élevage, et parfois sauvages. Elle devient alors un facteur de famine régionale et d'exode, souvent accompagnée de troubles sociaux voire de conflits armés en particulier dans les régions de peu de ressources économiques.

  La sécheresse n'est donc pas qu'un phénomène physique ou climatique objectif. C'est aussi une notion relative qui reflète l'écart entre la disponibilité de l'eau et la demande en eau de l'homme (savoir les applications agricoles – agriculture, abreuvage du bétail – industrielles, domestiques de l'eau – hygiène, alimentation, lavage – dont certains usages d'une nécessité secondaire – piscine, arrosage des gazons, lavage de voiture – , etc.). Ceci rend toute définition de la sécheresse relative au contexte géopolitique et sociologique ; l'état « normal » de disponibilité de l'eau change selon les zones biogéographiques et les besoins réels ou ressentis des individus et des sociétés.

  La sécheresse s'initie par une sécheresse météorologique se produisent généralement lorsqu'un anticyclone s'installe durablement au-dessus d'une région à cause d'une situation de blocage. Les hautes pressions persistantes empêchent donc toute intrusion d'une perturbation atmosphérique et peuvent alors mener la région surplombée par celles-ci à une longue période de beau temps et donc avec un peu voire sans précipitations.

  Définitions

  L'aridité caractérise un climat ayant de faibles précipitations moyennes annuelles et par un fort déficit de celles-ci par rapport à l'évapotranspiration potentielle, en opposition à un climat humide. L'aridité présente de fortes implications hydrologiques, édaphiques et géomorphologiques. Il s'agit d'un concept climatique à référence spatiale (zone aride), l'aridité ne doit pas être confondue avec la sécheresse qui est un concept météorologique où l'absence d'eau ou les déficits hydriques sont considérés comme une référence temporelle, conjoncturelle (période ou année(s) sèche(s)).

  Selon le Glossaire international d'hydrologie, il y a deux définitions de la « sécheresse » : une absence prolongée ou un déficit marqué des précipitations ou bien, une « sécheresse hydrologique » caractérisée par « une période de temps anormalement sec, suffisamment prolongée pour entrainer une pénurie d'eau caractérisée par un abaissement significatif de l'écoulement des cours d'eau, des niveaux des lacs et/ou des nappes souterraines, les amenant à des valeurs inférieures à la normale et/ou à un asséchement anormal du sol »²

  Types de sécheresse

  Il existe trois types de sécheresse. Le premier type, la sécheresse météorologique, survient lorsqu'il existe une période prolongée d'un taux de précipitations en dessous de la moyenne. Le deuxième est la sécheresse agricole, lorsque l'humidité des sols est trop faible pour les cultures. Cette condition peut avoir lieu même si les précipitations sont normales à cause des conditions du sol et des techniques agricoles, ou de choix de plantes inadaptées (comme le maïs ou le riz, très consommatrices d'eau). Le troisième, la sécheresse hydrologique, survient lorsque le débit des rivières et le niveau des réserves d'eau disponibles dans les nappes aquifères, lacs et réservoirs sont anormalement bas par rapport à la situation moyenne calculée sur le long terme. Ce seuil peut être atteint avec des précipitations normales ou au-dessus de la moyenne lorsque l'eau est détournée vers une autre région ou lorsqu'elle a été surexploitée, lorsqu'une consommation élevée d'eau dépasse les capacités de la nappe ou des réservoirs à se renouveler, ou encore lorsque les conditions d'alimentation des nappes ne sont plus réunies (cf. loi de Darcy sur la perméabilité du sol)³.

  Dans l'usage le plus fréquent, le mot « sécheresse » se réfère généralement à la sécheresse météorologique.

  Qualifications mathématiques

  Plusieurs indices d'aridité conventionnels et empiriques permettent de définir quantitativement l'aridité. Les valeurs moyennes de précipitations et de température sont utilisés pour définir les degrés d'aridité (hyper-aride, aride et semi-aride) et les conditions de l'écoulement des cours d'eau. Les indices d'aridité les plus facilement utilisés sont ceux de E. de Martonne (1926), L. Emberger (1932), C.W. Thornthwaite (1948), J. Dubief (1950), R. Capot-Rey (1951), H. Gaussen, F. Bagnouls (1952) et P. Birot (1953)⁴.

  Du point de vue du scientifique, la sécheresse météorologique est définie comme « déficit climatique » (Dc).

  D c = P − E T P {\displaystyle Dc=P-ETP}

  • P correspond à la pluviométrie, exprimée en millimètres.
  • ETP est l'évapotranspiration potentielle d'une plante en millimètres, c’est-à-dire sa perte d'eau par la respiration et l'évaporation.

  En cas de sécheresse, Dc = 0.

  Du point de vue agricole, la sécheresse correspond à ce qu'on appelle le « déficit agricole » (Da).

  D a = P − E T P + R F U {\displaystyle Da=P-ETP+RFU}

  • ETP étant l'évapotranspiration potentielle d'une plante, exprimée en millimètres,
  • RFU est la réserve facilement utilisable, c'est-à-dire la réserve d'eau dans le sol disponible pour les plantes, exprimée en millimètres. Elle vaut 2/3 de la RU qui est égale au taux d'humidité multiplié par la profondeur atteinte par les racines.

  Cas remarquables de sécheresse par continents et époques

  

   
  La vulnérabilité à la désertification (USDA, 1998 - Global Desertification Vulnerability Map[16] [archive]).
  

   
  Le lac Tchad (image satellitale, 2001) a perdu 95 % de son volume dans les années 1960^5,6.
  

   
  La mer d'Aral (Kazakhstan - Ouzbékistan) : 1989 et 2008, la sécheresse aggrave les problèmes issus des choix de gestion de l'eau

  Bien avant le début des relevés météorologiques instrumentaux, les sécheresses médiévales par exemple sont décryptables dans les archives historiques comme l'a montré un des pionniers de l'histoire climatique, E. Le Roy Ladurie ; leurs caractéristiques et leur gravité peuvent être évaluées à partir de signaux issus des archives de l'environnement (analyses sédimentaires, dendrochronologiques, polliniques, carpologiques, etc.). Ces archives naturelles complémentaires des données archéologiques sont d'autant plus précieuses dans les régions et les périodes sans écrits.

  Afrique

  Les sécheresses sont fréquentes et graves dans beaucoup de pays d'Afrique subsaharienne et ont un impact dévastateur sur les populations et leurs économies⁷. L’extrême vulnérabilité aux précipitations dans les zones arides et semi-arides du continent et, la faible capacité d’une grande partie des sols africains à maintenir l'humidité font que presque 60 % des sols sont vulnérables à la sécheresse et 30 % extrêmement vulnérables. Depuis les années 1960, les précipitations du Sahel et de l'Afrique australe ont également été sensiblement en dessous des normes des 30 années précédentes. De plus, la perspective d'un effet El Niño a conduit à porter plus d'attention sur l'impact de la sécheresse en Afrique subsaharienne^{[réf. nécessaire]}. Le désert progresse au Mali⁸, au Tchad⁹ et au Niger en particulier, à raison de plusieurs kilomètres par an¹⁰.

  • 

    Carcasses de moutons et de chèvres, village de Waridaad, Somalie, 2011

  • 

    La famine en 2011 dans la Corne de l'Afrique (Famine Early Warning Systems Network - USAID)

  • 

    Recherche d'une eau boueuse, Afrique de l'Est, 2011

  • 

    Tourbillon de sable, Somalie, 2012

  • 

    Distribution de l'aide alimentaire, Corne de l'Afrique, 2011

  En 1797, durant trois années, une forte sécheresse engendre la famine au Maroc et le pays est durement affecté par la peste. La moitié de la population est décimée entraînant également un recul économique.^{[réf. nécessaire]}

  L’Afrique australe est frappée en 2019 et 2020 par sa « pire sécheresse » depuis 35 ans. D’après le Programme Alimentaire Mondial (PAM), organisme des Nations unies, 45 millions de personnes vivant dans la région pourraient se trouver en situation de grave insécurité alimentaire. L'organisme souligne que « la sécheresse persistante, les cyclones consécutifs et les inondations ont complètement ravagé les récoltes dans cette région extrêmement dépendante de l’agriculture pluviale et des petits exploitants agricoles ». Le Mozambique, la République démocratique du Congo, la Tanzanie, la Zambie et le Zimbabwe sont les pays les plus lourdement touchés¹¹.

  Asie

  L'économie de l'Inde, majoritairement rurale, est dépendante de la mousson. En 2009, la saison des pluies est la plus faible depuis 1972 et affecte sérieusement la production agricole, l'importation du riz est nécessaire en 2010 pour la première fois depuis vingt ans. La faiblesse de la mousson a aggravé la sécheresse endémique de certaines régions : les autorités ont dû décréter une réduction de 36 % des terres à blé au Rajasthan. En 2009, le prix des denrées de base (sucre, riz, légumes frais et secs) a augmenté d'environ 20 %. La forte croissance économique et démographique de l'Inde pèse lourdement sur les ressources naturelles, en particulier sur les réserves hydriques. Un rapport du 2030 Water Resources Group¹² publié en 2009 et concernant quatre pays dits émergents (Inde, Chine, Afrique du Sud et Brésil) a estimé que sans changements, en 2030, l’Inde ne pourrait subvenir qu’à la moitié de ses besoins en eau¹³. Les pompages excessifs pour l’agriculture, l’industrie ou la vie quotidienne épuisent les nappes phréatiques et les moussons à forte variabilité ne les rechargent pas assez. Plusieurs États du Nord (Punjab, Haryana, Uttar Pradesh), connaissent un sérieux affaiblissement des réserves souterraines¹⁴. L’état des eaux de surface est également préoccupant. Pourtant considérées comme des divinités, les rivières souffrent de prélèvements inconsidérés et de pollutions industrielles et domestiques, une partie des ressources fluviales est impropre à la consommation (Cf. WaterAid)⁷.

  En 1981-1983 puis en 1997-1998, des sécheresses catastrophiques frappent l'Asie du Sud-Est⁷.

  Un des exemples les plus spectaculaires est la quasi-disparition de la mer d'Aral¹⁵.

  Europe

  Articles détaillés : Sécheresse de 1976 en Europe, Sécheresse de 2011 en Europe et Sécheresse de 2022 en France.

  Sur le dernier millénaire, en Europe, les principales périodes de sécheresse et événements remarquables sont :

  • 1134 : le Rhin est à sec, et la Sambre à Namur durant un jour¹⁶.
  • 1303 : anticyclone bloquant du printemps à l’automne, qui a provoqué la sécheresse la plus importante du millénaire. Le Rhin, le Danube, la Loire et la Seine pouvaient être traversés à pied sec¹⁷.
  • 1540, 1719, 1874, 1906, 1911, 1912, 1945, 1947, 1949, 1953, 1957, 1964 ^{[réf. nécessaire]}.
  • en 1921, le monde soviétique est frappé par une grave famine pendant toute une année, provoquant plusieurs millions de morts, elle est accentuée par un épisode de sécheresse qui touche l'hémisphère Nord et sensible jusqu'aux États-Unis ; elle advient également dans un contexte de conflits : la Première Guerre mondiale, la révolution, la guerre civile et les réquisitions. L'Union soviétique fait appel à l'aide internationale¹⁸. En France, à Paris, l'année météorologique 1921 enregistre 277 millimètres au lieu d'une moyenne de 576 (soit 48 % de la normale) ¹⁹.
  • les sécheresses de 1976, 1988 1989, 1990, 1991, 1992, 2003 (la plus coûteuse en France²⁰) et 2011 ont eu des impacts importants sur les écosystèmes et les cultures en Europe, comme sur la santé (surmortalité liée à la canicule). L'Espagne est particulièrement touchée, avec l'apparition de paysages désertiques dans le tiers sud-est²¹.
  

   
  Arbres desséchés pendant la sécheresse de 2022 en Europe à Ravilloles (Jura, France)
  • en août 2007, la Grèce connaît une des pires phases d'incendies de son histoire. La sécheresse sévit plusieurs semaines et les incendies éclatent dans le Péloponnèse et l’île d’Eubée (63 victimes). Au-delà du désastre humain et économique, le gouvernement doit affronter des accusations de laxisme face aux incendies volontaires et de mauvaise gestion des secours. Les sites historiques majeurs sont menacés, mais aucune destruction majeure du patrimoine archéologique n'est finalement à déplorer.
  • en 2022, une nouvelle sécheresse sévit notamment sur l'ouest de l'Europe²² (y compris en France), suite à un hiver 2021-2022 peu pluvieux et un début d'année 2022 chaud, marqué par 2 canicules de grande ampleur en juin et en juillet. Elle est à l'origine de feux de forêt majeurs sur l'ouest de l'Europe, notamment au Portugal et en Gironde. Fin juillet 2022, Météo-France signale que juillet 2022 est le mois de juillet le plus sec depuis 1959, et que l'humidité des sols à l'échelle nationale est plus basse que pendant la sécheresse de 1976 en Europe²³.

   

  Océanie

  • 

    Troupeau de moutons affecté par la sécheresse à Uranquinty, Nouvelle Galles du Sud

  • 

    Campagne victorienne: champs subissant la sécheresse

  • 

    Principaux feux de brousse du Victoria dans les années 2000

  En Australie, la sécheresse est reconnue lorsque, sur une période de trois mois, le total des précipitations se trouve dans le dixième inférieur de toutes les précipitations enregistrées dans le passé pour cette région²⁴. Cette définition tient compte de la faiblesse, relative, des précipitations, et du fait qu'une déficience pluviométrique doit être comparée à des précipitations typiques (normales), en tenant compte des variations saisonnières. La sécheresse australienne est définie précisément en raison de l'importance des baux de pâturage et elle est déterminée par une analyse des déciles appliquée à une région particulière²⁵.

  Les enregistrements climatiques concernent désormais une assez longue durée et avec une robustesse statistique suffisante pour permettre d'appréhender leur variabilité et de planifier les productions agricoles selon les régions et les saisons²⁶. Les Parlements des États et Territoires australiens ont compétence à déclarer une région victime de la sécheresse, cette déclaration peut prendre en compte des paramètres autres que la pluviométrie²⁴.

  Parmi les nombreux épisodes de sécheresse recensés en Australie²⁷, certains se distinguent par leur durée: the Federation Drought (1895-1902)²⁸, leurs conséquences (incendies dus à la sécheresse de 1982-1983)²⁸ ou leur gravité : sécheresse de 1991-1995²⁸ en Nouvelle Galles du Sud et au Queensland. La première décennie du XXI^e siècle est marqué par la Millenium Drought (2002-2007)²⁸.

  Amérique

  Dans les montagnes de l'Ouest américain, des souches d'arbres morts, saisonnièrement inondées par l'eau (Sierra Nevada, lac Mono) se distinguent dans le paysage. Au début des années 1990, Scott Stine, géographe de l'université de Californie, utilise les datations au radiocarbone pour déterminer quand ces arbres vivaient et constate qu'il s'agit presque toujours de la période médiévale. Lorsque la période de mégasécheresse médiévale a pris fin, les arbres auparavant proches d'une zone humide sont morts. Dans les hautes plaines du Nebraska par exemple, ces très grandes sécheresses médiévales correspondent à de remarquables dunes de sable qui sont actuellement couvertes de végétation et stabilisées. Les grandes plaines du Sud montrent, dans les sites archéologiques, un taux plus important d'os de bisons à ces périodes. Il y a un millénaire, le bison apparaît moins fréquent en comparaison des périodes antérieures et postérieures. Le milieu est plus aride. Par ailleurs, les cités de Chaco Canyon et Mesa Verde ont toutes été abandonnées vers la fin de la sécheresse. Ces sociétés fondées sur l'agriculture irriguée n'ont sans doute pas supporté cette modification de leur environnement^29,30.

  En 1977, l'Ouest des États-Unis a été touché, conduisant à une forte restriction de l'irrigation (au quart de la normale) en Californie. En 1980, une sévère vague de chaleur a touché le Centre et le Sud des États-Unis et en 1988, on a observé le retour du phénomène du Dust Bowl qui ne s'était pas reproduit depuis 1930⁷.

  • 

    Grande prairie et forêts remplacés par des labours conduisent aux tempêtes de poussière et à la sécheresse (Dust Bowl, Texas, 1935)

  • 

    Sécheresse et tempêtes de poussière jettent sur les routes américaines des milliers de paysans dans les années 1930 (Missouri, Californie, 1937)

  • 

    Feu de forêt en Californie, 5 septembre 2008

  • 

    Aléa sécheresse (6 septembre 2005), en rouge, les zones de sécheresse exceptionnelles

  • 

    Sécheresse exceptionnelle (6 septembre 2005), en violet, les zones de sécheresse exceptionnelles

  • 

    Effets d'El Nino et de La Nina sur la circulation atmosphérique hivernale du Pacifique et sur l'Amérique du Nord

  La sécheresse de 2012-2013 aux États-Unis (en), a provoqué de nouvelles pertes de productivité des terres cultivées et des restrictions et pénuries d'eau. Les principaux états producteurs de maïs de la région de la corn belt ont été touchés par des conditions extrêmes de sécheresse dès juin 2012 dans l'Est. À l'automne 2012, le Centre et l'Ouest sont également touchés. Selon le Département de l'Agriculture des États-Unis (USDA), il s'agit de la sécheresse la plus grave des 25 dernières années : 80 % des terres agricoles ont été touchées, 67 % des élevages atteints, impliquant une inflation de 3 à 4 % sur les prix alimentaires en 2013. L'intensité de la sécheresse est déterminée par le Centre national de Gestion de la Sécheresse de l'université du Nebraska-Lincoln (National Drought Mitigation Center), l'USDA et l'Agence nationale des Sciences atmosphérique et océanique (National Oceanic and Atmospheric Administration). Les données météorologiques montrent que sept états américains présentaient au moins 80 % de leur surface agricole totale dans un état de sécheresse sévère en mars 2012. Les statistiques de rendement des terres agricoles ont indiqué un épuisement des ressources en eau dans sept états (Oklahoma, Wyoming, Dakota du Sud, Colorado, Nouveau-Mexique, Kansas et Nebraska) de 89 à 100 %³¹. La sécheresse de 2011-2017 en Californie a été à son époque la plus importante de son histoire^{[réf. nécessaire]}.

  En Amérique latine, le Nord-Est du Brésil a connu une période de sécheresse très forte entre 1978 et 1985, qui a affecté plus de 20 millions de personnes. À la suite de l'épisode El Niño de 1988, une nouvelle sécheresse a sévi. L'Amérique centrale et le Mexique ont également été durement touchés⁷. Une partie du bassin de l'Amazone asséché en 2005, des affluents de plus d'un mile de large ont été atteints par la sécheresse obligeant le Brésil à déclarer l'état d' urgence dans la région³².

   

  Conséquences de la sécheresse

  La sécheresse joue un rôle perturbateur ou a des conséquences immédiates et/ou différées :

  • le stress hydrique affecte les arbres, qui peuvent mourir si le déficit aggravé par la hausse de température se répète plusieurs années de suite³³ ;
  • le manque d'eau pour les cultures vivrières, la diminution du rendement des cultures et des prairies ;
  • l'amoindrissement de la qualité de l'eau : la dilution des polluants s'affaiblit et la contamination des réserves hydriques augmente (voir écotoxicologie) ;
  • l'augmentation des disettes et des famines et de surcroît des épidémies en raison de la malnutrition ;
  • la déshydratation des populations et l'apparition de maladies ;
  • les troubles sociaux et les conflits pour les ressources naturelles (eau et nourriture) ;
  • la migration de populations, l'augmentation des réfugiés climatiques ;
  • la formation ou l'augmentation des tempêtes de poussière avec l'accentuation de l'érosion éolienne ou des dépôts de sédiments éoliens (en Chine en particulier) ;
  • la modification, les perturbations voire la destruction des écosystèmes en particulier des zones humides ;
  • une vulnérabilité accrue des arbres face au froid les saisons ou années suivantes (jusqu'à une dizaine d'années après)³⁴ ;
  • l'augmentation des feux de forêt³⁵ ;
  • la migration de populations animales ;
  • des problèmes d'invasions biologiques ;
  • un risque accru de morsures de serpent³⁶
  • la réduction de la production d'électricité (Cf. débit des cours d'eau)³⁷ ;
  • la pénurie d'eau pour les industries^38,39.

  Sur les civilisations et les sociétés

  

   
  Sacrifices humains lors de la sécheresse de 1450-1454 (Codex Telleriano-Remensis)

  Le climat est depuis toujours une préoccupation humaine. L’impact du climat et des événements météorologiques excessifs dans l’histoire des civilisations et des sociétés est de plus en plus étudié par les historiens, les archéologues, les paléoclimatologues et paléoenvironnementalistes.

  Une ou plusieurs sécheresses récurrentes, et de longueur variable, en privant les populations de tout ou partie de leurs moyens de subsistance peuvent être source de fortes tensions sociales ou ethniques voire de guerre, d'épidémies ou d'effondrement de civilisations ou plus simplement, de légendes et de traditions. Ainsi :

  • selon une étude palynologique récente des sédiments du lac salé de Larnaca à Chypre, la puissante civilisation mycénienne, comme la civilisation minoenne ou l'empire Hittite (fin de l'âge du bronze) ne se seraient pas éteintes (il y a environ 3 200 ans) en raison d'invasions ou de conflits internes mais à la suite d'une sécheresse qui s'est - selon l'analyse isotopique du carbone organique sédimenté - prolongée durant 400 ans (alors que l'hémisphère Nord subissait un refroidissement général de 2 °C)⁴⁰. Cette crise de la fin de l'âge du bronze en Méditerranée orientale serait donc expliquée par « un épisode complexe ayant résulté d'(...)un changement climatique. Ce dernier a entraîné des famines, des invasions étrangères et des conflits politiques »⁴¹ ;
  • la civilisation maya se serait effondrée principalement à la suite d'une longue sécheresse tout comme plus tard, celle des Anasazis de l'Ouest américain ou de la civilisation de Tiwanaku de la rive sud du lac Titicaca, à plus de 3 800 mètres d'altitude lors de la Grande Sécheresse qui correspond à une phase climatique qui a affecté une grande partie l'Ouest des États-Unis (de l'Oregon à la Californie du Sud et de l'Est du Texas) et a eu une profonde influence sur les milieux naturels et les cultures amérindiennes anciennes de la région. Les analyses dendrochronologiques montrent que cette phase commence en l'an 1276 et se poursuit jusqu'en 1299 ;
  • l'effondrement de la culture de l'île de Pâques a vraisemblablement été accéléré par une sécheresse prolongée (effet El Nino) ;
  • des faits religieux sont liés aux épisodes de sécheresse. Par exemple, en 1137, le Nord et le Centre de la France connaissent une sécheresse de sept mois (mars à septembre), accompagnée en juillet et août de chaleurs terribles⁴². Puits, fontaines et fleuves se tarissent⁴³ et, à Saint-Maur-des-Fossés, un miracle de la pluie se produit en l'église Saint-Nicolas⁴⁴. À Aubervilliers, en 1336, une longue sécheresse cesse après les prières à la Vierge d'une jeune fille. Alors que les yeux de la statue de la Vierge ruisselle, la pluie se met à tomber. Ce miracle de la pluie donna naissance au pèlerinage de Notre-Dame-des-Vertus⁴⁵.
  • parmi les facteurs météorologiques ayant déclenché la Révolution française de 1789, les historiens ont identifié une sécheresse localement source de famines ou de sous-alimentation accompagnées d'une forte hausse des prix des denrées alimentaires.

  En France, sous l'Ancien Régime, les famines, généralement corollaires des périodes de conflits, étaient principalement engendrées par des conditions météorologiques défavorables au développement et aux récoltes des grains, des semailles à la moisson, en raison de pluies excessives ou de grands hivers. Sécheresse et échaudage sont le résultat des canicules⁴⁶.

  Le lien entre révolution et perturbation climatique comme les sécheresses prolongées ayant un fort impact sur la production de grain a souvent été avancé⁴⁷ comme en 1788-89, 1827-32 et en 1846. L’anticyclone des Açores provoque certaines années des canicules estivales sur les territoires ouest-européens et centre-européens qui ont des impacts sur le rendement céréalier. Sous l'Ancien Régime, les conséquences de ces canicules pouvaient être très graves en particulier dans la phase du Petit Âge Glaciaire qui présentait notamment au XVIII^e siècle, quelques étés caniculaires. Les impacts, si la moisson était préservée, pouvaient être d'ordre infectieux par une pollution microbienne des nappes phréatiques et des rivières : à l'été 1719, la France compte 450 000 morts supplémentaires à cause de la dysenterie caniculaire et d’autres infections⁴⁶.

  La disette céréalière provoquée par la sécheresse estivale a été importante en 1420 ou en 1556, accompagnée d'incendies de forêt jusqu’en Normandie. L’échaudage (sécheresse à fort impact sur les céréales) a été remarquable en 1788 et en 1846. À la fin de 1787 et en 1788, l'alternance de trop grosses pluies lors des semailles automnales puis de chaleurs excessives au printemps et durant l'été 1788 atteint les moissons. Les intempéries de l’été 1788 abattent les épis. La récolte de 1788 est diminuée d’un tiers, créant une montée des prix puis des émeutes de subsistance jusqu’au 13 juillet 1789⁴⁶.

  Impacts économiques

  La sécheresse économique est définie comme se rapportant aux effets des précipitations anormalement basses, en dehors des paramètres normaux prévus dont une économie est équipée. En tant que telle, son impact dépend de l'interaction d'un événement ou d'une anomalie météorologique avec la structure dynamique changeante et la santé d’une économie. Certains observateurs ont distingué trois situations de pays en ce qui concerne l'impact de la sécheresse : des économies simples, intermédiaires et dualistes.

  Les économies simples sont des économies agricoles, d’élevage, et de semi-subsistance fortement influencées par les pluies, disposant d’une infrastructure limitée, ayant des niveaux bas de revenus par habitant, et des niveaux élevés d’auto-approvisionnement au sein de la population rurale. L'impact de la sécheresse dans son ensemble peut être particulièrement énorme en raison de l'importance relative du secteur agricole. Cependant, traduisant des relations intersectorielles faibles, des niveaux élevés d'auto-approvisionnement et des secteurs non agricoles relativement petits, les effets multiplicateurs d’un choc de la sécheresse dans le reste de l’économie sont bien limités.

  Dans les économies intermédiaires, les effets de la sécheresse sont très largement répandus dans l'économie, reflétant une plus grande intégration d’ensemble et des relations intersectorielles plus solides entre les secteurs agricoles et les secteurs manufacturiers naissants. Il est probable que les biens intermédiaires constituent une plus grande partie des importations, impliquant qu'une compression des importations due à la sécheresse aura des implications multiplicatrices additionnelles sur la production domestique. Dans l'intervalle, la reprise de l’activité après la sécheresse peut être très retardée dans la mesure où le secteur manufacturier continue de faire face au manque d'intrants et à la lenteur de la relance de la demande. Les implications sur les finances publiques peuvent également être très graves, étant donné que le gouvernement est susceptible de faire face lui-même à une plus grande partie des coûts des efforts de reprise, plutôt que de compter presque entièrement sur l’assistance internationale.

  Enfin, dans des économies dualistes, qui disposent de grands secteurs d’extraction minière, à moins que le secteur d’extraction soit à grande intensité en eau, l'impact économique de la sécheresse est limité à la variabilité du secteur agricole avec un petit effet multiplicateur. Ainsi donc, l'impact macro-économique de la sécheresse apparaît encore faible, bien qu'il puisse avoir des effets profonds dans le secteur agricole dont dépend la majorité de la population.

  Les chocs dus à la sécheresse ont des effets importants mais hautement différenciés sur l’ensemble de l’économie. La fréquence, l'échelle et la nature probable de ces effets dépendent de l'interaction de la structure économique et des dotations en ressources, aussi bien que des facteurs économiques à court terme. Contrairement à l’intuition, certaines des économies relativement plus développées ou « plus complexes » de l’Afrique subsaharienne, telles que celles du Sénégal, de la Zambie et du Zimbabwe, sont plus vulnérables aux chocs de la sécheresse que celles des pays moins développés et plus arides, telles que celles du Burkina Faso, ou des pays qui connaissent des conflits comme la Somalie. Par conséquent, un pays moins développé tel que l'Éthiopie pourrait devenir dans un premier temps plus sensible à la sécheresse pendant que son économie se développe. Alors, comme les économies deviennent plus complexes et diversifiées, elles deviennent par la suite moins vulnérables à la sécheresse.

  Les mesures adoptées ou envisagées :

  • la désalinisation de l'eau de mer pour l'irrigation ou la consommation ;
  • la construction de nouveaux barrages ;
  • le recyclage et la purification de l'eau, l'augmentation de stations d'épurations ;
  • la réglementation ou la restriction de la consommation d'eau domestique, agricole, industrielle.

  Selon le rapport de l'ONU paru en septembre 2021, les coûts de réparation dus aux catastrophes qui découlent des sécheresses s'élèvent à 3 640 milliards de dollars depuis 1970⁴⁸.

  Sur les écosystèmes

  

   
  West Mitten Butte, Monument Valley, Arizona : efflorescences salines (en blanc) et végétation adaptée à l'aridité
  

   
  Gazelle de Mongolie morte de la sécheresse, troisième année de "dzud" ou sécheresse de l'hiver (2001)
  

   
  Les sécheresses aggravent la superficie et l'impact écologique des feux allumés pour la déforestation en zones tropicales y compris en forêt humide (le 14 oct 2004 à Sumatra, Indonésie)
  

   
  Les succulentes sont des végétaux adaptés pour survivre en contexte désertique ou à de longues périodes de sécheresse

  La forêt joue un rôle essentiel pour le stockage, l'infiltration et le cycle de l'eau.

  La forêt artificialisée a souvent été drainée et génétiquement très appauvrie. Les sécheresses importantes semblent avoir des impacts sanitaires mesurables sur les arbres jusque 10 ans après.

  Par ailleurs, les sécheresses favorisent les incendies qui, s'ils sont fréquents, dégradent fortement les sols et les possibilités de régénération et de stockage de l'eau, notamment dans les zones sub-désertiques et sur les pentes où l'érosion est exacerbée.

  La forêt primaire ou à haut degré de naturalité bénéficie d'une forte résilience. Les mousses, les tourbes, l'humus riche en champignons, formé à partir du bois mort et des excréments des organismes forestiers, les embâcles naturels et, en zone tempérée, les barrages de castors ont un fort pouvoir tampon. Cependant, la déforestation a un rôle dans la diminution des précipitations⁴⁹.

  Lorsque les arbres sont dans leur optimum stationnel, ils disposent de stratégies d’évitement du stress hydrique face aux sécheresses non exceptionnelles. Les pins, par exemple, obturent précocement leurs stomates et, si la sécheresse perdure, ils émettent des hormones qui attirent des insectes défoliateurs, puis des scolytes qui tueront les arbres les plus vieux (qui évapotranspirent le plus) si la sécheresse perdure plus de deux ans. De la même façon, certains feuillus des zones tropicales sèches diminuent leur transpiration ou perdent leurs feuilles en saison sèche. Ceux des zones tempérées semblent moins capables de réguler seuls leur évapotranspiration ; certains perdent une partie de leurs feuilles, d'autres semblent capables d'attirer des défoliateurs en cas de stress aigu.

  Par ailleurs, une forêt naturelle riche en biodiversité associe généralement des essences qui ont des zones de prospection racinaire variées, exploitant mieux les différentes nappes tant en période de haute eau que de sécheresse. Inversement, les monocultures, surtout équiennes, exploitent l'eau du sol à la même profondeur en exacerbant les effets des sécheresses, qui y sont beaucoup plus brutaux. C'est ainsi que les racines des arbres deviennent de plus en plus sèches et les arbres meurent à la suite d'une sécheresse.

  Elles passent à la fois par des adaptations à la sécheresse, par une meilleure gestion de l'eau, et par une lutte contre les causes anthropiques de nombreux phénomènes d'aridification ou désertification, qui peut être de longs termes si l'on estime, conformément aux conclusions répétées du GIEC que le réchauffement climatique est bien en grande partie d'origine humaine.

  De nombreuses solutions écotechniques sont proposées, notamment la restauration de la végétation et de l'humus détruit par les méthodes d'agriculture moderne, mais difficiles à mettre en œuvre (par exemple, les programmes de ceintures vertes ou boisement au Sahel ont souvent pâti de l'aggravation des sécheresses et de la faiblesse des moyens mis en œuvre, notamment pour la protection des arbres contre les chèvres et troupeaux). Des techniques utilisant mieux les ressources de la biodiversité et des essences pionnières locales (telles que développées par Akira Miyawaki) forçant les racines à s'enfoncer plus profondément (plantation dans un tuyau dégradable, avec arrosage initial déclenchant la remontée capillaire de l'eau profonde) ou des rétenseurs d'eau ont été efficacement testées mais sans développement à large échelle.

  Les promoteurs des OGM arguent qu'on peut transformer des plantes pour les adapter à des sols secs et/ou salinisés mais leurs détracteurs mettent en avant le risque qu'elles y pompent le peu d'eau qui y restait, en augmentant la salinisation et en éliminant d'autres espèces encore présentes, au détriment de la faune et de l'ensemble de la biodiversité. Des recherches sont menées sur la tolérance de certaines plantes à l'aridité et une plate-forme de recherche spécialisée a été créée en France par l'INRA en 2012⁵⁰.

  Des solutions techniques (dessalinisation d'eau de mer) existent aussi, mais elles sont coûteuses et ont parfois une forte empreinte écologique. Les grands programmes d'irrigation ont souvent généré en aval des conséquences désastreuses (pollution et baisse de niveau de la mer d'Aral, par exemple).

  Prospective

  

   
  Cartographie de la sévérité moyenne des sécheresses dans le monde
  

   
  L'ONU estime qu'en 2025, 25 pays africains devraient souffrir d'aridité : pénurie d'eau ou stress hydrique

  Dans le monde

  Pour décrire les sécheresses météorologiques, l'Organisation météorologique mondiale a recommandé en 2009 d'utiliser un indice standardisé SPI (Standardized Precipitation Index), traduisant une probabilité de précipitations. Cependant, la sécheresse peut aussi toucher, et de manière différentiée, les nappes et les sols qui abritent des processus écologiques importants.

  Pour comprendre les effets d'éventuels manques d'eau dans le futur, il est utile de bien comprendre les mécanismes d'impacts des différents types de sécheresse. Un des moyens est d'étudier les effets des sécheresses récentes, assez bien documentées, pour permettre des modélisations fiables.

  Les modèles disponibles indiquent tous que le dérèglement climatique va fortement influencer la pluviométrie globale et/ou saisonnière.

  Localement, ainsi que les débits des cours d'eau et l'alimentation de certaines nappes. Des sécheresses plus graves et fréquentes, avec incendies de forêts sont attendues dans les régions tempérées.

  Toutefois, une étude réalisée dans l'Est du Canada montre que le réchauffement climatique et l'augmentation dans le volume et la fréquence des précipitations durant le dernier siècle ne provoquent pas un impact significatif sur la sévérité des sécheresses estivales⁵¹.

  L'Accord de Paris sur le climat (2015) vise à ne pas dépasser +2 °C en 2100 (par rapport à l'ère pré-industrielle) et si possible plutôt 1,5 °C. Or un article de Nature Climate Change (2018)^52,53 alerte sur le fait qu'un quart des terres émergées sera "considérablement" plus sec pour un réchauffement maintenu à moins de 2 °C en 2100 ; Si ce réchauffement est maintenu sous la barre de 1,5 °C, 75 % des sols qui auraient évolué vers l'aridification par le scénario +2 °C, seront épargnés (ils sont situés dans certaines zones du sud de l'Europe et de l'Afrique, certains territoires de l'Amérique centrale, de la côte australienne et de l'Asie du Sud-Est, zones qui accueillent plus de 20 % de la population mondiale de 2017)… alors que 8 à 10 % des autres terres s'assècheront⁵³.

  En 2017 le scenario tendanciel conduit à +3 °C et à 2 °C dès 2052 ou 2070, soit 24 % à 32 % de terres devenues plus sèches, appauvries en biodiversité et moins résilientes⁵³.

  Prospective pour la France

  L'organisme français de météorologie Météo-France a mis en œuvre en 2008 une rétro-modélisation, avec le projet Climsec⁵⁴, du climat récent (1958 à 2008) ; période incluant les trois sécheresses exceptionnelles (1976, 1989 et 2003) et d'autre part, un travail de prospective sur le risque de sécheresse jusque 2100, dont les objectifs sont de caractériser l’impact des modifications climatiques sur la ressource en eau et l'humidité des sols.

  Dans ce cadre, une réanalyse atmosphérique a été faite avec un modèle dit SAFRAN⁵⁵, sur la base des archives hydrométéorologiques de 1958 à 2008. Le modèle ISBA⁵⁶, de Météo France simule les échanges d'eau et d'énergie entre la surface du sol, la végétation et les basses couches de l'atmosphère, alors qu'un autre modèle (MODCOU, de l'École des mines de Paris⁵⁶) simule les transferts eaux ↔ rivières et l'évolution des aquifères en croisant ces données avec un modèle des variations d'humidité des sols (reconstituées pour cette période).

  Ces modèles ont permis une reconstitution des types principaux de sécheresse pouvant sévir en France :

  1. déficit pluviométrique,
  2. déficit hydrologique (étiage anormal et baisse des nappes),
  3. sécheresse « agricole » (épuisement de la réserve en eau du sol superficiel).

  Ceci a permis de faire des projections pour le XXI^e siècle en matière d'impacts sur la ressource en eau et sur l'humidité des sols. Les projections laissent penser que dès le milieu du siècle (2050), des sécheresses inhabituelles (plus graves et plus longues) apparaîtront. Les effets les plus nettement aggravés (par rapport à aujourd’hui et par rapport au déficit pluviométrique) porteront sur les sols superficiels. À cette occasion, les climatologues ont produit deux nouveaux indices standardisés :

  • un indice d’humidité des sols (SSWI – Standardized Soil Wetness Index), tenant compte de l'absorption d'eau par les végétaux et de la nature du sol,
  • un indice hydrologique (SFI – Standardized Flow Index), fondé sur la climatologie des débits simulés.

  La gravité des sécheresses passées (modélisées) peut être comparée pour des régions climatiquement hétérogènes grâce à ces indices. Selon ces indices :

  • la sécheresse de 1976 a été plus grave concernant le manque de pluies mais en 1989, les sols ont encore plus souffert, et plus qu'en 2003 où les températures ont été plus élevées mais moins longuement ;
  • selon le modèle, la durée de la déshydratation des sols superficiels est plus importante en Provence, en Pays de la Loire, dans le bassin parisien et les plaines d’Alsace et de Limagne qu'ailleurs en France métropolitaine ;
  • sur la base des projections (scénarios A2, A1B, B1) du 4^e rapport d’évaluation du GIEC (régionalisées par Météo France pour plusieurs régions), les sécheresses météorologiques (déficit de précipitations) et agricoles (déficit en eau des sols superficiels) devraient être légèrement plus fréquentes et plus graves (quelle que soit la saison) durant le 1^er 1/3 du XXI^e siècle. Vers 2050, « l’évolution du régime pluviométrique est encore peu sensible, mais l’assèchement des sols superficiels s’intensifie et des phénomènes inhabituels sur le plan de l'expansion spatiale et/ou de l'intensité commencent à apparaître sur toute la métropole. À partir des années 2080, des déficits pluviométriques plus forts apparaissent, notamment en été. Les sécheresses des sols superficiels pourraient alors devenir extrêmes sur la majeure partie du territoire, et quasiment sans retour à la situation normale (par comparaison au climat actuel) »^57,58 ;
  • les régions qui sont les plus humides au début de ce XXI^e siècle (Nord-Ouest et Nord-Est notamment) pourraient connaître à la fin du siècle les sécheresses les plus marquées (par rapport au climat actuel)⁵⁹ ;
  • proportionnellement, ce sont les « sécheresses des sols superficiels » qui s'aggraveront le plus (aggravées par l’évaporation qui augmente avec le réchauffement)⁶⁰.

  Informations sur la sécheresse

  En France, des informations sur la sécheresse sont disponibles sur le site Internet Propluvia⁶¹, qui permet de consulter les arrêtés de restriction d'eau.

  Le site internet info-secheresse.fr permet de suivre les sécheresses à partir des données météorologiques, hydrologiques et hydrogéologiques. Il est mis à jour en continu tout en fournissant un historique des données pluviométriques et des cours d'eau sur les 30 dernières années⁶². Le site est maintenu par la start-up ImaGeau, filiale de Saur et spécialiste de l’ingénierie en eau.

  Notes et références

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  • AFP 2007 Niger: la ruée sur les dernières forêts accélère la désertification [archive], Willem Van Cotthem, 29 novembre 2007
  • « En Afrique australe, le changement climatique cause la "pire sécheresse" depuis 35 ans » [archive], sur LCI, 11 novembre 2019
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  • Une sécheresse sévère, associée à la chaleur, comme celle de l'été 2003, ne provoque pas seulement la perte précoce des feuilles des arbres. Elle a des conséquences sur la capacité de l'arbre à résister au froid pendant l'hiver suivant. C'est ce qu'étudient les chercheurs de l'INRA de Clermont-Ferrand [archive], article de Futura Science, consulté le 17 octobre 2017
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  • Vidal J.-P., Martin E., Franchistéguy L., Habets F., Soubeyroux J.-M., Blanchard M. et Baillon M., 2010 - Multilevel and multiscale drought reanalysis over France with the Safran-Isba-Modcou hydrometeorological suite. Hydrology and Earth System Sciences, 14, 3 : 459-478. DOI:10.5194/hess-14-459-2010 Prix Norbert Gerbier Mumm 2010 de l’OMM
  • Voir les cartes de projection (Météo France) - Evolution temporelle des sécheresses météorologiques au cours du XXI^e siècle selon les saisons [12] [archive]
  • Carte Météo France- Evolution temporelle des sécheresses des sols superficiels au cours du XXI^e siècle selon les saisons [13] [archive]
  • « Sécheresse et réchauffement climatique en France » [archive], sur insu.cnrs.fr (consulté le 28 avril 2021)
  • Météo France, 2011 - Résultats du projet Climsec : un diagnostic sur les sécheresses passées et des projections pour le XXIe siècle [14] [archive]
  • [15] [archive]
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  Voir aussi

  Sur les autres projets Wikimedia :

  • Sécheresse, sur Wikimedia Commons
  • sécheresse, sur le Wiktionnaire

  Bibliographie

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  • Beltrando G., 2004 - Les climats : processus, variabilité et risques. Paris, Ed. Armand Colin
  • Beltrando G., Chémery L., 1995 - Dictionnaire du climat. Paris, Ed. Larousse (ISBN 2-03-720233-4)
  • Boqueho V., 2012 - Les civilisations à l'épreuve du climat. Paris, Ed. Dunod, 192 p.
  • Delmas R., Chauzy S., Verstrade J.-M., Ferré H., 2007 - Atmosphère, océan et climat. Ed. Belin, Paris, Pour la Science, 288 p. (ISBN 978-2-7011-4508-2)
  • Godard A., Tabeaud M., 1993 - Les climats : mécanismes et répartition. Paris, Ed. Armand Colin, Collection Cursus, 192 p. (5 rééditions)
  • Magny M., 1995 - Une histoire du Climat, des derniers mammouths au siècle de l’automobile. Paris, Ed. Errance, Collection des Hespérides, 176 p. (ISBN 978-2-87772-100-4)
  • Sylvie Malardel, Fondamentaux de météorologie seconde édition, Toulouse, Cépaduès, 2009, 711 p. (ISBN 978-2-85428-851-3)
  • Tabeaud M., Pech P. et Simon L., éd., 1997 - Géoméditer, géographie physique et Méditerranée. Paris, Publications de la Sorbonne, 288 p.
  • Tabeaud M., 2000 - Climatologie. Paris, Ed. Armand Colin, Collection AD HOC, 176 p.

  Articles connexes

  • Climat
  • Cycle de l'eau
  • Climat désertique, Climat semi-aride, Indice de sècheresse de Palmer et Indice de sècheresse de Keetch-Byram
  • Désert, Convention des Nations unies sur la lutte contre la désertification
  • Xérophyte, Xérique, Xérophile
  • Steppe, Prairie, Pampa, Veld, Savane
  • Écologie des populations
  • Réchauffement climatique, Catastrophe naturelle, Records climatiques, Risques d'effondrements environnementaux et sociétaux
  • Ressource hydrique, Conflit lié à l'eau, Observatoire de l'eau, Federal Emergency Management Agency (créée en 1979)
  • Calamité agricole et Famine, Sécurité alimentaire
  • Sahel, Feux de brousse du Victoria de 2009, Dust Bowl
  • Ecorégion
  • Théorie astronomique des paléoclimats
  • Méga-sécheresse
  • 2011–17 California drought (en)
  • Risque de sécheresse en France

  Liens externes

  • Notices d'autorité
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    • Bibliothèque nationale de France (données)
    • Bibliothèque du Congrès
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    • Encyclopædia Britannica [archive]
  • Ressource relative à la santé
  •  :
    • (en) Medical Subject Headings
  • Informations scientifiques et techniques sur les zones arides [archive]
  • Les deux tiers des arbres dans le monde sont menacés de dépérissement [archive], article sur le site Lemonde.fr, daté du 23 novembre 2012.
  • Mer d'Aral : comment inverser une catastrophe écologique [archive], article sur le site Futura-Sciences
  • « La sécheresse est-elle sèche ou archi-sèche ? » [archive], La Méthode scientifique, France Culture, 11 mai 2022.
  • Info-Sécheresse - Site gratuit d'informations sur les eaux souterraines, les eaux de surface, et la météorologie en France [archive]

  [masquer] v · m Vagues de chaleur et sécheresses
  Canicules	Europe 1757 · 1911 · 1947 · 1983 · 1994 (es) · 2003 · 2006 · 2007 · 2010 · 2012 · 2015 · 2017 · 2018 · Juin 2019 · Juillet 2019 · 2020 · 2021 · 2022 Amérique du Nord 1980 · 1995 · 2007 · 2013 · 2021 Asie 2015 (Inde - Pakistan) · 2019 · 2022
  Sécheresses	5900 AP · 4200 AP · 1540 (Europe) · 1876-78 · 1921 · 1976 (Europe) · 1988-90 (Amérique du Nord) · 2011 (Europe) · 2011-17 (Californie) · 2020-22 (Amérique du Nord) · 2022 (Europe)
  Voir aussi	Canicule · Brume sèche · Hyperthermie · Vague de chaleur océanique
  Dans la fiction	Canicule (film) · Canicule (roman) · La Nuit de la grande chaleur · Summer of Sam · The Wolf Hour

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  • Puits

     

    

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    Pour l’article ayant un titre homophone, voir Puy.

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    • puits, sur le Wiktionnaire

    

     
    Femmes au puits par Paul Signac.
    

     
    Le puits de saint Patrice, à Orvieto en Italie, fut creusé sur ordre du pape, à la suite du sac de Rome de 1527, afin d'assurer l'approvisionnement en eau en cas de siège. Illustratif de l'inventivité de l'architecture de la Renaissance, un escalier en double spirale permettait à des mules de descendre dans le puits en sens unique.

    Puits est un nom commun ou plus rarement un nom propre qui peut désigner :

    Cavité verticale physique

    Un puits est, à l'origine, une cavité physique verticale, connectant deux niveaux de profondeurs différentes, pénétrables ou non.

    Un puits peut être naturel (puits dans les cavités du karst, visitable en spéléologie) ou artificiel, généralement anthropique dans ce dernier cas.

    On distingue notamment les types de puits suivants, nommés d'après leur position ou leur usage :

    • un puits à eau (voir aussi puits artésien), comme le puits de Bennwihr ou le puits de Neuwiller-lès-Saverne ;
    • un grand puits ou puits de siège, puits à eau construit avec des outils à main et ayant plus de 30 mètres de profondeur. Exemple : Fort de Joux ;
    • un puits perdu, sorte de puisard ;
    • un puits de pétrole ;
    • un puits de lumière ;
    • un puits de chaleur :
    • un puits de mine ;
    • un puits de forage ;
    • un puits en hauteur, c'est-à-dire un puits de lumière ;
    • un puits provençal ou puits canadien ;
    • un puits à marches ;
    • le puits de Sangatte (voir TML) est un exemple de puits en tant qu'ouvrage d'art ;
    • le puits est un édifice situé rue Saint-Maur à Verdun ;
    • un puits de dépôt, utilisé en biologie moléculaire, ainsi que la plaque 96 puits ;
    • un puits à souhait, dans certaines légendes.

    Il existe dans l'Angleterre rurale une tradition de décoration de puits.

    Jonction virtuelle entre deux niveaux

    Par extension, le puits a pris également un sens figuré, représentant une jonction entre deux niveaux, par analogie aux différences d'altitudes des puits physiques :

    • puits de carbone ;
    • puits de potentiel ;
    • puits quantique ;
    • puits écologique (cf. théorie source-puits, en écologie et dynamique des populations) ;
    • la notion de puits est utilisée en mathématiques, dans la théorie des graphes.

    Toponyme

    • Puits, commune française du département de la Côte-d'Or ;
    • place du Puits-Artésien, ancien nom de la place Paul-Verlaine, à Paris ;
    • rue du Puits-de-l'Ermite et place du Puits-de-l'Ermite, à Paris ;
    • place du Puits-Rouge à Luxembourg-ville ;
    • la grotte des Puits, grotte naturelle située sur la commune de Pierre-la-Treiche.
    Catégorie :

    • Homonymie

  • Inondation

     

    

    Ne pas confondre avec la crue, phénomène d'augmentation du débit d'un cours d'eau n'entraînant pas nécessairement d'inondation.

    

    Pour les films avec ce titre, voir L'Inondation.

    Inondation

    

    Inondation à La Nouvelle-Orléans (États-Unis) en 2005 après le passage de l'ouragan Katrina

    Sous-classe de	catastrophe naturelle, flot
    A pour cause	pluie torrentielle sous orage, tsunami, crue, siphoning, pluie
    A pour effet	mort, dommages-intérêts, rupture de barrage

    Une inondation ^Écouter est une submersion¹ temporaire, naturelle ou artificielle, d'un espace² par de l'eau liquide. Ce terme est fréquemment utilisé pour décrire :

    • le débordement d'un cours d'eau, en crue puis en décrue, sur les terrains voisins ; l'eau est répandue dans les talwegs et les dépressions topographiques ;
    • le ruissellement très important d'origine pluviale, soit sur des terres cultivées (inondation boueuse), soit en zone imperméable urbanisée³ ;
    • le débordement ou les conséquences de la rupture d'ouvrages artificiels hydrauliques tels que retenues d'eau, digues, canalisations (agricoles, d'eau potable, d'assainissement) ou la rupture d'une retenue naturelle comme celle d'un lac glaciaire, provoquant une inondation soudaine ;
    • la remontée émergente d'une nappe phréatique ;
    • l'envahissement temporaire par la mer d'une zone côtière lors d'une submersion marine ou d'un tsunami.

    L'inondation est un des principaux risques naturels dans le monde ; c'est la catastrophe naturelle causant le plus de dégâts. Pour la période 1996-2005, environ 80 % des catastrophes naturelles mondiales étaient d'origine météorologique ou hydrologique. Les inondations auraient affecté en moyenne 66 millions de personnes par an entre 1973 et 1997^{[réf. nécessaire]} et elles devraient s'aggraver dans beaucoup de ports⁴ et communes littorales^5,6 : selon une étude évaluant le coût probable de l'élévation des océans et des phénomènes météorologiques extrêmes pour les 136 principales métropoles littorales, les inondations pourraient coûter environ 1 000 milliards par an de 2010 à 2050, rien que pour ces villes⁷.

    Causes

    

     
    3 derniers barrages sur la Seine, cotes du 1^er au 27 mars 2001.
    

     
    Barrage d'Amfreville, cotes de mars à avril 2001.

    Une inondation peut-être provoquée ou souhaitée dans certaines techniques culturales (rizières inondées) ou dans l'ancienne pratique des « atterrissements » ou « accoulins ». Au Bangladesh par exemple l'eau des crues annuelles charrie 2 millions de tonnes de limons venus de l'Himalaya, indispensable à la fertilisation des terres agricoles. Qu'il s'agisse des moussons, de la fonte des neiges de l'Himalaya ou de cyclones tropicaux, le Bangladesh (situé à la confluence du Gange et du Brahmapoutre) est le siège d’inondations dramatiques comme celle de 1998, résultat des moussons particulièrement intenses et d'un dégel particulièrement abondant, où 66 % du pays était sous l'eau.

    La plupart du temps une inondation est non désirée et a des causes naturelles ou anthropiques :

    • causes anthropiques directes : implantations humaines inadaptées dans une plaine d'inondation ou en zone inondable ; dans le contexte urbain les surfaces imperméabilisées et dans le contexte agricole, l'imperméabilisation des sols due à une régression et dégradation des sols (battance), le fait par exemple, de certaines pratiques agricoles intensives, le drainage, peuvent accélérer le ruissellement de l'eau et en limiter l'infiltration⁸ ; certaines activités historiques de drainage dans des zones marécageuses de tourbière ont eu pour résultat d'abaisser le niveau des terres (contraction des tourbes), cause de nouvelles inondations ; établissements d'écluses, de barrages permettant certes la navigation et le transport fluvial, mais diminuant la pente naturelle du cours d'eau, absence de gestion et de coordination des barrages à l'approche des crues, et pour la même raison avec les mêmes effets, retenue importante du dernier bief avant évacuation vers la mer^{[réf. nécessaire]}. Comme sur la Seine à Amfreville sous les Monts lors de l'inondation de mars et avril 2001 d'après les données de Voies navigables de France^{[réf. nécessaire]} ;
    • causes humaines indirectes liées aux modifications climatiques globales (émissions de gaz à effet de serre qui entraînent la fonte des glaciers et qui provoquent une montée du niveau des océans, des cours d'eau, ou qui pourraient entraîner des cyclones tropicaux plus intenses).

    D'après le rapport 2007 du GIEC (mémento des décideurs⁹) :

    « D’après les simulations, il est probable que dans les années 2080 de très nombreux millions de personnes supplémentaires seront inondées chaque année à la suite de l’élévation du niveau de la mer. Les zones très peuplées et de faible altitude où la capacité d’adaptation est relativement faible et qui sont déjà confrontées à d'autres défis tels que des tempêtes tropicales ou la subsidence locale de la côte sont particulièrement en danger. Le nombre de personnes touchées sera plus grand dans les méga-deltas d'Asie et d’Afrique, tandis que les petites îles sont particulièrement vulnérables¹⁰. »

    « L’adaptation pour les régions côtières sera plus difficile dans les pays en voie de développement que dans les pays développés, à cause des contraintes pesant sur la capacité d’adaptation¹¹. »

    Typologies

    Les inondations résultent d’un certain nombre de conditions météorologiques avec une origine, des caractéristiques et une durée différentes. On en distingue trois grands types :

    • lentes (inondation étendue) : comme les crues du Rhône en 1856^12,13 et en 2003, faisant suite à une longue période pluvieuse ;
    • brutales (crue-éclair) : après un orage violent ou un ou deux jours de fortes pluies sur sol sec, certaines inondations peuvent violemment endommager les champs, villages et villes, ainsi que de nombreuses infrastructures, comme à Florence en 1966 où l'eau a envahi de nombreux quartiers de la ville, des édifices prestigieux et détruit de nombreuses œuvres d'art entreposées dans les sous-sols des Offices. Elles peuvent être torrentielles comme en France à Nîmes en 1988, à Vaison-la-Romaine en 1992, le Gard en 2002 ou dans le Var en 2010 ; elles s'accompagnent alors souvent de coulées de boue ou de glissements de terrain ;
    • des inondations (ou submersions) marines peuvent être dues à un tsunami, une rupture de digue ou d'écluse, ou à des conditions météorologiques exceptionnelles (exemple : tempête venant de la mer combinée à une dépression importante et une grande marée comme ce fut le cas avec la tempête Xynthia en 2010).
    

     
    Inondation s'écoulant sur un pont.

    Certaines crues éclair sont brèves et très localisées. Elles sont généralement dues à des pluies orageuses courtes mais intenses, qui ne parviennent pas à se disperser par infiltration, ruissellement ou écoulement. La cause la plus fréquente de ces inondations est un orage qui se déplace lentement et peut déverser d’énormes quantités d’eau sur une zone limitée en très peu de temps. Les orages qui se déplacent plus rapidement sont moins gênants à cet égard, car ils donnent de la pluie sur une zone plus étendue. Les crues éclair ennoient souvent des vallées ou des gorges. Quand l’air humide est poussé vers la montagne, il s’élève, et peut provoquer un orage accompagné de pluies torrentielles. Si le vent maintient l’orage stationnaire, l’eau peut ruisseler sur les pentes de la montagne et descendre jusqu’au fond de la vallée. Les gorges sont comme des entonnoirs qui accélèrent le débit de l’eau, dont la force emporte tout sur son passage.

    Le niveau d'aléa lié à l'inondation est principalement lié¹⁴ à :

    • la hauteur maximale de submersion, de moins de 50 cm à plus d'un mètre cinquante ;
    • la durée de submersion, de quelques heures à plusieurs semaines ;
    • la vitesse d'écoulement, de moins de 50 cm/s à plus d'un mètre cinquante par seconde ;
    • la fréquence / période de retour (ie. inondation centennale) ;
    • la soudaineté, voir la typologie des inondations ;
    • l'ampleur, l'extension spatiale.
    • 

      Inondation de 2002 à Blendecques (Pas-de-Calais).

    • 

      La Nouvelle-Orléans après l'ouragan Katrina en 2005.

    • 

      Inondation de septembre 2002 à Sommières (Gard).

    • 

      Inondation de 1997 à Alicante Espagne.

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    Conséquences

    

     
    Indiens du Gujarat durant leur évacuation, lors des inondations en Asie du Sud de 2017.
    

     
    Schéma conceptuel : Conséquences des inondations.

    Les inondations touchent tous les pays du globe mais avec des effets très diversifiés. Ces catastrophes naturelles ont un impact sociétal important. En 2011, elles représentaient 1 désastre naturel sur 2 et ont causé 57,1 % du total de victimes de catastrophes naturelles dans le monde¹⁵. Il faut donc analyser leurs impacts sur la vie et la santé, sur l'économie, mais aussi sur l'environnement et l'écologie^16,13. Les politiques pour enrayer ce phénomène sont nombreuses et ne cessent de se multiplier¹⁷, car la fréquence des inondations est en hausse¹⁸.

    Vie et santé

    Les désastres hydrologiques sont ceux qui ont causé en moyenne le plus de victimes (morts et blessés) dans le monde de 2001 à 2010 (plus de 50 000 morts et en moyenne 75 millions de personnes affectées par an dans le monde¹⁹.

    Les conséquences sanitaires sont notamment un risque accru de maladies infectieuses (maladies hydriques notamment dont choléra, malaria, dengue, leptospirose, fièvre jaune, infections cutanées ou respiratoires, etc.), des blessures physiques et de la malnutrition^20,21,22. Ces conséquences peuvent être provoquées directement après la catastrophe ou à la suite d'un manque d’hygiène^23,24. Un accès diminué à l'hygiène et aux soins et médicaments aggrave la vulnérabilité à d'autres maladies tel que le VIH²¹. Des troubles psychologiques découlent souvent de la perte de proches, du logement ou des moyens de subsistance²⁴, se manifestant parfois par une perte du sens de la réalité, insomnies, cauchemar, etc. qui peuvent aussi contribuer à la dégradation de l’état physique des victimes. Des fractures et amputations sont fréquentes. Enfin, une malnutrition peut être induite par les pertes de cultures et d'animaux d'élevage et/ou la contamination des stocks d’eau potable^25,26,27. En effet, si l’on prend comme exemple le passage d’un tsunami au-dessus d’un puits, cela aura pour conséquence d’augmenter la concentration en sel de l’eau, avec aussi un impact important au niveau de la végétation²⁷. De nombreuses pertes humaines résultent soit directement de l’inondation, soit des éléments développés ci-dessus, à divers niveaux d’intensité (voir schéma).

    Les personnes âgées et les enfants sont alors particulièrement vulnérables notamment dans les pays en voie de développement, où le réseau d’égouts est souvent absent (l'inondation disperse alors les eaux grises, urines et matières fécales, ainsi que les microbes qui s'y sont développés²⁸ causant des diarrhées, la malaria, la dengue, l’amibiase, le choléra, la giardia, la shigellose et la fièvre typhoïde²⁹ comme au Bénin en 2010). La contamination humaine se fait par contact direct, ou indirect (eau infiltrée dans les puits, citernes ou autres approvisionnement en eau potable). Parfois l'eau potable est aussi « contaminée » par des intrusions salines liées à une montée du niveau marin ou à un recul des nappes d'eau douce qui laissent alors place à des eaux salées ou saumâtres non potables et impropres à l’usage agricole.

    À ces problèmes s'ajoutent les difficultés de gestion des déchets post-inondation.

    Économie

    

     
    Risque de perte économique dû aux inondations.

    Les inondations ont de nombreuses conséquences socio-économique, immédiates et différées. Elles paralysent de vastes régions, les privant souvent d'eau et d'électricité et de moyens de transport (empêchant les gens d’aller travailler)³⁰. Cuisiner, se laver, nettoyer les vêtements devient difficile. Dans certains pays du Sud, la pauvreté et le manque de connaissances en gestion des inondations aggravent souvent la situation, empêchant les habitants d'anticiper pour protéger leurs maisons ou de les réparer après l'inondation, les contraignant parfois à migrer³¹ vers d’autres hébergements temporaires, souvent difficile à trouver³². Parfois, des milliers de personnes se retrouvent sans emploi³³.

    En termes de solidarité, ce type de catastrophe peut se révéler à la fois négatif au sujet de la dépendance des pays touchés³⁴, vis-à-vis des dons et de l’aide internationale (forme d’assistance prolongée), et bénéfique pour l’amélioration des relations sociales, entre membres d’une même communauté villageoise (par exemple, unis dans la reconstruction)^35,36,37. La solidarité mondiale est parfois limitée par des états totalitaires et/ou ébranlés par des attentats terroristes (diminution, voire une interdiction des aides pour ces pays), avec comme conséquence un effet boule de neige : l'aggravation des impacts des inondations.

    Les migrations humaines sont parfois induites par la destruction massive d'infrastructures, de récoltes ou de capacité de pêche, ou encore par l’inondation de tunnels miniers…^38,39,27,40. Ces destructions causent des pertes financières pour le pays, une forte perte d’emploi à long terme (destruction d'entreprises) et souvent une détresse psychologique. Cependant, à l’échelle locale et une fois les premières semaines écoulées, la reconstruction engendrée par les inondations est source d’emploi sur le moyen terme^38,36.

    

     
    Le village d'Altencelle lors de l'inondation de Celle (Allemagne) en février 2008.

    Les inondations sont parfois une menace pour le développement de villes et villages⁴¹, notamment quand les submersions marines affaissent ou salinisent les terrains et que la zone d’habitat se retrouve sous le niveau de la mer.

    Les individus faibles et/ou pauvres (marginalisés, handicapés, âgés notamment) risquent plus lors de ces catastrophes, de par leur vulnérabilité et leur faible résilience^42,43,44,45, car ils manquent à la fois de fonds, de moyens et d’information pour s'adapter à ces contextes.

    Le niveau d’étude des populations touchées joue aussi un rôle sur l’ampleur des impacts des inondations (voir ci-dessus). Les populations rurales au parcours scolaire plus limité subissent davantage les conséquences des inondations que les populations urbaines. Ces impacts auront dès lors une incidence sur le long terme pour ces habitants⁴⁶. De plus, dans les pays du Sud, les connaissances et les moyens mis en place pour combattre les inondations sont souvent inégalement répartis, ce qui rend les zones pauvres et marginales encore plus désavantagées et démunies face à ces catastrophes⁴⁷.

    L'inondation perturbe ou bloque la production de nourriture, augmentant le nombre de personnes sous-alimentées et entravant le progrès contre la pauvreté et l'insécurité alimentaire.

    Le niveau de la mer devrait s’élever de 80 cm d’ici 2100^{[réf. souhaitée]}, augmentant considérablement le nombre de victimes d'inondations. Des conséquences économiques dramatiques et planétaires sont attendues, car une part croissante (et déjà majoritaire) de la population et des infrastructures agro-industrielles se situent près de cours d'eau ou de rivages marins⁴⁸. De nombreuses régions perçoivent déjà les effets de la montée des eaux marines, qui augmente la salinisation des terres et des eaux, affectant l’agriculture et l'aquaculture en eau douce⁴⁹. Il sera donc plus difficile de répondre à la demande alimentaire surtout dans les pays en voie de développement⁵⁰.

    Environnement

    Pour l'environnement, l'inondation a selon les cas des effets négatifs et/ou bénéfiques.

    Elle peut induire de graves dégâts environnementaux, notamment en lessivant des sols agricoles (et leurs engrais et pesticides) ou des zones industrielles polluées. Ces dégâts se répercutent sur la population, dont en affectant des cultures et via des pertes animales^51,20, engendrant des problèmes de malnutrition et de migration (lien avec les conséquences décrites précédemment). Ils peuvent avoir des couts élevés.
    Les invasions marines (tsunamis ou liées à la montée du niveau marins) peuvent aussi dégrader les forêts de mangroves⁴⁸ connues pour réduire la force des tempêtes et l’érosion côtières. Elles causent parfois une intrusion d’eau salée dans les nappes aquifères profondes et peu profondes (problème aggravé par une surexploitation des eaux souterraines observée dans le monde entier⁵², qui cause localement un l'affaissement du sol rendant les habitants encore plus vulnérables aux inondations. Venise en est l'un des nombreux exemples⁵³. L’intrusion de ces eaux salées menace aussi la biodiversité. En effet, due à cette intrusion, l’accès à l’eau douce devient de plus en plus compliqué menaçant de nombreux amphibiens, reptiles, oiseaux et animaux de grande taille.

    En zone aride ou après une canicule, l'apport d'eau est parfois bénéfique, par exemple au Pakistan ; ou en zone sahélienne (ex : Mali, Zambie, etc.) ; ou en climat de mousson (Inde, Asie du Sud-Est, etc.) ; les pays de mousson et tous ceux cultivant des plantes exigeantes en eau (riz, etc.) tirent profit de ces abondances d’eau (pour autant que ces volumes d’eau ne prennent pas des proportions trop élevées), synonymes d’une augmentation des rendements agricoles⁵⁴.

    En Thaïlande, des bassins de rétention d'eau ont visent à récolter, stocker et réutiliser les surplus d’eau de la saison humide pour le réutiliser ensuite en réduisant les impacts des sécheresses (mauvaises récoltes, diminution des ressources en eau, etc.). C'est l'un des moyens d’adaptation, qui améliore les moyens de subsistance de nombreux fermiers⁵⁵.

    L'inondation est aussi un processus naturel, nécessaire au maintien de certains écosystèmes support de la vie (ex dans les estuaires, lagunes, mares, cours d'eu, lacs et autres zones humides⁵⁶. De plus, ce processus joue un rôle important dans l’évolution géomorphologique du paysage¹².

    Ensuite, la confrontation des populations avec une catastrophe telle que celle du tsunami de 2004 améliore leur résilience. En effet, ces dernières ont acquis un niveau plus élevé de connaissances, de plans de secours individuels et de capacité de mobilisation de ressources que les habitants des zones non-affectées par ce tsunami. Ces capacités sont dues aussi aux différences de sources d’informations. Les personnes vivant dans la zone atteinte par le tsunami ont aussi pris conscience du risque pour les années à venir. Une confrontation indirecte ne serait donc pas suffisante pour commencer une bonne préparation aux catastrophes naturelles⁵⁷.

    Politique

    Enfin, une amélioration de la situation politique peut aussi faire partie des impacts positifs. En Indonésie, la situation politique dans la province d’Aceh était critique. Le mouvement séparatiste dominait la province depuis l’indépendance de l’Indonésie en 1949. Ce mouvement a notamment réussi à obtenir une pré-indépendance de l’armée et a gagné le support d’une grande partie de la population rurale. Ils luttèrent pour l’indépendance de la province contre le gouvernement du pays. Lors de l’effondrement de la dictature, plusieurs cessez-le-feu ont été proposés, sans grande amélioration de la situation. Cependant, à la suite du tsunami de 2004, les affaires internationales s’en sont mêlées et la situation d’urgence engendrée fut l’occasion de signer la paix. Grâce à cela, les deux gouvernements ont travaillé ensemble pour la reconstruction. Cependant, le nouveau gouvernement ne sera pas influencé par cette catastrophe sur le long-terme⁵⁸.

    Prévention et protection

    Information préventive

    En France, les communes où il y a un risque majeur d'inondations identifié, sont recensées par L’État dans un document synthétique appelé Dossier Départemental des Risques Majeurs (DDRM).

    Stratégies de lutte

    

     
    Conserver une zone d'expansion de crue suffisante diminuerait considérablement les dégâts des crues.
    Article détaillé : Plan de prévention du risque inondation.

    Elles sont basées sur une évaluation des flux (Atlas des zones inondables) et une double approche : préventive et curative. Préventivement, les collectivités et individus peuvent chercher à restaurer des zones d'expansion de crue suffisantes. Puisqu'il y a inadéquation entre la quantité d'eau à évacuer et les capacités hydrauliques, la gestion des inondations vise aussi à :

    • rétablir ou améliorer des capacités d'écoulement (entretien des berges, élimination des embâcles, curage…) ;
    • limiter l'imperméabilisation des sols en milieu urbain (infiltration des eaux de toitures et de ruissellement (après dépollution le cas échéant), création de noues et d'espaces verts susceptibles de servir de zone tampon).
    • favoriser la rétention et l'infiltration en amont, par la préservation et la restauration de zones humides⁵⁹, par des pratiques culturales plus adaptées et une gestion d'anticipation du ruissellement visant à stocker l'eau dès le haut du bassin versant, et en freinant son écoulement et en l'infiltrant mieux dans les sols via un réseau de marais, de mares, de fossés, talus, haies, noues, prairies et prés inondables évitant de grossir les inondations en aval.

    Dans certains cas, l'inondation met en jeu des mécanismes hydrologiques plus complexes, comme les crues de la Somme en 2001 dues pour l'essentiel à une remontée de la nappe phréatique. Celle-ci aurait contribué jusqu'à 80 % du débit du fleuve.

    Les inondations sont les objets de modélisation en fonction de leur période de retour (crues décennales, centennales, etc. Mais la pluie restera un phénomène aléatoire, dans un contexte climatique incertain et trop complexe pour que les calculs puissent tout prévoir. Les documents d'urbanisme, PLU ou SCOT doivent donc intégrer cette contrainte, le principe de prévention et précaution, et réglementer le droit à construire. Dans les pays dits développés, en cas d'aléa important, le risque de dommage aux biens et aux personnes est plus ou moins couvert par les assurances, et il doit être en France par exemple pris en compte par un plan de prévention des risques d'inondation (PPRI).

    Diverses démarches sont en cours. Ainsi, en région parisienne, on a évalué les conséquences d'une crue centennale. En dépit des travaux hydrauliques effectués en amont, sur la Seine et ses affluents, ses conséquences seraient aussi catastrophiques qu'en 1910. Les précipitations importantes du début de l'année 2002, conjuguées au niveau encore élevé des nappes phréatiques, a conduit les spécialistes à lancer une alerte au début de l'année 2002.

    Elle a permis une prise de conscience de la fragilité de certains équipements souterrains (métro et trains, transformateurs électriques, etc.) ainsi que de nombreuses entreprises ou administrations. Des plans d'intervention ont été élaborés (plan de protection du risque inondation de la RATP⁶⁰ par exemple) et des archives ont été mises à l'abri (les réserves de plusieurs musées se trouvent en sous-sol).

    Moyens de lutte

    

     
    Exemple de barrière légère destinée à protéger provisoirement et en urgence contre l'inondation, plus ou moins efficacement selon la nature du sol et le périmètre à protéger.
    

     
    Barrière de fortune faite de big-bag remplis de matériaux.

    Ils sont préventifs et curatifs et à la fois locaux et à construire à l'échelle des bassins versants. Le géographe américain Gilbert F. White (1911-2006) est l'un des premiers chercheurs à développer des méthodes de gestion des inondations.

    La restauration de zones humides, la réintroduction du castor, la lutte contre le ruissellement et contre l'imperméabilisation urbaine, la plantation de bandes enherbées, le reboisement ou l'entretien de forêts de protection, la restauration de zones d'expansion de crue en amont, dès le haut du bassin versant, etc. sont autant d'actions possibles⁵⁶.

    Les documents et règlements d'urbanisme et d'occupation du sol permettent théoriquement d'interdire, voire localement de détruire, pour raison d'intérêt général, des constructions en zone inondable. Certains règlements urbains (exemple : dispositif ADOPTA, développé en région Nord-Pas-de-Calais autour de Douai dans le nord de la France, en zone d'affaissement minier, particulièrement vulnérable) imposent que les nouvelles routes et constructions soient conçues de telle manière que les eaux pluviales soient stockées et infiltrées sur place, autant que ce serait le cas en l'absence de construction. C'est aussi une des cibles du HQE. Certaines régions ont financé des « atlas des zones inondables », par bassin versant (par exemple dans le Nord-Pas-de-Calais), comme document de porté à connaissance pour aider les communes à ne plus autoriser de construction en zone inondable.

    Les moyens curatifs sont limités. Ce sont essentiellement les pompiers ou équipes de sécurité civile qui dénoient les caves et aident la population ou les entreprises.

    Des approches globales sont nécessaires. Elles sont en Europe encouragées par la Directive cadre sur l'eau précisée en 2007 par une directive sur les inondations⁶¹, qui impose une évaluation cartographiée des enjeux, risques et conséquences (et donc des zones inondables). Ceci doit se faire par district hydrographique et/ou unité de gestion, avec pour différents scénarios l’étendue de l’inondation ; les hauteurs d’eau ou le niveau d’eau, selon le cas ; et le cas échéant, la vitesse du courant ou le débit de crue, les risques de pollution y afférant, etc. Les États doivent se définir des objectifs et des plans de gestion des risques (avant le 22 décembre 2015 dernière limite) tenant compte d'enjeux hiérarchisés et des aspects alerte, prévention, protection et préparation, en encourageant « des modes durables d’occupation des sols, l’amélioration de la rétention de l’eau, ainsi que l’inondation contrôlée de certaines zones en cas d’épisode de crue ». Ce travail doit être en accord avec la convention d'Aarhus traduite par la directive 2000/60/CE sur l'information et la consultation du public.

    Dès 2014, l'État français publie les cartes de risque et d'aléa inondation⁶². La terminologie employée pour qualifier les niveaux d'aléa représente une vraie nouveauté. Si l'aléa fréquent est représenté par une crue décennale, la crue moyenne correspond à une crue centennale ou historique si supérieure. Quant à la crue extrême, elle correspond à une crue millénale voire à l'extension de la cartographie hydro-géomorphologique⁶³.

    Des pôles d'aide et conseil émergent⁶⁴. Les inondations pourraient être exacerbées avec la fonte des glaciers et avec l'élévation du niveau de la mer. Divers travaux de prospective et modélisations (voir par exemple les programmes européens « PESETA » et « PRUDENCE ») sont en cours dans le cadre de l'adaptation aux changements climatiques, qui peuvent aider les collectivités à mieux se préparer.

    Exemples par pays

    France

    La Loire est le plus grand fleuve de France et traverse de nombreux départements avant de se jeter dans l’Atlantique. Sa vallée en aval du Bec d’Allier (près de Nevers) fut maintes fois inondée au cours des siècles passés.

    Une des nombreuses propositions pour combattre les crues, consiste en un aménagement de la Loire en amont du Bec d’Allier, par la mise en place de retenues multiples le long du parcours des deux cours d'eau. Le choix d’inonder volontairement certains secteurs des vallées satisfait à plusieurs exigences :

    • aucun dommage humain ni matériel n’est provoqué ;
    • aucun lieu habité n’est submergé ;
    • un écoulement ininterrompu des eaux fluviales.

    Ces retenues ont un fonctionnement de remplissage et de vidange purement mécanique et autonome, dépendant uniquement de la gravité⁶⁵.

    

     
    Inondation dans le Var le 15 juin 2010 (Draguignan).

    Les inondations dans le Var le 15 juin 2010 :

    Article détaillé : Inondations de juin 2010 dans le Var.

    Après des pluies exceptionnelles (jusqu'à 400 mm d'eau en 24 h, ce qui représente 3 mois et demi de pluie en 24 h), elles sont à l'origine de 26 morts.

    Un exemple d'inondation consécutive à une submersion marine qui a marqué les esprits a été, le 28 février 2010, l'inondation de la Faute-sur-Mer à la suite de la tempête Xynthia^66,67 qui a fait 29 victimes⁶⁸ et détruit 20 % du parc immobilier de la commune⁶⁹.

    En 2015, la législation évolue, imposant notamment aux schémas de coopération intercommunale de prendre en compte, au moment de leurs révisions, les nouvelles compétences des collectivités en matière d'eau, d'assainissement et de protection des inondations issues des lois de décentralisation⁷⁰.

    Depuis mars 2015, la Base de données historiques sur les inondations⁷¹ (BDHI) recense les inondations remarquables qui se sont produites en France au cours des siècles passés. Alimentée par Irstea et le Cerema, elle intègre progressivement les nouveaux événements qui surviennent, constituant ainsi une référence pour tous les acteurs de la gestion du risque.

    Pays-Bas

    Aux Pays-Bas, où 26 % du territoire est constitué de polders situés sous le niveau de la mer et où 55 % du territoire est directement exposé aux crues⁷², de nombreuses initiatives ont pour but de fortement réduire les inondations et/ou leurs impacts. Outre les expérimentations d'habitations flottantes qui sont détaillées dans les paragraphes suivants, la plus importante, dénommée Plan Delta, a consisté à protéger le pays contre toutes les submersions marines possibles.

    À IJburg, ce quartier résidentiel d’Amsterdam est composé de maisons flottantes. Ces maisons coulissent verticalement en fonction du niveau de l'eau le long de piliers qui les maintiennent en place. Ces habitations ne sont donc pas affectées par les inondations⁷³. Ces maisons peuvent en outre être transportées ou vendues, par exemple si leur propriétaire souhaite s’agrandir, il peut vendre sa maison mais conserver sa parcelle d’eau et y faire poser une maison plus vaste⁷⁴. Dans d’autres quartiers (Maasbommel, par exemple), ce sont des maisons amphibies qui sont construites. Ces dernières reposent sur des terrains à risque, en bordure de cours d’eau ou en zone inondable⁷³. Outre l’Europe, ce genre de maisons est en projet de construction au Nicaragua, dans un petit village inondé chaque année, et par conséquent, reconstruit chaque année⁷⁵.

    Mais la réalisation marquante des Pays-Bas est un projet ambitieux et technologiquement très avancé : le Plan Delta dont la mise en place a duré 40 ans (1957-1997).

    Article détaillé : Plan Delta.

    Cette initiative a pour objectif de se défendre contre les inondations maritimes localisées au Sud-Est des Pays-Bas, plus précisément dans la province de Zélande. Elle a été créée à la suite de la catastrophe de 1953, qui a entraîné d’importants dégâts matériels (150 000 hectares de terres touchées) ainsi que de nombreuses victimes (1 835 personnes). La commission Delta, mise en place 20 jours après la catastrophe, avec à sa tête M. Maris (directeur général du département de gestion des eaux), a eu pour but de donner divers conseils visant à renforcer la sécurité et à la bonne exécution du Plan Delta. Celui-ci fut ainsi élaboré et débuta fin des années 1950.

    Le Plan Delta a été l’œuvre de plusieurs décennies, se basant sur 4 objectifs : protéger les basses terres (dont notamment des villes importantes telles qu’Amsterdam ou Rotterdam), créer des lacs d’eau douce, améliorer les communications et gagner des terres cultivables, en les poldérisant. Ce plan comporte de nombreux impacts positifs, mais également négatifs.

    De nombreux impacts se sont révélés positifs, répondant aux objectifs auxquels la commission s’était fixée. En effet, le Plan Delta a permis, d'améliorer la sécurité de la population hollandaise, comme en atteste la diminution du nombre de victimes. Aussi, la construction de ces barrages a permis d’améliorer de nombreux secteurs : la mobilité (l’accessibilité d’une zone à une autre dans le Sud-Ouest s’est vue facilitée, grâce à la circulation des véhicules sur les barrages, diminuant le trajet pour les navetteurs), la navigation intérieure ou encore l’agriculture (l’alimentation en eau douce étant, grâce au plan, mieux organisée)⁷⁶.

    Cependant, malgré la volonté de protéger le pays des eaux, plusieurs paramètres n’ont pas été pris en compte dans le Plan Delta à ses débuts. À la suite de la construction de ces barrages, la santé des écosystèmes s’est fortement dégradée, entrainant des impacts négatifs sur la faune et la flore. En effet, la construction de ces diverses infrastructures n’a plus permis une action continue des marées (permettant un apport en eau salée), d’où une désalinisation des eaux à l’intérieur des barrages. Ce phénomène a eu pour conséquence la mort de nombreuses espèces de poissons et de plantes, mais également la migration d’oiseaux, ne pouvant plus subvenir à leurs besoins alimentaires. Malgré tout, des barrages à claire-voie, comme l’atteste le barrage de l’Oosterscheldekering ont été construits. Ce type de barrage présente la particularité d’être un barrage ouvert, ne se fermant que lors de crues. Ce système permet, dès lors, d’empêcher la désalinisation et donc de permettre à la faune et la flore de survivre.

    Aujourd’hui, de nouvelles mesures doivent être prises pour renforcer les effets du Plan Delta⁷⁷. En effet, l’élévation continue du niveau de la mer et les crues fluviales combinant leurs effets ont occasionné d’énormes dégâts matériels, comme on l'a vu lors des inondations des années 1993 à 1995. En effet, si les terres étaient bien protégées des eaux venant de la mer, ce n’était pas le cas de celles venant des fleuves, qui ont été la cause de ces dommages. L’instauration de ce nouveau plan, qu inclut la surélévation des digues et l'évacuation de certaines zones pour les rendre inondables, permettrait de pallier les faiblesses du plan actuel et de renforcer ainsi la sécurité en diminuant le risque d’inondation à 1 tous les 100 000 ans.

    Haïti

    

     
    Inondation à Haïti.

    Petit pays partageant l’île d’Hispaniola avec la République dominicaine, Haïti est chaque année sujette aux ouragans, de par sa position géographique. Ces derniers entrainent des inondations pouvant se révéler dévastatrices.

    Certains projets peuvent cependant contribuer à aider les Haïtiens dans leur quête d’une certaine résilience, à l’image du village de Port-à-Piment, situé au Sud-ouest d’Haïti. Ce village côtier de 14 000 habitants est en fait situé à l’embouchure d’un cours d’eau. En période cyclonique ou lors de fortes précipitations, les crues y sont fréquentes en amont de la ville et accroissent les risques d’inondations et de contamination des eaux.

    Dès 2009, le projet de construction d’un mur en gabions a été entrepris⁷⁸. En 2010, 200 mètres de murs avaient été construits et au mois d’août 2011, 250 mètres supplémentaires ont été inaugurés. De plus, une nouvelle protection de 450 mètres doit encore être construite afin de finaliser la protection et de permettre à la rivière de conserver son lit lors des situations exceptionnelles.

    Ce projet est l’aboutissement d’une collaboration entre le Programme des Nations unies pour le développement (PNUD) et le Groupe d’Initiatives pour un Port-à-Piment Nouveau (GIPPN). D’une part, le PNUD est un organisme international dont le but en Haïti est d’apporter des connaissances, des expertises et des formations, afin de permettre aux populations locales de poursuivre les projets mis en œuvre et de reconstruire eux-mêmes leur pays. Le projet mené par le PNUD s’intègre dans le cadre du « programme de Relèvement et Moyens de subsistance du PNUD dans le département du Sud », au cours duquel 300 000 $ américains ont été investis pour la construction des 450 mètres de gabions. D’autre part, le GIPPN est une association haïtienne.

    De plus, entre fin 2010 et début 2011, un projet parallèle concernant le système d’eau potable a été mené conjointement par le PNUD (à hauteur de 97 000 $ américains) et par l’association « Konbit Pou Potapiman » (KPP).

    Au niveau des résultats, ce projet a déjà eu au moins un impact positif au niveau de la qualité de l’eau de consommation et d’irrigation. Les gabions permettent de protéger le système d’irrigation, au moins face aux intempéries de faible intensité. Mais le nouveau système d’eau potable permet désormais un accès à l’eau potable pour les habitants de la ville. Indirectement, cela permet de réduire le taux de mortalité infantile et les maladies dont le cycle de vie est lié à l’eau, comme la malaria ou la diarrhée.

    Les gabions ont permis de revaloriser les terres cultivables situées en bordure de la rivière, avec un impact positif sur la sécurité alimentaire de la population. Cependant, leur efficacité face à d’intenses précipitations et face aux ouragans est plus limitée. Dans son rapport intitulé « Impacts des inondations sur la côte Sud », à la suite d’une mission de reconnaissance, le CSI (Côte Sud Initiative) juge les structures de gabionnage « nécessaires, mais pas suffisantes pour supporter de grands volumes d’eau ». Selon le CSI, des analyses hydrologiques seraient nécessaires afin de renforcer ces gabions par des structures organiques, en des points stratégiques (au moyen de bambous, par exemple)⁷⁹.

    Cameroun

    

     
    Le lac Nyos.

    Le lac Nyos se situe au Cameroun, près de la frontière avec le Nigeria. Ce lac a été formé par phénomène volcanique. Il présente deux dangers : une inondation et un relâchement d'une quantité dangereuse de CO₂ captif.

    Pour ce qui est du relâchement, un relâchement naturel de CO₂ à partir de ce lac est à l'origine d'une catastrophe environnementale qui a eu lieu le 22 août 1986. Cette catastrophe a coûté la vie à 1 700 personnes, a tué du bétail et a changé les conditions pédologiques des sols (il y a des retombées de CO₂ et le CO₂ acidifie les sols) et donc le type de végétation (ce changement de végétation a été observé par une comparaison d'images satellite⁸⁰). Cet incident a poussé des organisations à étudier le lac. Ils ont étudié le barrage naturel du lac, long de 50 mètres et haut de 40 mètres et constitué de roches pyroclastiques consolidées, et ont mis en évidence qu'il subissait une érosion régressive. Plusieurs propositions de projets⁸¹ ont été émises mais seul un dégazage contrôlé a été mis en place en 2001⁸², alors que les risques pour les populations (dont une partie est revenue sur leurs terres après la catastrophe de 1986) sont importants et les surfaces qui seraient touchées s'étalent sur les deux pays mais principalement sur le Nigeria (ces risques sont largement étudiés dans l'étude de la « tiger initiative »⁸³).

    Birmanie

    Les plantations de mangroves constituent un des moyens de protection les plus efficaces contre les inondations. De plus, elles accordent d’autres avantages aux populations locales, comme la lutte contre l’érosion et l’apport de nourriture (poissons) pour les populations locales. Avec l’aide de certaines ONG (comme Malteser International, l'agence de secours international de l'ordre souverain de Malte pour l'aide humanitaire^84,85), de plus en plus de mangroves sont plantées dans les pays du Sud. Malteser International a aidé la communauté de Kyae Taw à planter près de 18 000 mangroves, protégeant ainsi plus de 3 000 habitants de deux villages de la commune de Sittwe⁸⁶.

    Grandes inondations

    Parmi les grandes inondations qui ont frappé les esprits figurent :

    • l'Inondation de Grenoble en 1219 à l'origine du symbole du Serpent et du dragon ;
    • la crue de la Seine de 1910, qui bien que n'ayant fait que peu de victimes a fait d'importants dégâts ;
    • la crue du Mississippi de 1927 a fait 200 victimes, bien moins que l'inondation causée par la mer du Nord en 1953 (plus de 1800 victimes) ;
    • la grande inondation de Valence en Espagne en 1957 a fait 80 victimes, soit à peine plus que l'inondation du Midwest américain de 1993 (50 victimes), ce qui est bien moins important que les inondations de 2010 au Pakistan (1760 victimes) ou de 2011 en Thaïlande (652 victimes) ;
    • les grandes crues en Bourgogne et dans l'Aube en mai 2013, et dans les Pyrénées en juin 2013⁸⁷.
    Article détaillé : Crue du 18 juin 2013 en pays Toy.

    Incidents liés à une inondation

    • Inondation des salles machines de la centrale nucléaire de Nogent : incident de niveau 1
    • Inondation de la centrale nucléaire du Blayais en 1999, incident de niveau 2

    Résilience

    Selon les contextes les sociétés humaines, les villes et les zones d'activité sont plus ou moins résilientes face aux inondations, d'autant plus qu'elles s'y sont préparées.

    Si les zones inondables sont des prairies gérées pour qu'elles puissent continuer à servir de zones d'expansion de crue, si les fonds de vallées inondables sont occupés par des prairies plutôt que par des champs vulnérables à l'érosion hydrique ou à la submersion et que les habitations et infrastructures sensibles sont placés en hauteurs (sur des talus pour les voies ferrées par exemple), si les réseaux techniques (gaziers, électriques, de fibre optique, d'égouts, etc.) sont prévus pour résister à la submersion de quelques jours ou semaines⁸⁸, alors les effets d'une inondation peuvent être fortement atténués.

    Certains groupes humains vivent traditionnellement au bord de grands fleuves dans des maisons construites sur de hauts pilotis les mettant à l'abri des plus hautes eaux.

    Le risque inondation diminue après la catastrophe si une transformation des mentalités s'engage pour d'une part adapter la conception des réhabilitions des habitats endommagés et d'autre part améliorer l'organisation de la protection des populations⁸⁹. Ceci avec des actions à court terme (exemples : alerte météo personnalisée, programme d'aide à l'adaptation des logements), à moyen terme (exemple : travaux de ralentissement de la dynamique des inondations) et à long terme (exemple : amélioration de la transparence hydraulique de l'habitat dans le contexte du changement climatique)⁸⁹.

    Empreinte dans la culture

    Dans la mythologie grecque, à l'occasion de son témoignage sur la vengeance des dieux contre Laomédon et le sacrifice d'Hésione, le poète romain Ovide identifie le monstre marin Céto à une inondation⁹⁰.

    Notes et références

    • Patrice Melé et Corinne Larrue, Territoires d'action : Aménagement, urbanisme, espace, L'Harmattan, coll. « Itinéraires géographiques », 2008, 274 p. (ISBN 978-2-296-06304-4 et 2-296-06304-7), p. 200
    • Helga-Jane Scarwell et Richard Laganier, Risque d'inondation et aménagement durable des territoires, Villeneuve d'Ascq, Presses universitaires du Septentrion, 2004, 241 p. (ISBN 2-85939-870-8, lire en ligne [archive]), p. 21
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    • (en) « Future flood losses in major coastal cities » [archive] ; magazine Nature, le 18 août 2013.
    • Voir vidéo [archive] avec le point de vue de l'ingénieur agronome Claude Bourguignon.
    • Quatrième rapport d'évaluation du Groupe de travail II du GIEC [archive] (page 7/20)
    • D [ 6.4, 16.3 ].
    • D [6.4 ; 6.5 ; T6.11].
    • Julien Gargani et G. Jouannic, « Les liens entre Société, Nature et Technique durant les derniers 200 ans : analyse dans deux vallées françaises », VertigO, vol. 15, n^o 3,‎ 2015.
    • Julien Gargani, Crises environnementales et crises socio-économiques, Paris, Ed. L’Harmattan, 2016, 156 p..
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    Voir aussi

    Sur les autres projets Wikimedia :

    • Inondation, sur Wikimedia Commons
    • inondation, sur le Wiktionnaire

    Bibliographie

    • Michel Lang et Denis Cœur, Les inondations remarquables au XX^e siècle, Éditions Quae, 2014, 640 p. (lire en ligne [archive]).
    • Jean-Noël Salomon, L'homme face aux crues et aux inondations, Presses Universitaires de Bordeaux, 1997, 136 p. (lire en ligne [archive]).

    Articles connexes

    

    

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    • Gestion du risque inondation Connaissances et outils au service de l'aménagement des territoires [archive], Sciences, Eaux &Territoires, n°23, 2017
    • Rapport de la mission sur les inondations de septembre 2002 dans le sud-est [archive] du ministère de la Santé de la France
    • Directive 2007/60/CE du Parlement européen et du Conseil du 23 octobre 2007 relative à l’évaluation et à la gestion des risques d’inondation [archive]
    • Risque inondation : de la recherche à l'opérationnel [archive], site Irstea, 2016
    • Site web de l'eau douce [archive], site gouvernemental canadien
    • Cartes des zones inondables de Wallonie [archive], en Belgique
    • Service de Prévision des Crues en France [archive]
    • Histoire de la lutte contre les crues en Suisse (209 pages), par l'ASSETS [archive]
    • French - King County Flood Safety Video [archive].(Archive [archive]) King County Flood Control District, Comté de King (Washington). (YouTube [archive])
    • Inondations causées par les drainages agricoles [archive]
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      Le vent est le mouvement au sein d’une atmosphère, masse de gaz située à la surface d'une planète, d'une partie de ce gaz. Les vents sont globalement provoqués par un réchauffement inégalement réparti à la surface de la planète provenant du rayonnement stellaire (énergie solaire), et par la rotation de la planète. Sur Terre, ce déplacement est essentiel à l'explication de tous les phénomènes météorologiques. Le vent est mécaniquement décrit par les lois de la dynamique des fluides, comme les courants marins. Il existe une interdépendance entre ces deux circulations de fluides.

      Les vents sont généralement classifiés selon leur ampleur spatiale, leur vitesse (ex. : échelle de Beaufort), leur localisation géographique, le type de force qui les produit et leurs effets. La vitesse du vent est mesurée avec un anémomètre mais peut être estimée par une manche à air, un drapeau, etc. Les vents les plus violents actuellement connus ont lieu sur Neptune et sur Saturne.

      Le vent est l'acteur principal de l'oxygénation des océans ainsi que des lacs de haute montagne, par agitation et mise en mouvement de leurs surfaces. Il permet le déplacement de nombreux agents organiques et minéraux et d'expliquer la formation de certaines roches sédimentaires (ex. : lœss^[1]). Il influence le déplacement des populations d’insectes volants, la migration des oiseaux, il façonne la forme des plantes et participe à la reproduction de certains végétaux. L'érosion éolienne participe parfois à la morphologie du relief local (ex. : congère de neige, dunes). Le vent a inspiré dans les civilisations humaines de nombreuses mythologies. Il a influé sur les transports, voire les guerres, mais également fourni des sources d’énergie pour le travail purement mécanique (ex. : moulins à vent) et pour l’électricité (ex. : éoliennes). Il participe même aux loisirs.

      Le vent fait le plus souvent référence aux mouvements de l’air dans l'atmosphère terrestre. Par extension, le mouvement de gaz ou de particules polarisées allant du Soleil vers l’espace extérieur est appelé vent solaire et l’échappement gazeux de particules légères d’une atmosphère planétaire vers l’espace est nommé le vent planétaire.

      

       
      Une manche à air permet d'évaluer approximativement la vitesse du vent, et sa direction.

      Définitions et histoire

      

       

      Les vents sont souvent classifiés selon leur force et la direction d’où ils soufflent. Il existe plusieurs échelles de classification des vents dont les plus connues sont l'échelle de Beaufort et l'échelle de Fujita. La première classe la force des vents selon treize niveaux qui vont du calme à celui des vents de force d'ouragan, en passant par la brise, le coup de vent et la tempête. La seconde classifie la force des vents dans une tornade.

      Les pointes de vents au-dessus du vent moyen sont appelées rafales^[2]. Lorsque le vent moyen augmente durant une courte période, il s'agit de bourrasques de vents^[3]. Des vents violents associés à un orage sont appelés rafales descendantes^[4], connues en mer comme des grains^[5]. Des vents violents sont associés avec plusieurs autres phénomènes météorologiques tels les cyclones tropicaux, les tempêtes et les tornades.

      Le premier instrument de mesure du vent est la girouette, invention de la Grèce antique destinée à indiquer la direction du vent. Nous devons la première description scientifique des phénomènes éoliens à Evangelista Torricelli qui mit en évidence la pression atmosphérique de l'air avec son baromètre et à Blaise Pascal qui fut le premier à décrire le vent comme un mouvement de l'air^[6], un courant d'air plus ou moins puissant ainsi que la diminution de pression avec l'altitude puis Robert Hooke construira le premier anémomètre. Benjamin Franklin se lancera lui dans les premières descriptions et analyses de vents dominants et de systèmes météorologiques^[7].

      Vent réel, vitesse, apparent

      Lorsqu’un véhicule ou une personne se déplace, le vent ressenti au cours du déplacement peut être très différent du vent généré par les conditions météorologiques avec des conséquences parfois importantes. On distingue :

      • vent réel^[8] : le vent qui est ressenti par un observateur immobile par rapport au sol : il est dû uniquement au déplacement de l’air autour de celui-ci. Sa direction et sa force peuvent être lues sur un instrument fixé sur le lieu où l’observateur se situe : ces valeurs sont théoriquement celles communiquées par les bulletins météorologiques (avec une fiabilité variable). Le qualificatif de « réel » est utilisé quand l’observateur se situe à bord d’un engin se déplaçant (avion, voilier…) pour le différencier d’autres composantes du vent engendré par le déplacement : vent apparent ou le vent dû à la vitesse. Ce vent a une composante moyenne à laquelle s'ajoutent souvent des rafales, soit des hausses soudaines et temporaires de sa vitesse ;
      • vent vitesse ou vent relatif^[8],[9] : le vent généré par le seul déplacement de l’observateur, égal en intensité, de même direction, et opposé en sens, à la vitesse relative de celui-ci. Il est d’autant plus fort que la vitesse de déplacement est élevée. C’est par exemple le vent que l’on ressent lorsque l’on se déplace à vélo, en l’absence de tout vent réel ;
      • vent apparent (pour la navigation maritime)^[8],[9] : le vent tel qu’il est ressenti par l’observateur en déplacement, somme vectorielle des deux précédents, c’est-à-dire du vent réel et du vent vitesse (ou relatif). La notion de vent apparent est surtout utilisée en voile ou en char à voile : en effet, le vent ressenti sur le bateau dépendra non seulement du vent réel, mais également de la vitesse du bateau, ce qui conduit à devoir ajuster le réglage des voiles. C’est le vent que reçoit effectivement la voile.

      Tendances sur 30 ans

      En météorologie, on ne considère une tendance comme crédible qu'après au moins 30 ans de mesures. En 2019, la revue Science a publié un travail réalisé par l'Université de Melbourne basé sur l’analyse d'environ 4 milliards de mesures (de vitesse de vent et de hauteur de vagues), issues de 33 ans de suivi météorologique (1985-2018) par 31 missions satellitaires ayant utilisé 3 instruments indépendants : altimètres, radiomètres et diffusomètres. C’est l’étude la plus complète jamais faite sur le sujet^[10].

      Elle confirme qu'au-dessus des mers, depuis 33 ans, la vitesse moyenne des vents n’a que faiblement augmenté. Par contre la vitesse des vents forts (90^e centile) tend, elle, à fortement augmenter (ainsi par conséquent que la hauteur des vagues). Ces résultats ont un degré de confiance élevé car trois types d’instruments différents rapportent tous la même augmentation^[10].

      Curieusement, alors qu'habituellement c'est l’hémisphère nord qui semble le plus touché par les changements rapides du climat, pour ce qui concerne le vent et la hauteur des vagues, c’est l’hémisphère sud qui se montre le plus fortement touché (la vitesse des vents de tempêtes a augmenté de 1,5 m/s, soit + 8 %, en 33 ans)^[10]. Cette augmentation correspond à une énorme quantité d’énergie qui anime les masses d'air, en entraînant une hausse de 30 cm (+5 %) de la hauteur moyenne des vagues. Au nord la tendance est la même, mais avec une augmentation moins rapide et/ou moins forte, de même au centre du Pacifique^[10]. L’Europe de l'Ouest est sur les cartes faites par cette étude située dans une zone « rouge », alors que l'Ouest américain semblent presque épargnés^[10].

      Les effets indirects de ce phénomène sont encore mal compris, mais outre un risque accru d’accidents maritimes et une hausse de consommation d’énergie pour la marine (marchande et de guerre), et outre les dégâts érosifs croissants observés sur les îles, récifs, mangroves, certains estuaires et littoraux, le vent et les vagues modifient le trait de côte et les sédiments, la turbidité de l’eau (et donc la pénétration de la lumière nécessaire à la photosynthèse), les courants, l’oxygénation et l’absorption/désorption de CO₂ et de méthane, la fracturation de la banquise antarctique ou encore la répartition et la distance parcourue par les embruns salés (un sol trop salinisé devient improductif). Le vol des oiseaux (et plus encore des insectes) ou la circulation des pollens, des particules et de certains polluants, envols de microplastiques, etc. peuvent en être changés… L’augmentation combiné du vent de tempête (+ 8 % au sud) et des vagues aggrave fortement les phénomènes de surcote^[10].

      Selon Ian Young de l'Université de Melbourne et co-auteur du rapport, le fait que le changement soit plus rapide et intense au sud de la planète est « particulièrement inquiétant car la houle de l'océan Austral détermine la stabilité de la majeure partie de l'hémisphère sud » (communiqué de l'université)^[11]. Pour le rapport du GIEC, en préparation en 2019, de nouveaux modèles climatiques sont en construction ou en test dans le monde. Ceux-ci devraient éclairer ce phénomène si ce n’est l’expliquer^[11].

      Échelles

      Articles détaillés : Échelle de Beaufort, Échelle de Fujita améliorée et Échelle de Saffir-Simpson.

      Plusieurs échelles de classification des vents existent, la plus commune est celle de Beaufort utilisée par les marins. Celle-ci est une échelle de mesure empirique, comportant 13 degrés (de 0 à 12), de la vitesse moyenne du vent sur une durée de dix minutes utilisée dans les milieux maritimes. Initialement, le degré Beaufort correspond à un état de la mer associé à une « fourchette » de la vitesse moyenne du vent. Même si, de nos jours, cette vitesse peut être mesurée avec une bonne précision à l'aide d'un anémomètre, il reste commode, en mer, d'estimer cette vitesse par la seule observation des effets du vent sur la surface de la mer.

      L'échelle de Fujita est une échelle de classement de la force des tornades selon les dommages causés. Elle est utilisée aux États-Unis pour remplacer l'échelle originale de Fujita depuis la saison estivale 2007. Elle a été développée pour pallier les faiblesses notées dans l'échelle originale qui montraient des incertitudes quant à la force des vents nécessaires pour causer certains dommages et à l'évaluation de situations similaires mais ayant affecté des constructions de différentes solidités.

      Finalement, l'échelle de Saffir-Simpson pour les cyclones tropicaux, nommés « ouragans », se formant dans l'hémisphère ouest, qui inclut les bassins cycloniques de l'océan Atlantique et l'océan Pacifique nord à l'est de la ligne de changement de date. Elle est graduée en cinq niveaux d'intensité, correspondant à des intervalles de vitesses de vents normalisés. Pour classer un cyclone sur cette échelle, la vitesse des vents soutenus est enregistrée pendant une minute à une hauteur de 10 mètres (33 pieds), la moyenne ainsi obtenue est comparée aux intervalles (voir les catégories d'intensité).

      Circulation atmosphérique

      Article détaillé : Circulation atmosphérique.
      

       
      Schéma des circulations atmosphériques terrestres.

      On distingue trois zones de circulation des vents entre l'équateur et les pôles. La première zone est celle de Hadley qui se situe entre l'équateur et 30 degrés Nord et Sud où l'on retrouve des vents réguliers soufflant du nord-est dans l'hémisphère nord et du sud-est dans celui du sud : les alizés. Les navigateurs à voile ont depuis longtemps utilisé cette zone de vents réguliers pour traverser les océans. La seconde se situe aux latitudes moyennes et est caractérisée par des systèmes dépressionnaires transitoires où les vents sont surtout d'ouest, c'est la cellule de Ferrel. Finalement, la cellule polaire se retrouve au nord et au sud du 60^e parallèle avec une circulation de surface généralement d'est^[12]. Entre ces trois zones, on retrouve les courants-jets, des corridors de vents circulant autour de la planète à une altitude variant entre 10 et 15 km et qui sont le lieu de frontogenèses.

      Ces traits généraux de la circulation atmosphérique se subdivisent en sous-secteurs selon le relief, la proportion mer/terre et d'autres effets locaux. Certains donnent des vents ou des effets sur de grandes étendues alors que d'autres sont très locaux.

       

      El Niño et La Niña

      Articles détaillés : El Niño et La Niña (météorologie).

      La cellule du Pacifique, entièrement océanique, est particulièrement importante. On lui a donné le nom de cellule de Walker en l'honneur de Sir Gilbert Walker, dont le travail a conduit à la découverte d'une variation périodique de pression entre les océans Indien et Pacifique, qu'il dénomma l’oscillation australe. Le courant de Humboldt, venant de l'Antarctique, refroidit la côte occidentale de l'Amérique du Sud, créant une grande différence de température entre l'ouest et l'est du continent, laquelle donne lieu à une circulation directe semblable à celle de Hadley mais limitée à la zone Pacifique^[13]. El Niño est un courant d'eau chaude de surface qui envahit la partie orientale du Pacifique Sud à la suite d'un affaiblissement des alizés, vents équatoriaux, déplaçant la cellule de Walker et permettant à l'eau plus chaude du Pacifique Sud-Ouest de se déplacer vers l'est^[14]. Les remontées d'eau froide qui se retrouvent habituellement le long de la côte de l'Amérique du Sud sont coupées ce qui modifie grandement le climat, non seulement dans le Pacifique Sud mais également la circulation atmosphérique générale à des degrés divers. Par exemple, El Niño empêche la formation de tempêtes tropicales et d'ouragans sur l'océan Atlantique, mais augmente le nombre de tempêtes tropicales qui touchent l'est et le centre de l'océan Pacifique^[14].

      La Niña est l'inverse du phénomène El Niño alors que l'eau chaude de surface se déplace plus vers l'Asie^[15]. Il ne s'agit pas d'un retour vers la situation normale mais un extrême de l'autre côté. Il n'y a pas de symétrie entre les deux phénomènes, on a relevé par le passé davantage d'épisodes El Niño que d'épisodes La Niña^[15].

      Mousson

      Rose des vents sur la mer Méditerranée[16]
      Tramontane Grec Levant Sirocco Marin Libeccio Ponant Mistral

      Article détaillé : mousson.

      La mousson est le nom d'un système de vents périodiques des régions tropicales, actif particulièrement dans l'océan Indien et l'Asie du Sud. Il est appliqué aux inversions saisonnières de direction du vent le long des rivages de l'océan Indien, particulièrement dans la mer d'Arabie et le golfe du Bengale, qui souffle du sud-ouest pendant six mois et du nord-est pendant l'autre semestre. La mousson est un exemple extrême des brises de terre et brises de mer car elle ne s'inverse pas sur un mode nocturne/diurne ^[17].

      Autres vents célèbres

      Voir aussi : Liste des vents et Liste des vents de France.

      Il existe également des systèmes météorologiques si anciens et si stables que ces vents ont reçu un nom, voire étaient parfois considérés comme des divinités comme au Japon pour les kami kaze^[18]. De très nombreux vents célèbres existent autour du monde tels le couple Mistral/Tramontane, le sirocco, le Chinook, le Khamsin ou encore le Simoun.

      Origine du vent

      Les causes principales des grands flux de circulation atmosphérique sont : la différence de température entre l’équateur et les pôles, qui provoque une différence de pression, et la rotation de la Terre qui dévie le flot d'air qui s'établit entre ces régions. Des différences locales de pression et de températures vont quant à elle donner des circulations particulières comme les brises de mer ou les tornades sous les orages.

      Cas général

      

       
      Diagramme qui montre comment les vents sont déviés pour donner une circulation anti-horaire dans l’hémisphère Nord autour d’une dépression. La force de gradient de pression est en bleu, celle de Coriolis en rouge et le déplacement en noir.

      La pression atmosphérique en un point est la résultante surfacique du poids de la colonne d’air au-dessus de ce point. Les différences de pression qu’on note sur le globe terrestre sont dues à un réchauffement différentiel entre ces points^[19]. En effet, l’angle d’incidence du rayonnement solaire varie de l’équateur aux pôles. Dans le premier cas, il est normal à la surface de la Terre alors que dans le second, il est rasant. Cette variation conditionne le pourcentage d’énergie solaire reçue en chaque point de la surface terrestre. De plus, les nuages reflètent une partie de cette énergie vers l’espace et elle est absorbée différemment selon le type de surface (mer, forêt, neige, etc.).

      La différence de pression ainsi créée induit un déplacement d’air des zones de haute pression vers les zones de basse pression. Si la Terre ne tournait pas sur son axe, la circulation serait rectiligne entre les régions de haute et les régions de basse pression. Cependant, la rotation de la Terre entraîne une déviation de la circulation sous l'effet de la force de Coriolis^[19],[20], cette déviation étant vers la droite dans l'hémisphère nord et vers la gauche dans l'hémisphère sud. L'air subit ainsi une somme vectorielle des deux forces (force de Coriolis et résultante des forces de pression).

      À mesure que les parcelles d'air changent de direction, la force de Coriolis change également de direction. Lorsque les deux sont presque égales et de directions opposées, la direction du déplacement de l’air se stabilise pour être presque perpendiculaire au gradient de pression (voir figure ci-contre). La petite différence qui subsiste laisse une accélération vers la plus basse pression, la direction du vent reste donc orientée un peu plus vers les basses pressions ce qui fait que le vent tourne autour des systèmes météorologiques. Aux forces de pression et de Coriolis, il faut ajouter le frottement près du sol, la force centrifuge de courbure du flux et la tendance isallobarique, pour correctement évaluer le vent dans le cas général.

      À grande échelle dans l'hémisphère nord, les vents tournent donc dans le sens horaire autour d'un anticyclone, et anti-horaire autour des dépressions. L'inverse est vrai pour l'hémisphère sud où la force de Coriolis est inverse^[20]. On peut déterminer sa position entre ces deux types de systèmes selon la loi de Buys-Ballot : un observateur situé dans l'hémisphère nord qui se place dos au vent a la dépression à sa gauche et l'anticyclone à sa droite. La position des zones de pressions est inversée dans l'hémisphère sud.

      Cas particuliers

      

       
      Vents locaux à travers le monde. Ces vents sont généralement créés par des échauffements de terrain ou des effets montagneux.

      La force de Coriolis s’exerce sur de longues distances ; elle est nulle à l’équateur et maximale aux pôles. Dans certaines situations, le déplacement d’air ne s’exerce pas sur une distance suffisante pour que cette force ait une influence notable. Le vent est alors causé seulement par le différentiel de pression, le frottement et la force centrifuge. Voici quelques cas qui se produisent lorsque la circulation générale des vents est nulle, très faible, ou quand on doit tenir compte d'effets locaux^[21]:

      Effets des montagnes

      

       
      Effet d'ondulation avec amortissement sur un vent à cause d'une montagne. La dépression de la masse d'air au sommet de la montagne (contexte plus froid) peut déclencher la nucléation des gouttes d'eau et la création d'un nuage de sommet.

      Les montagnes ont différents effets sur les vents. Le premier est l’onde orographique lorsque le vent soufflant perpendiculairement à une barrière montagneuse doit remonter la pente. Si l'environnement est stable, la masse d'air redescendra du côté aval de l'obstacle et entrera en oscillation autour d'une hauteur qui peut être largement supérieure au sommet de celui-ci. Par contre, si l'air est instable, l'air continuera de s'élever, avec ou sans oscillation. Dans ces conditions, le frottement et la poussée d'Archimède doivent être pris en compte lors de la modélisation du vent, comme c'est le cas pour le foehn. Les pluies en sont modifiées.

      L’air froid plus dense en haut d’une montagne y crée une pression plus forte que dans la vallée et provoque un autre effet. Le gradient de pression fait alors dévaler la pente à l’air sur une distance insuffisante pour que la force de Coriolis le dévie. Cela engendre donc un vent catabatique^[22]. On rencontre ce genre d’effet le plus souvent la nuit. Ils sont également très communs au front d’un glacier, par exemple, sur la côte du Groenland et de l’Antarctique à toute heure.

      Le vent anabatique est un vent ascensionnel d'une masse d'air le long d'un relief géographique dû au réchauffement de celui-ci et donc l'opposé du vent précédent^[23]. Diverses conditions météorologiques peuvent créer un vent anabatique, mais il s'agit toujours de la formation d'une différence de température entre les masses d’air au-dessus des vallées et celles réchauffées sur leurs pentes qui cause une circulation d’air. Il est donc aussi appelé vent de pente et se produit le plus souvent le jour.

      Effets de la végétation et de la rugosité du paysage

      La rugosité du paysage et en particulier la rugosité « molle » (celle des forêts, bocages, savanes, par rapport aux roches et immeubles qui ne bougent pas) des arbres a un impact sur les vents et les turbulences, et indirectement sur les envols ou dépôts de poussières, la température, l'évaporation, le mélange de la partie basse de la colonne d'air (de la hauteur des pots d'échappement à la hauteur où sont émis les panaches de cheminées d'usines ou de chaudières urbaines par exemple), la régularité du vent (important pour les installations d'éoliennes ou de fermes éoliennes), etc. À cet effet, Kalnay et Cai dans la revue Nature, avaient en 2003 posé l'hypothèse que les arbres freinaient significativement le vent^[24]. En forêt tropicale dense, hormis lors des tempêtes, au sol on ne sent presque plus les effets du vent. La plupart des arbres n'y produisent leurs puissants contreforts que quand ils émergent au niveau de la canopée où ils sont alors exposés à un éventuel déracinement par le vent.

      On a récemment réanalysé les données météorologiques de mesure des vents de surface (vent à 10 mètres de hauteur) qui confirment dans l’hémisphère nord une tendance au ralentissement. Il semble que les forêts puissent, dans une certaine mesure, freiner le vent et la désertification l'exacerber. Là où la forêt a regagné du terrain, la force du vent a diminué (de 5 à 15 %)^[25], de manière d'autant plus visible que le vent est fort. Les vents géostrophiques (induits par les variations de pression atmosphérique) n'ont pas diminué, et les radiosondes ne montrent pas de tendance au ralentissement en altitude^[26]. Le bocage est une structure écopaysagère qui modifie également les effets du vent en créant des microclimats atténuant le vent, mais aussi les chocs thermo-hygrométriques et l'érosion des sols.

      Brises de terre/brises de mer

      Article détaillé : Régime de brise.
      

       
      Brise de mer (haut) / Brise de terre (bas).

      Durant le jour, près des côtes d’un lac ou de la mer, le soleil réchauffe plus rapidement le sol que l’eau. L’air prend donc plus d’expansion sur terre et s’élève, créant une pression plus basse que sur le plan d’eau. Une fois encore cette différence de pression se crée sur une distance très faible et ne peut être contrebalancée par les forces de Coriolis. Une brise de mer (lac) s’établit donc. La même chose se produit la nuit mais en direction inverse, la brise de terre^[27],[28].

      On observe des différences de pressions jusqu'à deux millibars et proportionnelles aux masses de terre et d'eau en présence. Cette brise peut résister à un autre vent jusque de l'ordre de 15 km/h (8 nœuds) ; au-delà, elle est en général annulée, ce qui ne signifiera pas un calme plat mais plutôt un système météo instable. Ceci explique également pourquoi il y a très rarement un calme plat en bord de mer mais aussi des vents plus tourmentés qu'à l'intérieur des terres ou en mer.

      Effets des vallées (goulets)

      Dans certaines conditions de contraintes, par exemple dans des vallées très encaissées, l’air ne peut que suivre un chemin. Si le gradient de pression devient perpendiculaire à la vallée, le vent sera généré exclusivement par la différence de pression. C'est le vent antitriptique. On trouve aussi des accélérations dans les resserrements par effet Venturi qui donne un « vent de goulet » et un « courant-jet de sortie de vallée » alors que l'air descendant la vallée envahit la plaine.

      Effets de méso-échelle

      Dans d’autres cas, la pression et la force centrifuge sont en équilibre. C’est le cas des tornades et des tourbillons de poussières où le taux de rotation est trop grand et la surface de la trombe est trop petite pour que la force de Coriolis ait le temps d’agir.

      Finalement, dans le cas de nuages convectifs comme les orages, ce n’est pas la différence de pression mais l’instabilité de l’air qui donne les vents. Les précipitations ainsi que l’injection d’air froid et sec dans les niveaux moyens amènent une poussée d'Archimède négative (vers le bas) dans le nuage. Cela donne des vents descendants qui forment des fronts de rafales localisés^[29].

      Modélisation du vent

      

       
      Le vent géostrophique est parallèle aux isobares avec les plus basses pressions à gauche.
      

       
      Analyse de surface du Grand Blizzard de 1888. Les zones ayant des variations isobariques plus élevées indiquent les plus forts vents.

      Le vent dépend donc de plusieurs facteurs. Il est la résultante des forces qui s’exercent sur la parcelle d’air : la pression, la force de Coriolis, le frottement et la force centrifuge. Le calcul complet se fait avec les équations du mouvement horizontal des équations primitives atmosphériques. En général, la force centrifuge est négligée car la vitesse de rotation autour de la dépression est trop lente et sa valeur est donc très petite par rapport aux autres forces. Cependant, dans une circulation rapide comme celle d’une tornade, il faut en tenir compte.

      Paramétrisation

      Avec ces équations, les cartes météorologiques permettent d’estimer le vent en connaissant la pression, la latitude, le type de terrain et les effets locaux même si on n’a pas de mesure directe. Pour l’aviation au-dessus de la couche limite atmosphérique, où le frottement est nul, on utilise une approximation du vent réel que l'on peut obtenir par les équations du vent géostrophique^[30]. Il est le résultat de l'équilibre entre les forces de Coriolis et de la variation horizontale de pression seulement. Ce vent se déplace parallèlement aux isobares et sa vitesse est définie approximativement par le gradient de pression^[31].

      Le vent du gradient est similaire au vent géostrophique mais en reprenant en plus la force centrifuge (ou accélération centripète) quand la courbure du flux est significative^[32]. Il est, par exemple, une meilleure approximation du vent autour d'une dépression ou d'un anticyclone.

      Près du sol, dans la couche limite, le frottement cause une diminution des vents par rapport à l’estimation précédente selon ce qu’on appelle la spirale d'Ekman. En général^[30], le vent est de 50 à 70 % du vent géostrophique sur l’eau et entre 30 et 50 % de ce vent sur la terre ferme. Plus le vent est diminué par le frottement, plus il tourne vers la plus basse pression ce qui donne un changement vers la gauche dans l’hémisphère nord et vers la droite dans celui du sud. Cette différence entre les vents réels et géostrophiques se nomme le vent agéostrophique^[33]. Il est donc particulièrement important dans la couche limite mais existe également au-dessus de celle-ci car le vent géostrophique n'est qu'une approximation. Le vent agéostrophique est important dans l'alimentation en air humide des dépressions ce qui leur fournit de l'énergie^[34].

      Dans les endroits accidentés où le flux d’air est canalisé ou dans les situations où le vent n’est pas dû à un équilibre entre pression, force de Coriolis et frottement comme mentionné précédemment, le calcul est beaucoup plus difficile. Parmi ces cas figurent :

      1. le vent antitriptique où on a un équilibre entre la pression et le frottement ;
      2. le vent catabatique où l’air froid descend des hauteurs ;
      3. le vent anabatique où de l’air est forcé vers le haut d’une pente.

      Pour calculer la variation du vent avec l'altitude, le concept de vent thermique a été développé. Il s'agit de la différence du vent géostrophique entre deux niveaux de l'atmosphère^[35]. Il porte le nom de thermique parce que la variation du vent avec l'altitude dépend de la variation horizontale de température comme vu antérieurement. Ainsi dans une masse d'air isotherme, dite barotrope, le vent ne varie pas avec l'altitude alors qu'il variera dans une atmosphère barocline. C'est dans cette dernière situation, près des fronts météorologiques, que l'on retrouve des vents qui augmentent rapidement avec l'altitude pour donner un corridor de vent maximal juste sous la tropopause que l'on appelle un courant-jet.

      Échelle de fluctuation du vent

      

       
      Graphique de Van der Hoven montrant la force des vents en fonction de la période de retour.

      Pour une altitude inférieure à 1 000 mètres environ, là où se trouvent les ouvrages bâtis, les forces de frottement dues à la rugosité du sol et les phénomènes thermiques régissent en grande partie les écoulements d’air. Ces phénomènes engendrent des fluctuations de la vitesse du vent, dans le temps et dans l’espace, susceptibles d’exciter les structures les plus souples. Cette zone est appelée couche limite de turbulence atmosphérique.

      L’analyse spectrale de la vitesse du vent dans la couche limite turbulente permet de mettre en évidence plusieurs échelles temporelles de fluctuation. La figure ci-contre montre l’allure d’un spectre de densité de puissance représentatif de la vitesse horizontale du vent à 100 mètres au-dessus du sol d’après Van der Hoven. Il s'agit d'une représentation statistique de la répétitivité des fluctuations de puissance du vent en ce point : « La turbulence atmosphérique peut être illustrée par l'existence de tourbillons au sein d’un écoulement. La turbulence est ainsi constituée de mouvements parfaitement aléatoires balayant un large spectre d’échelles spatiales et temporelles » ^[36].

      La partie gauche du graphe concerne les systèmes à l'échelle planétaire qui ont une périodicité entre 1 jour et un an, ce qui correspond à une période de retour de différents types de systèmes météorologiques synoptiques. Ainsi, un an représente les vents annuels comme les alizés, quatre jours les vents associés avec la période moyenne entre deux dépressions météorologiques et 12 heures les vents diurnes et nocturnes en alternance. La partie droite du graphe concerne les conditions locales reliées à des conditions de relief ou autres effets de méso-échelle comme la distribution des nuages, le gradient thermique vertical, la vitesse moyenne du vent, la rugosité des sols, etc. Le « trou » entre une heure et dix minutes au milieu correspond à des périodes de grand calme quand les turbulences s'annulent elles-mêmes^[36],[37].

      Les sollicitations répétées et aléatoires des turbulences peuvent solliciter les modes propres de certains ouvrages et conduire à leur ruine si cela n’a pas été pris en compte lors du dimensionnement (comme le pont du détroit de Tacoma en 1940).

      Prévisions météorologiques de court et moyen terme

      

       
      Carte météorologique de l'Europe, 9 et 10 décembre 1887.
      Article détaillé : Prévision météorologique.

      Le vent en tant que médium de transport des particules et aérosols et impliqué dans les transferts d'humidité et de chaleur est un élément majeur des systèmes météorologiques. La Terre étant très irrégulière dans la forme de ses continents et l'ensoleillement il est cependant difficile à modéliser et anticiper ; il dépend des saisons mais aussi de la couverture nuageuse qui est soumise au vent qui tire son énergie des différences de températures qui sont une des résultantes de l'ensoleillement.

      Le modélisateur doit tenir compte de nombreux facteurs pour une prévisibilité encore relative : Le vent qui se nourrit de multiples sources : d'autres vents, les différences de températures entre deux zones géographiques ou entre deux couches d'atmosphère, la rotation de la Terre, l'attraction terrestre, les effets sur le relief, etc.^[38]. obéit ainsi aux lois de l' « effet domino ».

      Par exemple, un ouragan né dans l'Atlantique peut très bien rentrer par le golfe du Mexique et venir mourir aux Grands Lacs, perturbant tous les vents locaux sur et autour de sa trajectoire. L'origine de la création de ce cyclone tropical peut très bien être un déséquilibre engendré par un creux barométrique en altitude venant du Sahara qui a été déporté jusque dans l'Atlantique par l'anticyclone des Açores. La prévision des vents jusqu'à plusieurs jours est possible de façon déterministe grâce à la résolution des équations primitives atmosphériques des forces en présence si on tient compte de tous ces facteurs^[38].

      Cependant, les valeurs de chaque variable de ces équations ne sont connues qu'en des points distincts de l'atmosphère selon les observations météorologiques. Une légère erreur de ces valeurs peut causer de grande variation et c'est pourquoi l'on peut dire que la théorie du chaos, les systèmes complexes et plus particulièrement l'effet papillon s'appliquent très bien à la prévision des vents. Edward Lorenz a démontré que les prévisions n'étaient possibles à long terme (un an) que de façon probabiliste car le nombre de facteurs d'environnement est immense mais aussi qu'ils interagissent entre eux ce qui donne une instabilité temporelle à la résolution des équations.

       

      Représentation visuelle

      

       
      Exemple de représentation graphique en rose des vents à Boulogne-sur-Mer, ville portuaire du pas de Calais.

      Plusieurs sites internet offrent des visualisation de données prédictives ou en temps réel du vent et des déplacements des masses d'air^[39]. Plusieurs sont cités dans la section des liens externes et on y voit :

      • Une représentation graphique des variations de force moyenne des vents selon leur orientation et par là le repérage des vents dominants peut être fait sur les secteurs d'une rose des vents^[40] ;
      • Comme pour les courants marins, on peut aussi utiliser des codes de couleur, des flèches, des lignes de courant, ou des hampes de vent qui sont des représentations vectorielles de la force (longueur de la flèche ou barbules) et de la direction (sens de la flèche ou de la hampe) du vent. Des animations peuvent représenter sur une carte, et éventuellement à différentes altitudes les évolutions du vent.

      Les roses des vents sont aussi utiles aux architectes et urbanistes, notamment pour la construction bioclimatique. Par exemple, dans l'image de droite, la rose des vents montre les vents dominants et leur variation de force moyenne selon leur orientation et direction. Les vents les plus forts se superposent globalement aux courants et à la direction (résultante) du déplacement de la masse d'eau de la Manche vers la Mer du Nord. Ces vents quand ils vont dans le même sens que la marée peuvent causer des "surcotes" de marée haute, c'est-à-dire une mer plus haute qu'annoncée par le calcul du simple coefficient de marée, dont la hauteur est estimée par la partie du bas.

       

      Mesure du vent

      Voir aussi : Échelle de Beaufort, Échelle de Fujita et Manche à air.
      

       
      Anémomètre et girouette.
      

       
      Satellite QuikSCAT qui mesure les vents grâce à un diffusomètre.

      Au sol, en mer et en altitude, le vent est mesuré en kilomètres par heure, en mètres par seconde ou en nœuds. Des stations météorologiques en font des mesures directes sur terre ou en mer grâce à un anémomètre, qui en donne la vitesse, et une girouette (ou une manche à air), qui en donne la direction. Les anémomètres mécaniques sont formés de coupelles qui tournent autour d'un axe quand le vent souffle. Il existe d'autres versions dont celles dites à fil chaud où le changement de température d'un thermistor causé par le flux d'air correspond à la vitesse de ce dernier.

      La variation des vents selon l'altitude est suivie par radiosondage ou via le mouvement d’un ballon-sonde mesuré depuis le sol. La mesure du déplacement d'un ballon ascensionnel dépourvu de sonde à l'aide d'un théodolite constitue une alternative économique au radiosondage. Les radars météorologiques Doppler, les profileurs de vent, les lidars Doppler et les sodars sont aussi des instruments de télédétection au sol capables de mesurer la vitesse du vent en altitude.

      Depuis l’espace, grâce à certains instruments radars embarqués de satellites météorologiques, on estime les vents partout sur Terre dont dans les lieux inhabités (déserts, haute montagne, océans). C'est également de cette façon que les vents sur les autres planètes sont estimés. En 2018, un nouvel instrument appelé Aladin, mesurant le vent au moyen d'un laser, est mis en orbite (satellite Aeolus) pour mieux cartographier (en temps réel) les vents dans la colonne atmosphérique, dans le cadre du programme « Living planet » de l'ESA. Ce programme vise à mieux observer la Terre et comporte également les missions CryoSat, SMOS ou GOCE^[41].

      En aviation, la vitesse du vent est estimée en utilisant deux tubes de Pitot, le premier dans la direction opposée au déplacement et le second perpendiculairement à celui-ci.

      Les marins estiment sa force en utilisant l’échelle de Beaufort (échelle fermée à 13 niveaux de force 0 à force 12) s’ils n’ont pas d’instruments pour la mesurer. Cette échelle relie l’effet du vent sur la mer (hauteur des vagues, production d’embruns, etc.) à sa vitesse. L'échelle de Fujita et l'échelle de Fujita améliorée utilisent les dommages causés par une tornade pour estimer la force qu'avaient ses vents.

      Records terrestres

      L’Organisation météorologique mondiale (OMM) a homologué début 2010 le record du vent le plus violent jamais observé scientifiquement sur Terre, hors ceux des tornades. Il s'agit de rafales de 408 km/h enregistrées le 10 avril 1996 à l’île de Barrow (Australie-Occidentale) lors du passage du cyclone Olivia^[42]. Le précédent record de 372 km/h datait d'avril 1934 au sommet du mont Washington aux États-Unis^[42]. Cependant, le cyclone Olivia n'est pas considéré lui-même comme le plus violent à avoir affecté la région australienne car ce record ne représente pas l'intensité générale du système.

      La mesure record dans une tornade a été effectuée à Moore en Oklahoma lors de la série de tornades de l'Oklahoma du 3 mai 1999. À 18 h 54, un radar météorologique Doppler mobile a détecté des vents de 484 km/h ± 32 km/h^[43] dans le tourbillon près de Bridge Creek à une hauteur de 32 mètres au-dessus du sol^[44]. Le record précédent était de 414 à 431 km/h mesuré dans une tornade près de Red Rock (Oklahoma)^[45]. Cependant, les vents au sol ont pu être plus faibles à cause du frottement.

      Le record du monde de vent enregistré par une station au niveau de la mer dans des conditions non reliées aux tornades ou aux cyclones tropicaux est celui de la station météorologique de la base antarctique Dumont d'Urville en Terre Adélie. Celle-ci est en opération depuis 1948 et les vents catabatiques y soufflent presque constamment. Leur moyenne annuelle est d'environ 35 km/h et le nombre de jours avec des vents de plus de 60 km/h est d'environ 300. Le record à cette station date du 16 juin 1972 à 17 h 30 locale, lors d'un phénomène de Loewe de changement brusque de la force des vents catabatiques, alors que le vent atteignit 320 km/h pendant 5 minutes, avec une pointe de 326 km/h^[46].

      Enfin, lors de la tempête Martin, le 27 décembre 1999 à minuit, un radiosondage effectué par Météo-France a enregistré une vitesse du vent exceptionnelle de 529 km/h dans le courant-jet à 8 138 mètres d'altitude au-dessus de Brest^[47].

      Sur les autres planètes

      Des vents de plus de 300 km/h soufflent sur Vénus et font que ses nuages font le tour de la planète en 4 à 5 jours terrestres^[48].

      Lorsque les pôles de la planète Mars sont exposés aux rayons du soleil à la fin de l'hiver, le CO₂ congelé est sublimé, créant ainsi des vents quittant les pôles à plus de 400 km/h ce qui va alors transporter des quantités importantes de poussière et de vapeur d'eau à travers tous les paysages martiens^[49]. Il existe également des vents subits et liés à l'activité solaire qui ont été surnommés cleaning event par la NASA parce qu'ils apparaissaient subitement et dépoussiéraient tout, y compris les panneaux solaires^[50],[51].

      Sur Jupiter, les vents soufflent jusqu'à 100 m/s (360 km/h) dans les zones de courant-jet^[52]. Saturne fait partie des records du système solaire avec des pointes à plus de 375 m/s (1 350 km/h)^[53]. Sur Uranus, dans l'hémisphère nord jusqu'à 50° de latitude, la vitesse peut monter à 240 m/s (864 km/h) « seulement »^{[54],[55],[56]}. Finalement, par-dessus les nuages de Neptune, les vents dominants peuvent atteindre 400 m/s (1 440 km/h) le long de l'équateur et jusqu'à 250 m/s (900 km/h) à ses pôles. Il existe en outre un courant-jet extrêmement puissant à 70° de latitude Sud qui peut atteindre 300 m/s (1 080 km/h)^[57],[58].

      Utilisations du vent

      

       
      La plus grande éolienne à axe vertical du Monde, Cap-Chat, Gaspésie, Québec.

      Les vents sont une source d’énergie renouvelable, et ont été utilisés par l'Homme à travers les siècles à divers usages, comme les moulins à vent, la navigation à voile ou plus simplement le séchage. Différents sports utilisent le vent dont le char à voile, le cerf-volant, le vol à voile, la planche à voile et le kitesurf. Il sert également à aérer, assainir, rafraîchir les milieux urbains et les bâtiments. Le vent est une de nos plus anciennes sources d'énergie et une grande partie de toutes nos productions tire parti du vent ou lui est adapté. Aujourd'hui encore, il est un intense sujet de recherche car son potentiel d'utilisation demeure encore largement inutilisé tant via des éoliennes que des systèmes de pompe à chaleur ou pour assainir l'air urbain par une urbanisation raisonnée des villes en tenant compte du vent.

      Séchage et assainissement

      

       
      Vue aérienne des marais salants près de Loix-en-Ré.
      Articles détaillés : Fleur de sel et marais salants.

      La première utilisation du vent par l'Homme fut simplement l'aération et le séchage. En effet, un lieu où l'air stagne va assez rapidement se charger en odeur mais aussi permettre le développement de différentes maladies et développement de moisissures (s'il y a un minimum d'humidité).

      Très vite, l'Homme découvrit que des objets laissés au vent séchaient plus vite, cela est dû à deux phénomènes distincts : d'une part, l'air en mouvement vient frapper l'objet désiré et va donc communiquer une énergie qui permet d'arracher l'humidité à l'objet, poreux ou non, si l'objet est poreux et se laisse traverser par le vent, l'efficacité sera renforcée. D'autre part, l'air et les objets en contact avec celui-ci ont tendance à vouloir équilibrer leur taux d'humidité. Cependant, l'eau, même sous forme de vapeur, a une forte valeur de tension superficielle (comme une bulle d'air dans l'eau) et si elle va se dissiper dans les environs immédiats de l'objet qui sèche, les forces de tension vont globalement créer une bulle d'humidité, et ce d'autant que l'air chargé d'humidité est plus lourd et voit sa montée contrariée par l'air plus froid au-dessus de lui, ce qui crée une colonne de pression locale prenant la forme d'une demi-bulle en l'absence de vent. Le soleil ne va aider ici qu'à augmenter la quantité de vapeur soluble dans l'air. Sans vent, le séchage va s'arrêter même en plein air car la diffusion de l'humidité dans l'air se fera de manière très lente et même freinée par les forces intermoléculaires mais aussi par le fait que l'air ne se sature pas plus en humidité que son point de rosée ne le permet. Ce point de rosée dépend de la température de l'air. La température engendre un mouvement brownien permettant le transfert léger au sein de la masse d'air. Cet effet a été mis en évidence, étudié et très bien calculé dans le séchage du bois^[59]. Toute masse d'air est donc hydrophile jusqu'au maximum de son point de rosée. Dans une atmosphère non renouvelée, le séchage ne pourrait s'achever que si la quantité d'eau à extraire était inférieure au point d'équilibre du milieu.

      De même, dans le cas des marais salants, le soleil va fournir l'énergie de réchauffement qui optimisera la présence de vapeur d'eau libre en surface de l'eau et augmentera la quantité d'eau captable dans l'air. C'est le vent qui va alors emporter cette eau via l'air déplacé et donc contribuer au séchage en renouvelant l'atmosphère, ce qui empêche le milieu d'atteindre son point de saturation.

      L'aération est donc également une méthode pour éviter la prolifération d'humidité due aux activités diverses dans un bâtiment, or l'aération dépend de la présence de vent^[60].

      Exemples de relation sécheresse d'un bois/paramètres de séchage^[59].

      Degré hygrométrie du bois	Température	Hygrométrie atmosphère
      Séchage jusqu'à 50 %	62°	80-85 %
      Séchage jusqu'à 40 %	63°	85 %
      Séchage jusqu'à 30 %	64°	80 %
      Séchage jusqu'à 15 %	68°	50 %

      Selon ce tableau, on voit bien que pour sécher un bois jusqu'au bout, il faut renouveler l'atmosphère, sans quoi il ne descendra jamais en dessous d'un certain seuil d'hygrométrie.

      Transport aérien

      

       
      Parapente au décollage.
      Article détaillé : Transport aérien.

      Les montgolfières utilisent le vent pour des petits voyages. Le vent de face augmente la portance lors du décollage d'un avion et augmente la vitesse de ce dernier s'il est dans la même direction que le vol, ce qui aide à l'économie de carburant. Cependant, en règle générale le vent gêne le mouvement des aéronefs lors de voyages aller-retour. En effet soit v la vitesse du vent et soit a la vitesse relative de l'aéronef par rapport à la masse d'air. En vent arrière, la vitesse de l'aéronef est v + a et en vent de face, la vitesse de l'aéronef est v - a. On note que cette quantité peut être négative si v > a. Dans ce cas, l'aéronef ne peut pas revenir à son point de départ.

      La vitesse moyenne au cours de l'aller retour est 2 / ( 1 a + v + 1 a − v ) = a 2 − v 2 a {\displaystyle \textstyle {2/({1 \over a+v}+{1 \over a-v}})={a^{2}-v^{2} \over a}} . La perte de performance est du second ordre, ce qui signifie que pour des vents faibles, cette perte de performance est négligeable. Toutefois, en cas de vitesses et/ou directions de vent variables en fonction de l'altitude, les avions à moteur peuvent effectuer des économies de carburant en exploitant ces différentiels. En outre, les planeurs peuvent aussi exploiter ces différentiels de vitesse de vent en effectuant un piqué dos au vent et une ressource face au vent à la manière de certains oiseaux à la surface de la mer. Comme la vitesse du vent augmente avec l'altitude, le planeur peut gagner de l'énergie de cette manière. Il a été prouvé qu'un gradient de 0,03 m/s par mètre est suffisant^[61].

      Le système le plus efficace actuellement est celui du cerf-volant (ou du parachute ascensionnel). La force du vent tend à faire monter l'engin si celui-ci est face au vent. Les planeurs peuvent aussi directement utiliser l'énergie éolienne en effectuant un vol de pente. Lorsque le vent rencontre une chaîne de montagnes continue, la masse d'air doit s'élever. Ceci est aussi vrai pour les parapentes et les deltaplanes. En règle générale, le planeur ayant le taux de chute le plus faible sera le plus efficace pour exploiter le vol de pente et des pilotes ont ainsi pu parcourir des distances de plus de 1 000 km. Dans certains cas, le parapente peut être plus efficace car il pourra exploiter des ascendances de petite dimension grâce à sa vitesse réduite. Cependant, le fait que seuls certains lieux géographiques et saisons soient propices à leur utilisation les cantonnent essentiellement à un loisir et pas à un mode de transport.

      Les zones de cisaillement des vents causées par des conditions météorologiques diverses peuvent devenir extrêmement dangereuses pour les avions et leurs passagers^[62].

      Transport maritime

      Article détaillé : Voile.
      

       
      Vue de voiles d'un bateau actuel.

      La marine à voile existe depuis les temps les plus anciens, au Néolithique, avant même la naissance de l'écriture, et s'est perfectionnée jusqu'à nos jours où malgré les simulations par ordinateur, les calculs de profils, les nouveaux matériaux et les essais en soufflerie, les découvertes continuent. Aujourd'hui, dans les pays développés, les bateaux à voile sont essentiellement devenus des bateaux de loisirs, mais il reste encore l'un des modes de locomotion le plus utilisé à travers le monde car simple, propre, nécessitant peu d'entretien et surtout qui se passe de carburant. La marine à voile est intimement liée à toute notre histoire que ce soit pour migrer, peupler, commercer, échanger, communiquer, se battre ou conquérir. L'Homme fit le tour de la Terre dans ces bateaux bien avant l'invention du bateau à vapeur ou autres engins modernes.

      Transport terrestre

      Article détaillé : Char à voile.

      C'est l'utilisation la plus marginale du vent car assez peu adaptée. Il existe, pour le loisir, des chars à voile essentiellement utilisés dans des grandes plaines mais surtout en bord de mer. Des traîneaux à voile ont parfois été utilisés en zones enneigées et praticables comme les pôles. Les zones terrestres sont souvent très encombrées, pas très planes et avec des vents déformés, la liberté de mouvement réduite et les trajets tortueux rendent donc cet usage compliqué et dangereux. Le traîneau à voile apparaît dans Le Tour du monde en quatre-vingts jours^[63].

      Énergie mécanique ou électrique

      Articles détaillés : éolienne et Moulin à vent.
      

       
      Schéma d'une éolienne.
      

       
      Moulins à vent à Fanø.

      Depuis l'Antiquité, des moulins à vent convertissent le vent en énergie mécanique pour moudre du grain, presser des produits oléifères, battre le métal ou les fibres et pomper de l'eau. Ils seront introduits en Europe par l'Espagne, grâce aux Maures. Il faudra attendre Zénobe Gramme et sa dynamo en 1869 pour que le moulin puisse donner naissance à l'éolienne. En 1888, Charles F. Brush est le premier à avoir construit une petite éolienne pour alimenter sa maison en électricité, avec un stockage par batterie d'accumulateurs. La première éolienne « industrielle » génératrice d'électricité est développée par le Danois Poul La Cour en 1890, pour fabriquer de l'hydrogène par électrolyse^[64]. Les recherches les plus intenses actuellement sur l'utilisation du vent portent sur les éoliennes afin d'augmenter leur rendement en prise sur le vent, résistance aux fluctuations, rendement en production électrique et la meilleure détermination des corridors de vent.

      Production d'eau potable

      Eole Water est une entreprise française dans le domaine des systèmes de production d’eau par condensation de l’air. Elle a développé des capacités de production d'eau potable à partir de l'énergie éolienne ou solaire^[65].

       

      Vent et urbanisme

      Article détaillé : Aérodynamique.

      Le vent interagit avec toute chose, y compris les constructions humaines. Nos villes ont d'ailleurs parfois généré un urbanisme si particulier que certaines grandes places publiques deviennent infréquentables à pied si le vent se lève un peu. En effet, bloquer le vent par des structures urbaines ne fait que le canaliser tout en l'intensifiant. Par contre, un bon arrangement des lieux aère, nettoie, contrôle la température et purifie les lieux.

      Les différents types d'effets des vents urbains :

      • effet de coin : effet d'écoulement au coin qui coince ou crée une résistance au vent ;
      • effet de sillage : effet de circulation tourbillonnaire en aval d'une construction ;
      • effet de porche : accélération locale du vent à cause d'une construction sur pilotis ou bien d'un porche dans une barre construite ;
      • rouleau tourbillonnant : phénomène tourbillonnaire en amont d'une construction ;
      • effet de barre : déviation en vrille d’un vent qui arrive entre 45 et l’axe d’une construction en forme de barre. On peut limiter l’effet en aménageant le toit et les arêtes de la construction^[66] ;
      • effet Venturi : pincement du vent qui provoque des aspirations latérales s'il y a des ouvertures à cet endroit ;
      • suite d'immeubles interrompue : perturbation locale créée par l'absence brutale d'une construction dans une suite harmonieuse ;
      • effet du désaxement : quand des bâtiments sont implantés régulièrement mais désaxés les uns des autres, cela crée des pressions locales et aide à éviter l'amplification du vent ;
      • effet des différences de hauteur : toute modification brutale de la topographie engendre des perturbations telles les tours urbaines, certaines places publiques sont désertées au moindre vent à cause de la présence d'une tour qui produira des tourbillons disproportionnés pour le lieu ;
      • effet de canalisation : proche de l'effet venturi ;
      • effet de maille : complexification de l'urbanisation dont l'effet peut être positif ou négatif ;
      • effet de pyramide : que ce soit de manière régulière ou en gradin, la pyramide crée des perturbations mais, en raison de sa forme limite les effets au sol.

      Vent et construction

      

       
      Un badgir ou « tour à vent » sur les toits de Yazd.
      Articles connexes : Ventilation et Thermique du bâtiment.

      Un bâtiment, suivant son affectation et sa localisation, est conçu pour profiter ou éviter des propriétés particulières du vent. Le vent, par convection, dissipe ou accélère la dissipation de la chaleur par les parois. L'effet produit est un refroidissement des murs et de l'atmosphère, ce qui peut être bénéfique dans les climats chauds, mais préjudiciable dans les climats septentrionaux. Le vent contribue d'autre part à la ventilation du bâtiment et à l'évacuation de l'humidité ambiante, ou stockée dans les murs. Le tirage thermique des cheminées peut être affecté par le vent.

      Dans les régions chaudes, pour refroidir les habitations, on ajoure les murs d'un bâtiment par des fenêtres ornées ou non de grilles ou de moucharabieh (fermeture d'une ouverture conçue pour laisser passer l'air et la lumière mais ne permettre de voir que depuis l'intérieur) mais également grâce à des conditionnements d'air mécaniques comme les tours à vent ou Badgir qui permettent de puiser un air d'altitude plus frais mais également moins chargé en sable^[67]. Ce système est à ce point efficace qu'il permet même de fournir en permanence un refroidissement des réservoirs d'eau. Un projet actuellement réalisé reprend ce même principe en Égypte, il s'agit du marché de New Baris. Il permet aussi de faire l'inverse, de réchauffer les habitations en hiver en capturant la chaleur de l'air pour le quartier de Bedzed à Beddington au Royaume-Uni^[68].

      Les moulins à vent comme les éoliennes quant à eux cherchent les points les plus exposés au vent pour profiter de l'énergie cinétique éolienne.

      Loisirs

      

       
      Compétition de cerfs-volants à Dieppe en 2006.
      Article détaillé : Cerf-volant.

      Le vent est parfois utilisé pour les distractions comme dans les cas des cerfs-volants, pour les sports nautiques (kitesurf, planche à voile), le vol à voile voire dans les vols de montgolfières. Les bulles de savon demandent également un léger vent pour pouvoir être utilisées, tout comme les moulins à vent de plage ou les maquettes de voilier. Le vent sert aussi indirectement en créant des vagues qui seront utilisées pour le surf.

      Autres

      Il existe certains équipements destinés à produire un son par le vent, tels les mobiles-carillons ou la tuile à loups auvergnate qui était orientée de manière à provoquer un ronflement caractéristique lorsque les vents venaient du nord. Les vents du nord provoquent un refroidissement de la région et diminuent le gibier disponible rendant les loups affamés et donc dangereux pour le bétail et même les hommes, c'était donc un signal d'alerte^[69],[70].

      Influences sur la culture

      Religions

      Article détaillé : Divinités grecques des vents.
      

       
      Fūjin, le dieu du vent dans la mythologie japonaise.

      Le vent a inspiré dans les civilisations humaines de nombreuses mythologies ayant influencé le sens de l’Histoire. Beaucoup de traditions religieuses personnifient le vent :

      • Éole, dieu du vent dans la Rome et la Grèce antiques ;
      • Borée, Euros, Notos et Zéphyr étaient les dieux secondaires des vents chez les Grecs ;
      • Fūjin, dieu du vent de la mythologie japonaise ;
      • Chi Po, dieu des vents chinois ;
      • Le Saint-Esprit dans la théologie chrétienne s’est manifesté parfois par un vent mais n’est pas le dieu du vent ;
      • Amon, dieu du soleil et du vent chez les Égyptiens ;
      • Kirk, dieu du vent chez les Celtes ; Tarann y étant celui du tonnerre^[71] ;
      • Quetzalcóatl, ou serpent à plumes, ou encore Tezcatlipoca blanco, est le dieu de la créativité et de la fertilité mais aussi du vent chez les Toltèques. Les Mayas l'appellent : Kukulcan^[72] ;
      • Marouts, dieux de l'atmosphère et génies des vents (les Marouts, jeunes guerriers exubérants, au nombre de onze ou vingt, gardaient le soma, boisson préférée d'Indra, et l'accompagnaient dans ses déplacements^[73]) ;
      • djinns, esprits immatériels de la civilisation arabe, appelés aussi spécifiquement Maritins pour ceux qui peuplent l'air.

      La tradition orale canadienne française raconte que « lorsqu'on aperçoit un pied-de-vent, c'est que le bon Dieu descend sur Terre ».

      Expressions populaires

      Le vent étant omniprésent, il a suscité beaucoup d'expressions populaires dont quelques-unes sont détaillées ici car ne décrivant pas de vents mais s'inspirant de son comportement. Ces expressions se réfèrent au vent pour sa vitesse, sa force, son homogénéité, son symbolisme ou au fait que c'est juste un mouvement d'air donc sans substance réelle ou à l'inverse soulignent la tendance aléatoire et anarchique du vent.

      En voici quelques-unes des principales^[74],[75] :

      • « vent d'enthousiasme, de liberté, de panique, de folie » : émotion collective.
      • « contre vents et marées » : proposer quelque chose en dépit de tous les obstacles, même de l'avis général.
      • « du vent ! » : prier quelqu'un ou un animal de s'en aller, synonyme de Du balai !.
      • « quel bon vent vous amène ? » : formule de politesse pour accueillir quelqu'un en soulignant que l'on pense que seul du bon peut être amené par cette personne.
      • « qui sème le vent récolte la tempête » : à ne semer que des contrariétés, même petites, un grave incident va survenir à cause de tout cela.
      • « être ouvert aux quatre vents » : lieu à travers lequel le vent circule librement dans toutes les directions.
      • « (ne pas) être dans le vent » : synonyme (ne pas) être dans le coup, (ne pas) suivre la tendance esthétique ou de comportement d'un groupe social de référence.
      • « sentir (passer) le vent du boulet » : échapper de très peu à un danger.
      • « être vent dedans, vent dessus, ou avoir du vent dans les voiles » : être ivre.
      • « le vent tourne » : une situation est en train de changer complètement.
      • « avoir eu vent de » : avoir été informé de quelque chose essentiellement à la suite de rumeurs ou sans vouloir indiquer la source de l'information…
      • « mettre un vent à quelqu'un » : passer à côté d'une personne en l'ignorant totalement. Généralement cette dernière avait la main tendue pour dire bonjour et s'est sentie bien seule...
      • « lâcher un vent » : avoir des gaz.

      Arts

      

       
      Mobile design de style Alexander Calder.
      

       
      Pièges à rêves ou Attrapeur de rêves.

      Le vent est présent dans le dessin, la peinture, les infographies mais aussi les sculptures. Il existe des arts spécifiques sur le vent : les mobiles. Il existe essentiellement deux catégories de mobiles : les solides en équilibre et les mobiles suspendus. Dans les suspendus, certains sont faits d'agencements de solides mis en mouvement par le vent comme dans les cultures asiatiques ou bien d'autres sont des suspensions plus éthérées comme les attrapeurs de rêves de la culture amérindienne^[76]. Tous ont cependant la même philosophie : accueillir le vent et avoir des effets de mouvement sur les différentes parties de l'assemblage. Certains ont des fonctions symboliques comme les pièges à rêves censés protéger des mauvais esprits, d'autres produisent des sons comme les mobiles suspendus traditionnels chinois que l'on nomme d'ailleurs parfois carillons ou carillons-mobiles qui sont parfois aussi des porte-bonheurs.

       

      Le vent est aussi d'une importance primordiale dans certains romans, notamment dans La Horde du Contrevent de Alain Damasio, où le vent, son étude, son utilisation, et la résistance contre lui deviennent l'objet principal de l'intrigue et les personnages nombreux évoluent tous par rapport au vent.

      Victor Hugo, dans son poème Guitare, repris par Georges Brassens dans la chanson Gastibelza (L'Homme à la carabine), évoque à la fin de chaque quatrain, un vers devenu célèbre^[77] :

      — Le vent qui vient à travers la montagne
      Me rendra fou ! ».

      Musique

      Article détaillé : Instrument à vent.
      

       
      Un limonaire, instrument à vent.
      

       
      Joueur d'aulos, instrument à vent.

      En français un aérophone est aussi dénommé Instrument à vent. Ce qui est également vrai pour l'anglais (wind instrument) ou l'espagnol (instrumento de viento) ne l'est pas pour d'autres langues comme l'italien (strumento a fiato) ou l'allemand (Blasinstrument) qui basent le nom de l'instrument sur le souffle plutôt que sur le vent. Ce n'est que par une convention de langage que ces instruments sont, en français, associés au vent : le son de ces instruments n'est pas produit librement par le vent mais de manière volontaire par le souffle de l'instrumentiste ou par une soufflerie mécanique. L'émission de ce souffle crée une colonne d'air sous pression produisant des vibrations modulées par le jeu de l'instrument indiqué par la partition du compositeur ou l'invention du musicien improvisateur. Par métonymie, le pupitre qui regroupe les instrumentistes à vent à l'orchestre est appelé le pupitre des « vents », qui réunit les bois et les cuivres. La voix est le plus ancien des instruments à vent. L'éoliphone ou « machine à vent » porte plus exactement son nom puisque l'instrument est employé à l'opéra pour reproduire le son du vent.

      Le vent est souvent une source d'inspiration pour les artistes. Anne Sylvestre l'utilise dans ses chansons La Femme du vent, Monsieur le vent, son album Par les chemins du vent ou sa comédie musicale pour enfants Lala et le cirque du vent. Bob Dylan fut également inspiré par le vent avec la chanson Blowin' in the Wind (La réponse est soufflée dans le vent).

      Rôles et effets dans la nature

      Le vent est essentiel à tous les phénomènes météorologiques et donc au cycle de l'eau sans lequel nulle vie à base d'eau comme nous la connaissons sur Terre ne serait possible hors des océans. Le vent est également l'acteur principal de l'oxygénation des océans par agitation de sa surface. La circulation engendrée par les vents permet de disperser de nombreux agents minéraux et organiques. Ainsi, le vent a un rôle important pour aider les plantes et autres organismes immobiles à disperser leurs graines (anémochorie), spores, pollen, etc. Même si le vent n'est pas le vecteur principal de dispersion des graines chez les plantes, il fournit néanmoins ce service pour un très large pourcentage de la biomasse des plantes terrestres existantes. Il façonne également la forme des plantes par thigmomorphogenèse (ou anémomorphose). Le vent influence le déplacement des populations d’insectes volants et la migration des oiseaux.

      Les vents sculptent également les terrains via une variété de phénomènes d’érosion éolienne qui permettent par exemple de créer des sols fertiles comme les lœss. Dans les climats arides, la principale source d'érosion est éolienne^[78]. Le vent entraîne de petites particules telles la poussière ou le sable fin parfois par-dessus des océans entiers, sur des milliers de kilomètres de leur point d'origine^[79], qui est désigné comme le site de déflation. Par exemple, des vents du Sahara qui provoquent régulièrement des pluies sablonneuses en Europe centrale^[80].

      Le vent a aussi des effets sur l’ampleur des feux de forêt, tant par l’alimentation plus ou moins abondante en oxygène des flammes que par le transport d’éléments enflammés ou incandescents permettant ainsi à l’incendie de « sauter » les obstacles.

      Quand le vent se combine avec des basses ou des hautes températures, il a une influence sur le bétail et les humains. Le refroidissement éolien peut radicalement modifier les rendements du cheptel ou même tuer par perte de chaleur corporelle. Le vent influe également sur les ressources alimentaires de la faune sauvage mais aussi sur les stratégies de chasse et de défense des animaux voire des chasseurs. Finalement, le vent est également un facteur important de la régulation thermique, hygrométrique ou de niveau de pollution des régions^[81].

      Érosion

      

       
      Une formation de roche dans l'Altiplano en Bolivie, sculptée par l'érosion du vent également : processus éoliens.

      L'érosion peut être le résultat du mouvement de déplacement par le vent. Il y a deux effets principaux. D'abord, les petites particules sont soulevées à cause du vent et se retrouvent donc déplacées dans une autre région. Ceci s'appelle la déflation. En second lieu, ces particules suspendues peuvent se frotter sur des objets pleins causant l'érosion par l'abrasion (succession écologique). L'érosion par le vent se produit généralement dans les secteurs avec peu ou pas de végétation, souvent dans les secteurs où il y a des précipitations insuffisantes pour soutenir la végétation. Un exemple est la formation des dunes, sur une plage ou dans un désert^[82].

      Le lœss est une roche homogène, en général non-stratifiée, poreuse, friable, sédimentaire (éolien) souvent calcaire, à grain fin, vaseuse, jaune pâle ou de couleur chamois, ébouriffée par le vent^[1]. Il se produit généralement comme un dépôt qui recouvre des superficies de centaines de kilomètres carrés et des dizaines de mètres en profondeur^[83]. Le lœss se retrouve souvent dans les paysages raides ou verticaux et tend à se développer en sols fertiles. Dans des conditions climatiques appropriées, les secteurs avec le lœss sont parmi les plus productifs au monde sur le plan agricole. Les gisements de lœss sont géologiquement instables et s'éroderont donc très aisément^[84]. Par conséquent, des coupe-vent (tels que de grands arbres et buissons) sont souvent plantés par des fermiers pour réduire l'érosion par le vent du lœss.

      Oxygénation et acidification des océans

      Articles détaillés : Acidification de l'océan et Puits de carbone océaniques.
      

       
      Ressac sur les rivages de l'île d'Yeu.

      Les océans sont des zones à surfaces relativement plates mais également majoritairement des zones d'eaux trop profondes pour permettre le développement d'algues à photosynthèse. Les mécanismes qui fonctionnent en eau douce (agitation, chute, algues, etc.) ne suffisent donc pas pour les océans. L'action du vent en créant des vagues mais aussi grâce au ressac sur les côtes crée donc l'oxygénation principale des océans.

      La hausse du taux de CO₂ dans l'atmosphère modifie le phénomène en accentuant plus l'acidification que l'oxygénation^[85]. Ceci n'est pas irréversible car les milieux océaniques ont toujours joué leur rôle de tampon et transformé le CO₂ en acide carbonique qui acidifie l'eau avant de précipiter avec le temps en carbonate de calcium ou d'être absorbé par les organismes marins. Mais c'est un phénomène lent et, en attendant, le taux d'acide carbonique augmente l'acidité des océans mais diminue également la solubilité de l'oxygène dans cette même eau^[86].

      Le vent joue donc globalement le rôle d'un agent mécanique de solubilisation grâce à une agitation qui augmente la surface de contact entre l'air et l'eau, par les vagues, peu importe le gaz. C'est moins évident avec l'azote de l'air parce qu'il est beaucoup moins soluble : 0,017 g/l à 20 °C, contre 1,1 g/l à 20 °C pour l'oxygène et 2 g/l à 20 °C pour le dioxyde de carbone. La majorité de l'azote injecté dans les océans l'est via la pollution par les fleuves lorsqu'ils se jettent dans la mer et non par le vent.

      Effets sur la flore

      

       
      Un virevoltant (buisson tourbillonnant) se déplace par l'effet du vent..

      La dispersion de graines par le vent ou anémochorie ainsi que la dispersion de pollen ou fécondation anémophile est un des moyens les plus primitifs de dispersion du vivant. Cette dispersion peut prendre deux formes principales : un entraînement direct des graines, sporanges, pollens dans un vent (comme le pissenlit) ou bien le transport d'une structure contenant les graines ou les pollens et qui va les disperser au fur et à mesure de leur déplacement par le vent (exemple des virevoltants). Le transport de pollen requiert à la fois des masses très importantes mais aussi des zones à vents complexes. En effet, la circulation d'air doit être très fluctuante afin que ces pollens rencontrent un arbre de la même espèce, surtout si ce ne sont pas des plantes auto-fertilisantes qui comportent des plants mâles et femelles distincts. De plus, il faut une synchronisation entre la production de pollen (mâle) sur des étamines mûres et la disponibilité de pistils (femelles) mûrs au même moment^[87].

      

       
      Représentation de la dispersion du pissenlit.

      Certaines plantes ont développé un système aérien complémentaire permettant une autonomie de transport par le vent plus grande. Ce sont les aigrettes, comme le pissenlit ou le salsifis, et les ailettes greffées à l'akène. Ces dernières semblent une adaptation évolutive de ces plantes au vent afin de maximaliser leur aire de dispersion. Les ailettes se divisent en deux groupes : les samares (par exemple l'orme) et les disamares (par exemple l'érable).

      La productivité par dispersion aérienne est une technique très aléatoire qui requiert un nombre énorme de graines car chacune ne peut germer que dans un endroit favorable et si les conditions de milieu le permettent. Par contre, sur certaines îles, des plantes semblent s'adapter et réduire leur aire de dispersion, en effet, les graines qui tombent à l'eau sont perdues^[88].

      Le vent a également une influence sur le type de végétation, comme dans les régions à fort vent, où les sols sont soumis à une forte érosion éolienne qui les amincit voire les dénude. Les végétaux développent alors des formes résistantes aux vents. Celles-ci sont mieux enracinées et plus trapues car elles combinent des efforts sur la structure aérienne de la plante et des sols minces donc moins riches^[89]. Le vent est également un important agent sélecteur des arbres en éliminant les plus affaiblis ou ceux malades en les brisant ou en les déracinant. On observe de plus que certaines plantes côtières sont comme taillées en arrière, vers les terres, à cause du flux de sel apporté par le vent depuis la mer^[90],[91]. Les effets d'un vent salé, en zones montagneuses ou en zones d'érosion forte sur la flore locale est également un facteur. Tous ces effets du vent sur la forme et la croissance des plantes se nomment anémomorphose et sont en grande partie dus à la thigmomorphogenèse.

      Effets sur la faune

      

       
      Un albatros en vol.

      Le vent est autant utilisé que subi par les espèces animales mais on observe une adaptation au vent chez beaucoup d'espèces. Les protections de poils ou de laine des bovidés sont par exemple inefficaces si une combinaison de basses températures et d'un vent de plus de 40 km/h survient^[92].

      Les manchots, qui sont pourtant bien équipés contre le froid par leurs plumes et leur graisse, sont plus sensibles au niveau de leurs ailes et de leurs pieds. Dans ces deux cas de figure, ils adoptent un comportement de rassemblement en un groupe compact qui alterne sans cesse les positions de ses membres entre une position intérieure ou extérieure permettant ainsi de réduire la perte de chaleur jusqu'à 50 %^[93].

      Les insectes volants, un sous-ensemble d'arthropodes, sont balayés par les vents dominants ; cela influe énormément sur leur dispersion et leur migration^[94].

      Les oiseaux migrateurs tirent beaucoup plus parti du vent au lieu de le subir. Ils s'en servent afin de planer au maximum après avoir utilisé des courants thermiques ascendants pour prendre le plus d'altitude possible. La sterne arctique est un des plus grands champions de la discipline en réussissant des vols transatlantiques, voire plus, de cette manière. Le champion de l'océan Pacifique est le puffin fuligineux et l'un des vols les plus impressionnants sur des vents d'altitude est le grand albatros. Les records d'altitudes sont tenus par les oies à 9 000 mètres et les vautours jusqu'à 11 000 mètres. On remarque également que les axes de migration utilisent les vents dominants saisonniers^[95],[96].

      Certains animaux se sont adaptés au vent tel le pika qui crée un mur de cailloux pour stocker des plantes et herbes sèches à l'abri^[97]. Les cancrelats savent tirer parti des vents légers pour échapper à leurs prédateurs. Les animaux herbivores se positionnent en fonction du vent et de la topographie afin de bénéficier du transport des odeurs, comme des bruits, par le vent et ainsi percevoir l'approche d'un prédateur qui s'est lui-même adapté en approchant autant que possible sous le vent donc avec un vent soufflant de sa proie vers lui^[98].

      Des rapaces et autres oiseaux prédateurs utilisent les vents pour planer sans effort jusqu'à repérer une proie tels les goélands bourgmestre qui attendent que les vents dépassent les 15 km/h pour accentuer leurs attaques sur les colonies de guillemots^[99].

      Sifflement du vent

      Le bruit du vent est appelé sifflement. Le sifflement du vent est réputé aigu, lugubre, oppressant, etc.^[100]. Le vent est un mouvement de l'air et ne produit pas de sons au sein d'un système homogène à même vitesse mais par frottement sur des systèmes d'air de vitesses différentes ou à la suite du frottement sur des solides ou des liquides^[101]

      Parfois aussi le son du vent est modulé par la forme des solides qu'il traverse et selon sa direction comme dans les gorges ou les grottes. Même au sein des habitations, le vent peut générer des bruits. Les instruments à vent sont exactement basés sur ce même principe naturel mais en modulant la pression, l'ampleur et la vitesse, le tout combiné parfois à des volumes de résonance. Cet effet sonore du vent est d'ailleurs une grande source de nuisance lorsque l'on fait des enregistrements en extérieur et les micros doivent être enveloppés d'une couche protectrice poreuse afin que le vent ne rende pas tous les sons alentour inaudibles en traversant la structure interne du récepteur du microphone.

      Lorsque le vent est sauvage, on parle souvent des hurlements ou des rugissements du vent pendant les tempêtes, tornades, à travers des arbres dénudés de leur feuillage ou avec des violentes rafales. Les sons sont plus apaisants à l'oreille humaine lorsque des brises roulent du sable sur une grève, font bruisser les feuilles des arbres ou frisent la surface de l'eau de vaguelettes. Lorsque le vent est très aigu, on dit qu'il fait des miaulements.

      Le vent porte également les bruits en déformant l'onde circulaire naturelle de tout bruit. En plus de son bruit propre, il change également la répartition de tous les bruits environnementaux. On étudie désormais sérieusement les effets des vents dominants sur le transport du bruit des avions, des autoroutes ou des industries car le vent peut autant augmenter la distance de perception de bruits qu'aider à les étouffer plus vite, selon sa direction^[102].

      Dégâts

      Le vent n'est pas que pacifique, il est essentiel à l'écosystème mais parfois le système s'emballe et le vent devient alors une force destructrice que l'on ne peut maîtriser.

      Vitesse et ampleur

      

       
      Dégâts de la tempête Kyrill à Delft, aux Pays-Bas.
      Articles détaillés : Tempête et Échelle de Saffir-Simpson.

      Le vent peut se déchaîner dans une tempête, comme un cyclone tropical, et détruire des régions entières. Les vents de force d'ouragan peuvent endommager ou détruire des véhicules, des bâtiments, des ponts, etc. Les vents forts peuvent aussi transformer des débris en projectiles, ce qui rend l'environnement extérieur encore plus dangereux. Les vents peuvent également venir s'ajouter à d'autres phénomènes comme des vagues, se combiner aux éruptions volcaniques, aux feux de forêts… comme détaillé ci-dessous.

      Coup de mer et onde de tempête

      

       
      Diagramme illustrant la formation d'une onde de tempête par un cyclone tropical.
      Article détaillé : Onde de tempête.

      Le vent peut accentuer des grandes marées comme lors de la tempête Xynthia en France en 2010 où sa direction est venue s'additionner au sens de montée de la mer. En se déplaçant, l'air agit par friction sur la surface de la mer. Cet effet crée une accumulation d'eau dans les régions sous le vent, similaire à celui qui crée un effet de seiche, qui est inversement proportionnel à la profondeur et proportionnel à la distance sur laquelle le vent s'exerce^[103],[104]. Ceci s'ajoute à l'augmentation du niveau de la mer créée par la pression plus faible au centre du système météorologique et à d'autres facteurs^[104]. On appelle ce phénomène une onde de tempête.

      Le coup de mer est une perturbation de la mer, souvent brève, localisée, due aux vents et pouvant être très violente alors qu'il n'y a pas de tempête au lieu où l'effet est noté. Il s'agit de la combinaison d'une dépression et de vents violents directionnels près d'une dépression qui se situe loin au large et provoque un effet de succion sur la surface de la mer. Cette colline liquide va donc augmenter jusqu'à l'équilibre puis s'effondrer lors du déplacement de la dépression. Si le mouvement du système est rapide, la chute est brutale ; elle va créer des fronts de vagues plus ou moins importants qui seront entretenus en partie par des vents de surfaces s'ils existent. Si ceux-ci sont violents, ils peuvent même l'alimenter^[105]. Si ces vagues ont une ampleur telle qu'elles commettent des dégâts sur les côtes ou causent des naufrages, on les appellera « vagues-submersion »^[106]. Comme ce phénomène a lieu au large, si la dépression ne se dissipe pas d'elle-même l'ampleur des vagues explosera en se rapprochant de la côte parce que le volume d'eau déplacé par la dépression restera le même alors que la profondeur diminue jusqu'à devenir nulle.

      Les différences entre un coup de mer et un tsunami sont l'origine éolienne au lieu de géologique, l'aspect limité de son action géographique et temporelle, mais aussi que les vagues sont formées dès le large et non par la collision des fronts d'onde sur le plateau continental qui ici ne fera qu'amplifier des vagues déjà existantes. Ce phénomène est par exemple observable deux à quatre fois par an sur la Côte d'Azur^[107] ou en Corse comme à Cannes en 2010^[108] où ce phénomène habituellement limité à des vagues de 4 à 5 mètres culmina avec des lames de 6 à 10 mètres emportant tout sur leur passage.

      Transfert d'énergie

      Article détaillé : Aéroélasticité.
      2:30

       
      Film de la destruction du pont de Tacoma en 1940.

      Sur les structures des ponts suspendus, il a déjà provoqué des phénomènes de mise en résonance allant jusqu'à la destruction de l'ouvrage comme pour le pont du détroit de Tacoma en 1940, le pont de la Basse-Chaîne (Angers) en 1850 ou le pont de La Roche-Bernard en 1852. Dans ces cas, il y a un échange d’énergie mécanique qui se produit entre le vent et le pont qui oscille. En condition normale, l’énergie mécanique engendrée par une petite oscillation initiale extérieure est transférée du pont vers le vent qui la dissipe. Mais si la vitesse moyenne du vent est suffisamment élevée, au-dessus de ce que l’on appelle la « vitesse critique », le pont est instable et l’oscillation initiale s’amplifie. L'énergie se transfère alors du vent vers le pont et les oscillations s’amplifient à cause du couplage aéroélastique jusqu'à entraîner parfois la rupture des structures du pont.

      Érosion éolienne

      Articles détaillés : Érosion éolienne et Tectonique.

      Lorsqu'il érode des sols, il peut aller jusqu'à la roche et/ou désertifier complètement une région comme pour la mer de sable du Hoge Veluwe aux Pays-Bas, phénomène qui se nomme également déflation. Le vent peut également provoquer des tempêtes de sables comme par le chammal ou de poudrerie (chasse-neige) comme le blizzard. En outre, si l'érosion éolienne, pluviale, maritime et fluviale n'était pas contrebalancée par les mouvements magmatiques divers, la Terre serait recouverte d'eau depuis longtemps car cette érosion aurait effrité tous les solides dépassant une couche de boue sous-marine. Le vent érode et transporte les roches qui finiront par s'accumuler dans la mer jusqu'à une modification de relief terrestre à la suite de mouvements tectoniques qui pousseront ces sédiments comprimés par la pression de l'eau vers le haut. C'est donc un des mécanismes de création des roches sédimentaires qui seront alors à nouveau érodées par le vent dès qu'elles seront découvertes à l'air libre.

      Orages

      Article détaillé : Orage.

      Les orages sont souvent accompagnés de rafales violentes ou de tornades qui produisent des dégâts importants le long d'un corridor au sol. Ils sont également accompagnés de turbulence, par cisaillement des vents dans le nuage, qui peut endommager des avions ou même les faire écraser si elle se produit relativement près du sol^[109].

      La production de foudre est causée par la différence de charges électriques entre la base et le sommet du nuage orageux, entre le nuage et le sol ou entre deux nuages. Ces charges sont produites par collisions des gouttelettes et cristaux de glaces dans le courant ascendant, ou vent vertical, dans le nuage.

      Dispersion de particules

      Article détaillé : Pollution de l'air.

      Dans des cas de pollution, il permet d'épurer les régions touchées mais va répandre celle-ci sur d'autres régions jusqu'à dilution des polluants ou précipitation par la pluie comme dans le cas du nuage de Tchernobyl ou dans les cas de pluie acide. Plus récemment, l'éruption de l'Eyjafjöll a paralysé les trois quarts du trafic aérien européen.

      Dispersion de maladies

      Article détaillé : Épidémiologie.

      Bien des maladies sont transportées par les vents, peu importe qu'elles soient virales, bactériennes ou fongiques. Souvent, le vent ne va permettre que des petits sauts de quelques centimètres à plusieurs mètres. Mais, les grands vents ou des cyclones peuvent transporter des infections sur des centaines de kilomètres^[110]. Quelques infections courantes utilisant le vent : la rouille noire, la rouille du maïs, le mildiou, les fusarium… Il importe d'ailleurs peu que le vent charrie directement l'infection (certains organismes peuvent aussi s'encapsuler durant le transport pour mieux résister) ou transporte des matériaux contaminés.

      Migration et déplacement d'insectes ravageurs

      Article détaillé : Migration des insectes.

      Les insectes volants bénéficient souvent ou se sont adaptés à des régimes de vent particuliers. Ce qui permet à ces bêtes assez petites de franchir des très longues distances que leurs seules forces ne leur permettraient pas. Les ravageurs les plus courants sont actuellement les cicadelles, sauterelles, fourmis, les abeilles tueuses ou le criquet pèlerin^[111],[112].

      Effet sur les incendies

      Article détaillé : Lutte contre l'incendie.

      Le vent agit également dans les cadres des incendies de forêt auxquels il fournit une force de déplacement d'une part mais également une alimentation en oxygène qui entretient voire attise les flammes comme l'Homme s'en est inspiré pour créer les soufflets. Le vent permet également ce que l'on appelle les sauts de feu, que ce soit sous forme de touffes enflammées ou simplement de braises qui permettent de franchir des obstacles tels les rivières, failles ou les coupe-feu.

      Dans l'espace

      Article détaillé : Météorologie de l'espace.

      Le vent solaire est assez différent du vent terrestre car il se compose de particules polarisées qui sont éjectées de l'atmosphère du Soleil. Par contre, le vent planétaire est lui semblable au vent solaire et est composé de gaz légers qui s'échappent de l'atmosphère de leur planète. Sur de longues périodes de temps, ce vent planétaire peut radicalement changer la composition de l'atmosphère d'une planète.

      Vent planétaire

      Des vents hydrodynamiques dans les couches supérieures de l'atmosphère permettent à des éléments chimiques légers comme l'hydrogène de se déplacer vers l’exobase, partie inférieure de l'exosphère où ces gaz peuvent acquérir la vitesse de libération et donc s'échapper dans l'espace interplanétaire sans que d'autres particules ne contrarient leur mouvement ; c'est un peu une forme d'érosion gazeuse^[113]. Ce type de processus sur des temps extrêmement longs, de l'ordre de milliards d'années, peut faire que des planètes riches comme la Terre évoluent en des planètes comme Vénus^[114]. Des planètes avec une atmosphère basse très chaude peuvent générer une atmosphère haute très humide et donc accélérer le processus de perte de l'hydrogène^[115]. L'énergie nécessaire à l'arrachage de ces éléments légers étant fournie par le vent solaire.

      Vent solaire

      Article détaillé : Vent solaire.
      

       
      Rencontre du plasma du vent solaire et de l'héliopause.

      À la différence de l'air, le vent solaire est à l'origine un flux de particules polarisées comparable à un courant électrique ou à un plasma éjecté par la couronne solaire dont la chaleur permet des vitesses de fuite de plus de 400 km/s (1 440 000 km/h). Il est majoritairement constitué d'électrons et de protons avec une énergie de l'ordre de 1 keV. Ce flux de particules varie en température et en vitesse au fur et à mesure du temps^[116]. Il existerait également des mécanismes internes au Soleil permettant de transmettre à ces particules une haute énergie cinétique mais leur fonctionnement reste encore actuellement un mystère. Le vent solaire crée l'héliosphère, vaste bulle qui contient tout le système solaire et s'étend jusque dans l'espace interstellaire^[117].

      C'est aussi ce qui explique que seules des planètes disposant d'un très puissant champ magnétique peuvent supporter sans dommage ce vent solaire continuel, réduisant ainsi l'ionisation de la haute atmosphère. Divers phénomènes observables sont dérivés du vent solaire telles les tempêtes électromagnétiques qui peuvent affecter les équipements électriques^[118], les aurores boréales^[119] ou encore le fait que les comètes qui traversent le système solaire ont toujours leur queue dirigée à l'opposé du Soleil^[120].

      Cependant, au fur et à mesure que ce vent solaire croise des planètes, il est alimenté par le vent planétaire et prend alors des caractéristiques plus proches des vents terrestres dans certains de ses effets, des systèmes solaires très denses pourraient ainsi en arriver à avoir une atmosphère ténue.

      Transport spatial

      Article détaillé : Voile solaire.
      

       
      Vue d'artiste d'une voile solaire.

      Certains tests sont actuellement effectués sur les voiles solaires et il avait même été imaginé une course de voiles solaires^[121]. Le principe est semblable à celui des voiliers, à ceci près qu'il s'appuie sur la lumière (les photons) émis par le Soleil. Compte tenu de la faible propulsion générée, le procédé ne permet pas de quitter la surface d'une planète (même dénuée d'atmosphère, et donc de friction). Il est en revanche utilisable sur un appareil ayant déjà atteint la vitesse de satellisation minimale, voire la vitesse de libération. La difficulté de mise en œuvre réside dans la faiblesse de la poussée : une voile de 220 000 m² est nécessaire pour obtenir une poussée de 1 kg m s⁻¹.

      Cependant, cet effet est déjà utilisé sur les sondes spatiales afin de rectifier une trajectoire ou de fournir une poussée supplémentaire comme pour la sonde Mariner 10.

       

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      Annexes

      Sur les autres projets Wikimedia :

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      Bibliographie

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      • Michel Viegnes (dir.), Imaginaire du vent : actes du colloque international, IMAGO, 2003
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      Vidéographie

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      Articles connexes

      • Liste des vents
      • Météorologie : barbule de vent, circulation atmosphérique, cyclone tropical, tempête, refroidissement éolien, rafale de vent, pluie, vague, vent de travers.
      • Par analogie : vent du boulet, pet.
      • Énergie éolienne

      Liens externes

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      Visualisation de données animée

      Plusieurs sites internet offrent des visualisation de données prédictives ou en temps réel du vent et des déplacements des masses d'air, dont :

      • « Earth Null School » [archive] (consulté le 12 avril 2020) : exploite les données du Global Forecast System (système américain dédié aux prévisions météorologiques, dont le contenu est gratuitement accessible et réutilisable). Données jour par jour depuis 2013, prévisionnelles à 5 jours, toutes altitudes: vents, humidité, températures et pollutions. Réactualisation toutes les 3 heures.
      • « Earth : Global wind, weather and temperature » [archive] (consulté le 12 avril 2020) : propose une fonction calendrier rétrospectif ;
      • « Ventusky » [archive], sur www.ventusky (consulté le 5 mai 2019) : mis au point par une société tchèque, pour faire de la prédiction (avec possibilité de remonter quelques heures, en arrière) ; les données météo pour la Tchèquie y sont en outre actualisées chaque demi-heure ;
      • « Windy » [archive], sur www.Windy (consulté le 5 mai 2019) : site commercial créé en 2014 pour les surfers, avec accès à quelques webcams.

      [afficher] v · m Données et variables météorologiques
      Données de mesure	Albédo · Anomalie de température · Eau précipitable · Contenu en eau liquide · Foudre · Isotherme zéro degré (Niveau de congélation) · Nébulosité · Point de rosée · Point de givrage · Précipitations · Pression atmosphérique / selon l'altitude · Réflectivité radar (en dBZ) · Température / de surface de la mer / du thermomètre mouillé · Vent · Visibilité (Profondeur optique, Portée visuelle de piste)
      Variables	EIC · EPCD · Dépression du point de rosée · Fréquence de Brunt-Väisälä · Gradient thermique adiabatique · Hélicité · Humidité absolue / absolue de saturation / foliaire / relative · Instabilité latente · Instabilité potentielle · Longueur de Monin-Obukhov · Niveau de condensation / par ascension / par convection · Niveau de convection libre · Niveau d'équilibre convectif · Pression de vapeur saturante de l'eau · Rapport de mélange · Refroidissement éolien · Température équivalente / potentielle / pseudo-potentielle du thermomètre mouillé / Theta-e / virtuelle · Tourbillon · Vitesse convective · Vitesse de frottement
      Concepts	Convection atmosphérique · Hygrométrie · Évapotranspiration · Effet Bergeron · Trace
      Indices	Cote air santé · Degré jour de croissance · Degré jour unifié · Indice WBGT · Indice de George (K) · Indice d'assèchement · Indice humidex · Indice de chaleur (Heat Index) · Indice d'aridité · Refroidissement éolien · Indice forêt météo · Indice de Haines · Indice UV · Indice de soulèvement · Indice de stabilité de Showalter · Indice universel du climat thermique · PdP · Quotient photothermique
      Diagrammes	Carte météorologique · Diagramme climatique · Diagramme de Stüve · Émagramme · Hodographe · Hyétogramme · Météorogramme/Météogramme · Skew-T ou Émagramme à 45 degrés · Téphigramme
      Glossaire de la météorologie

      [afficher] v · m Temps (météorologie)
      Précipitations	Averse · Bruine · Bruine verglaçante · Giboulée · Grêle · Grésil · Neige (flocon · industrielle · mouillée · en grains · roulée) · Pluie (torrentielle · verglaçante) · Poudrin de glace
      Phénomènes atmosphériques violents étendus	Blizzard · Bourrasque de neige · Brouillard · Cyclone (tropical · extratropical · subtropical) · Foudre  · Onde de tempête · Orage (de neige · unicellulaire · multicellulaire · supercellulaire) · Rafale descendante · Tornade  · Trombe marine · Tempête (hivernale · de neige · de sable · de feu)
      Autres phénomènes météorologiques	Arc-en-ciel · Canicule · Ensoleillement · Gel · Dégel · Gelée blanche · Givre · Nuage · Pollution de l'air · Poudrerie · Pression atmosphérique · Rosée · Température · Vague de froid · Vent
      Prévision	Alerte · Alerte cyclonique · Avis de coup de vent · Avis de tempête · Avis d'ouragan · Carte · Vigilance
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      • Vent

      [+]

Tornade

Les tornades, faibles ou fortes, ont des caractéristiques propres et sont jugées par leur intensité (Échelle de Fujita), non par leur dimension. C'est pourquoi l'expression « mini-tornade », souvent employée dans les médias, est à proscrire. Il s'agit le plus souvent en effet d'un terme fourre-tout qui est utilisé pour décrire tout dommage par le vent et très localisé, sans tenir compte du mécanisme causal. Il confond le plus souvent des phénomènes aussi différents que des rafales descendantes et fronts de rafales sous et à l'avant d'orages, des grands vents synoptiques et de faibles tornades³.

Description du phénomène

Les tornades ont depuis longtemps défrayé la chronique et certaines ont été retenues par l'Histoire, même avant d'être appelées de ce nom. Par exemple, Grégoire de Tours décrit un événement survenu dans la vallée de la Loire au VI^e siècle qui semble correspondre au phénomène : « le vent du midi souffla sur le pays avec tant de violence qu’il renversa les forêts, abattit les maisons, arracha les haies, et fit périr des hommes même enlevés dans un tourbillon qui parcourut en largeur un espace de près de sept arpents. On n’a pu savoir ni estimer jusqu’où s’était prolongé son passage »⁴.

Une tornade est un tourbillon de vent isolé prenant la forme d'un entonnoir sortant d'un nuage convectif, le plus souvent un cumulonimbus, et dont la pointe est tournée vers la surface terrestre. Lorsque la seule condensation suffit à le rendre visible, ce qui n'est pas toujours le cas, pareil tourbillon prend le nom de tuba. En touchant la surface terrestre il prend l'aspect d'une colonne d'orientation à peu près verticale, mais souple et mobile horizontalement. Celle-ci, en balayant la terre ferme ou l'eau, soulève sur son passage toutes sortes d'éléments solides ou liquides qu'elle entraîne à sa base en une excroissance bouillonnante, appelée le buisson de la trombe et constituée soit par une nuée de gouttelettes au-dessus de la mer, soit par des poussières, du sable et une multitude de débris au-dessus du sol⁵.

On parle de tornade si l'air en rotation entre en contact avec la terre ferme ; lorsque le phénomène ne touche pas le sol, on parle simplement d'un entonnoir nuageux. Lors d'un contact sur l'eau plutôt que sur le sol, on parle alors de trombe marine. Lorsque l'on observe des trombes marines se former en l'absence de nuages de convection atmosphérique, il s'agit d'un phénomène similaire à un tourbillon de poussière sur la terre ferme.

La tornade se développe près du courant ascendant de l'orage se trouvant dans un environnement où les vents dans les premiers kilomètres de l'atmosphère changent non seulement de force, mais également de direction avec l'altitude. Les orages supercellulaires sont le plus souvent associés à des tornades en raison de la configuration particulièrement bien cisaillée des vents autour de ces derniers. Cependant, les vents descendants de lignes de grains ou les fronts de rafales entre les cellules d'orages multicellulaires peuvent aussi interagir pour en produire. Il arrive même parfois que de faibles tornades se développent dans le courant ascendant d'un cumulus bourgeonnant^6,1. Les cyclones tropicaux, où l'on retrouve des orages, sont également accompagnés de tornades lorsqu'ils entrent sur terre.

La vitesse de déplacement d'une tornade qui touche le sol est très variable mais peut atteindre 100 kilomètres par heure. L’entonnoir se déplace généralement du sud-ouest vers le nord-est (hémisphère nord), mais il peut changer de direction de façon soudaine avec une forte sinuosité.

Pression atmosphérique

La pression dans le cœur peut être inférieure de 10 % à celle de l'atmosphère environnante (à peu près la même différence qu'entre la pression au niveau de la mer et à une altitude de 1 000 mètres). Cette différence de pression est insuffisante pour créer des dommages importants à la plupart des immeubles ou pour soulever des objets lourds. Ce sont les vents qui précèdent le tourbillon qui causent en fait les effets mentionnés dans la section sur les dégâts⁷.

Sens de rotation

Le mouvement de l'air dans un système en rotation est une balance entre diverses forces. Selon le second principe de Newton exprimé dans les équations primitives atmosphériques, on additionne ces forces pour connaître la force totale qui s'exerce sur le fluide⁸ :

d V → d t = f V → − ( ∇ p / ρ ) − g → ∗   + V → 2 R c + F r { F r = Friction g → ∗ = Constante de gravité verticale = 9 , 8   m / s 2 R c = Rayon de courbure du flux {\displaystyle {\frac {d{\vec {V}}}{dt}}=f{\vec {V}}-(\nabla p/\rho )-{\vec {g}}^{*}\ +{\frac {{\vec {V}}^{2}}{R_{c}}}+F_{r}\qquad {\begin{cases}F_{r}={\text{Friction}}\\{\vec {g}}^{*}={\text{Constante de gravité verticale}}=9,8~m/s^{2}\\R_{c}={\text{Rayon de courbure du flux}}\end{cases}}}

La partie de gauche de l'équation est l'accélération que subit la parcelle d'air. À droite on retrouve la force de Coriolis, la variation de pression dans le système, la gravité, la force centrifuge et la friction. Dans un système météorologique à grande échelle, comme une dépression, la différence de pression commence le mouvement de l'air des hautes vers les basses pressions. Ce mouvement sera relativement lent et la force de Coriolis pourra dévier l'air vers la direction des Pôles pour donner le vent dans l'atmosphère libre. La friction agit près du sol pour dévier un peu plus l'air vers le centre de la basse pression et donner le vent réel. La force centrifuge, V → 2 / R c {\displaystyle {{\vec {V}}^{2}}/{R_{c}}} , est négligeable car le rayon ( R {\displaystyle R} ) d'un tel système est très grand et la gravité s'exerce vers le bas. Tout ceci donne un sens de rotation bien spécifique selon l'hémisphère, par exemple le sens anti-horaire dans l'hémisphère nord.

Au sein même de la tornade, la balance des forces s'effectue cependant entre la pression atmosphérique et la force centrifuge. En effet, le diamètre et la durée de formation d'une tornade sont de plusieurs ordres de grandeur inférieurs à ceux nécessaires pour que la force de Coriolis ait le temps de s'exercer. Or la direction de la force centrifuge dépend de la direction initiale de déplacement de l'air et donc n'a pas de sens prédéterminé.

Tornade cyclonique

Comme il est démontré plus loin dans la section « Création de la tornade », le vortex est d'abord une rotation horizontale de l'air, causée par le cisaillement des vents avec l'altitude. Celui-ci sera ensuite incliné verticalement par le courant ascendant sous l'orage. Malgré le fait que la force de Coriolis n'influence pas la rotation, les vents dans une tornade sont presque toujours cycloniques, sens anti-horaire dans l'hémisphère nord. En effet, la rotation provient des vents de large échelle (synoptique) qui eux sont soumis à cette force, comme expliqué antérieurement⁹.

Tornade anticyclonique

Toutefois, une minorité significative de tornades tournent en sens contraire, sens horaire dans l'hémisphère nord et anti-horaire dans l'hémisphère sud. Il est estimé qu'environ 1 à 2 % des trombes aux États-Unis tournent dans ce sens et que dans la plupart des cas, elles sont de faible diamètre et intensité¹⁰.

Cela est généralement dû à la friction s'exerçant près du sol par le relief et par l'interaction des vents ambiants avec le front de rafales sortant de l'orage. Ces deux phénomènes peuvent orienter le début de la rotation et le sens du cisaillement vertical. Ces tornades anticycloniques se rencontrent généralement comme une tornade satellite sous un orage supercellulaire (proviennant du même mésocyclone qui donne la tornade principale), avec les cyclones tropicaux et avec les grains en arc^10,11.

Les tornades anticycloniques se produisent également sous la cellule de gauche lorsqu'un orage supercellulaire se divise en deux, comme sur l'image de droite. Dans ce cas, c'est la partie descendante du tube de rotation qui forme le mésocyclone et sa rotation est inversée par rapport au vortex ascendant de la cellule-mère. Bien que le phénomène soit connu théoriquement depuis longtemps, le premier cas confirmé par radar s'est produit le 4 mai 1998 à Sunnyvale, Californe, le 4 mai 1998. C'est un WSR-88D du service météorologique des États-Unis qui a capturé ces données sur une tornade d'intensité F-2 de l'échelle de Fujita¹².

Vortex

Le vortex a généralement (mais pas toujours) la forme d'un nuage en entonnoir (le tuba) qui s'étend parfois jusqu'à terre. Ce tuba ne se forme que si la chute de pression dans le cœur dépasse une valeur critique, qui est fonction de la température et de l'humidité relative de l'air entrant.

Quand l'air pénètre dans la zone de basse pression, il se dilate et se refroidit. S'il se refroidit suffisamment, la vapeur d'eau qu'il contient se condense en gouttelettes. Plus l'air entrant est chaud et sec, plus la chute de pression doit être grande pour que la condensation puisse avoir lieu et que le tuba se forme. Parfois le tuba de condensation ne se constitue pas et l'on ne devine la présence de la tornade que par la poussière et les débris (formant une collerette appelée « buisson¹³ ») qu'elle emporte.

Le tuba mesure de quelques dizaines de mètres à plusieurs kilomètres de long et, au point de contact avec le nuage générateur, son diamètre est compris entre quelques mètres et quelques centaines de mètres. Généralement il a une forme conique, mais les tornades très fortes engendrent des colonnes cylindriques courtes et larges. On distingue aussi, assez souvent, de longs tubes qui ressemblent à des cordes et qui serpentent horizontalement.

Au cours de la brève existence d'une tornade (jamais plus de quelques heures), la taille et la forme du tuba peuvent beaucoup changer et refléter les variations d'intensité des vents ou des propriétés de l'air entrant. La couleur du tuba varie du blanc sale au gris et même au gris bleu foncé lorsqu'il est constitué principalement de gouttelettes d'eau ; quand le cœur se remplit de poussière, le tuba prend une teinte originale, comme la couleur rouge de l'argile de certaines régions. Les tornades peuvent aussi être bruyantes, tel un rugissement parfois. Ce rugissement résulte de l'interaction turbulente des vents violents avec le sol.

Distribution mondiale

Les tornades se produisent dans de nombreuses régions du monde. Il existe une corrélation entre la localisation des zones agricoles et l'occurrence de tornades. Elles sont également plus nombreuses dans certaines zones au climat subtropical humide. Étant donné que l'humidité est un facteur important de développement des orages violents qui causent les tornades, cette relation se comprend aisément. Cependant, elles ne se produisent que là où les conditions de cisaillement des vents sont favorables ce qui veut dire que les plus puissantes ne sont pas nécessairement dans les milieux les plus humides. Les zones rurales, autant que les villes, peuvent subir ce phénomène. Les États-Unis subissent le plus grand nombre de tornades et elles ont tendance à y avoir une très forte intensité¹⁴. De 800 à 1 300 tornades sont observées chaque année dans ce pays et une vingtaine atteignent le degré F4 ou F5^2,15,16. Selon une étude publiée en 2014, 500 de ces tornades causent des dommages importants et cette valeur reste stable mais le nombre de jours où une tornade est signalé tend à diminuer, alors que le nombre de jours avec un grand nombre de tornades augmente¹⁷.

La plus grande densité absolue de tornades au monde se trouve en Floride, bien que celles-ci soient généralement de faible à moyenne intensité. Cependant, la zone la plus active est la région du bassin du fleuve Mississippi et des Grandes Plaines. Les tornades y sont en général très puissantes. Les États du Texas, de l'Oklahoma, du Kansas et du Nebraska ont d'ailleurs acquis le surnom de Tornado Alley avec un tiers des tornades aux États-Unis¹⁵.

Cette zone est particulièrement exposée parce que l'air chaud et humide du Golfe du Mexique, près du sol, y rencontre de l'air sec et frais en altitude venant des montagnes Rocheuses et du Canada. Le tout donne naissance (voir Explication du phénomène, ci-dessous) à des orages violents comprenant une circulation mésocyclonique. Cette zone s'étend en fait jusqu'aux Prairies canadiennes.

D'autres régions du monde rapportent fréquemment des tornades, celles-ci comprennent : le sud de l'Afrique ; certaines portions de l'Argentine, du Paraguay et du sud du Brésil ; la grande plaine du nord de l'Europe, notamment en Allemagne et en Pologne ; l'Australie et la Nouvelle-Zélande et le delta du Gange^18,19. Sur l'image de droite, le lecteur peut voir cette distribution ainsi que sa relation avec les zones agricoles et donc avec la disponibilité d'humidité.

C'est aux Pays-Bas que l'on retrouve la plus grande densité nationale de tornades signalées avec 0,00048 par kilomètre carré (20 tornades par année)²⁰. Le Royaume-Uni vient ensuite avec une densité de 0,00013 (33 tornades annuellement)²⁰. Ces tornades sont généralement de faible intensité, le plus souvent des F1. Par densité nationale, suivent dans l'ordre :

• Le Bangladesh
• L'Inde
• L'Argentine
• L'Italie
• L'Australie
• La Nouvelle-Zélande
• L'Afrique du Sud
• L'Allemagne
• L'Estonie
• L'Uruguay

Dans les climats favorables mentionnés antérieurement, on retrouve certaines grandes villes qui rapportent un bon nombre de tornades dans leur région métropolitaine. On peut citer surtout Miami, Oklahoma City, Dallas et Chicago aux États-Unis ainsi que Dhâkâ en Asie. Dans une moindre mesure, il y a Barcelone, Londres et l'aire urbaine d'Amsterdam en Europe. Les villes ne sont cependant pas plus touchées que les zones rurales mais certains micro-climats et effets locaux peuvent favoriser les tornades²¹.

Le nombre et la densité rapportés des tornades sont cependant biaisés par trois facteurs :

• La densité de population dans une zone très propice à ce phénomène qui rend non seulement la détection plus facile mais également la poursuite des entonnoirs. Par exemple, il y existe de nombreux chasseurs de tornades aux États-Unis mais très peu ailleurs. Autre exemple, 80 à 100 tornades par an sont recensées au Canada mais de larges portions du pays sont peu peuplées et le nombre est probablement plus grand ;
• La prévalence des orages violents par rapport à d'autres phénomènes météorologiques dans une région. Les tempêtes de neige, de vents ou les cyclones tropicaux ont beaucoup plus d'impact dans la majeure partie du monde et les tornades peuvent être sous signalées ou confondues avec une tempête de vent ;
• Les communications jouent également un très grand rôle dans le rapport des événements violents. L'Afrique et une partie de l'Asie ont ainsi très peu de signalements mais par exemple, le Bangladesh subit des tornades aussi importantes et en aussi grande densité que les États-Unis. De plus, elles provoquent le plus grand nombre de décès mondial chaque année (179 contre 150 aux États-Unis), mais elles sont beaucoup moins médiatisées^22,23.

Climatologie

Une tornade peut survenir à tout moment mais elles sont plus fréquentes à la fin du printemps et en été. Par exemple, aux États-Unis, 54 % des tornades ont lieu au printemps et 27 % en été². Ces taux sont reliés aux conditions nécessaires à la formation d'orages violents et varient donc selon le lieu. Globalement l'occurrence maximale de tornades se déplace des régions plus près de l'équateur vers celles polaires avec le réchauffement et l'apport d'humidité saisonniers.

En Amérique du Nord, elles sont ainsi plus fréquentes en mai au sud de la Tornado Alley, au début de l'été autour des Grands Lacs et en juillet-août dans le sud du Québec. La même variabilité se retrouve partout, dont en France où elles sont rares mais existent. Selon une étude de Jean Dessens du laboratoire d'aérologie de l'Université Paul-Sabatier et de John T. Snow du département des sciences de la Terre et de l'atmosphère de l'Université Purdue (États-Unis), de 1680 à 1988 on a répertorié 107 trombes de classes F2 et plus dans l'échelle de Fujita en France, surtout de juin à août, de 16 h à 19 h TU²⁴. Le risque est plus élevé dans le quart nord-ouest de la France²⁴ (comme ce cas du 3 août 2008 dans la région de Maubeuge qui fit 3 morts et 9 blessés²⁵), et dans une zone plus restreinte près de la côte méditerranéenne. En moyenne deux tornades de ce type chaque année et le risque en un point du territoire français est environ 15 fois plus faible que dans les grandes plaines des États-Unis²⁴.

Les tornades faibles sont plus fréquentes. Elles surviennent surtout par exemple dans les zones côtières en France en saison froide (novembre à mars), et dans l'intérieur du pays en saison chaude (avril - octobre)²⁴, souvent quand de l'air maritime atlantique à moyenne altitude recouvre une couche de surface d'origine méditerranéenne. L'instabilité dans la couche de surface se développe pendant le passage de l'air au-dessus du sud de la France. Des études de cas suggèrent que les trombes ne se forment que si l'instabilité dans la couche de surface est encore augmentée par un réchauffement et une humidification localisés. La formation d'une dépression secondaire sur ou à proximité d'un front froid en provenance de l'ouest constitue une condition favorable supplémentaire au déclenchement d'orages à tornades²⁴. Ces conditions sont similaires à celles décrites dans la section formation et peuvent être étendues à plusieurs pays de l'Europe de l'Ouest.

Tendances

Les tendances sont difficiles à mesurer car il faut une trentaine d’année pour les établir en climatologie et les tornades, même si elles sont impressionnantes, ne sont que des événements très localisés qui sont peu rapportées dans une partie du monde et les registres complets ne datent souvent que de quelques décennies dans d'autres. De plus le nombre de tornade varie naturellement selon les années²⁶. Des changements cependant étaient attendus en raison d’une atmosphère rendue plus chaude, plus humide et turbulente par les activités humaines. Ceci commence en 2019 à apparaître : l'intensité des tornades n’a pas changé (certaines statistiques suggèrent des changements pour certaines catégories de tornades, mais peut-être à cause de biais dans le signalement des tornades depuis les années 1970 avec le développement des communications), mais par contre leur fréquence augmente.

La géographie des régions touchées semble également évoluer : déplacement vers des zones plus peuplées suggéré pour les zones de genèse de tornades aux États-Unis. Il y a ainsi dans ce pays moins de jours par an avec au moins une tornade, mais beaucoup plus de jours avec beaucoup de tornades (jusqu’à 20 ou 30 jours/an), ce qui montre que les contextes météorologiques propices à la survenue de séries rapprochées de tornades deviennent plus fréquents et qui rend l'organisation des secours plus difficile²⁶. Ainsi en mai 2019, en 11 jours, il y a eu au moins huit tornades par jour aux États-Unis. Selon Michael Tippett (spécialiste de la variabilité des systèmes climatique à l'université Columbia), c'est un record, sans que l'on puisse cependant affirmer un lien direct avec le changement climatique²⁶.

Munich Re, l'un des plus gros réassureurs du monde a constaté depuis 40 ans une hausse des dommages causés par les tornades et les orages violents passant en termes de coûts « d'une moyenne inférieure à 2 milliards de dollars dans les années 1980 à 22 milliards de dollars en 2016 »²⁶. Mark Bove, météorologue chez Munich Re a alerté en 2017 le secteur des assurances en rappelant qu'« une augmentation de la chaleur et de l'humidité dues au réchauffement de notre climat augmenterait le nombre de jours par an favorables aux orages et aux risques associés, y compris les tornades ». Il recommande de construire des bâtiments plus résistants au vent, et - dans les zones à risque - de construire des abris anti-tempête et d'apprendre à la population à mieux se protéger²⁶.

Une hypothèse non démontrée est que le réchauffement climatique pourrait atténuer le contraste thermique entre les pôles et l'équateur en diminuant alors les phénomènes météorologiques violents, mais le pôle sud se réchauffe moins vite que l'arctique et la zone équatoriale pourrait elle aussi se réchauffer. Respecter l'Accord de Paris sur le climat (hausse limitée à moins de 2 °C en 2100) devrait modérer l'augmentation du risque de tempêtes violentes et de tornades²⁶.

Dégâts

Contrairement à ce qu'on entend régulièrement dans les médias, une « mini-tornade » est une expression à proscrire car il s'agit d'un terme fourre-tout qui est donné pour tout dommage par le vent et très localisé. Il peut provenir autant de rafales descendantes sous orages que d'une tornade de faible intensité. L'observation de l'entonnoir nuageux est naturellement un indice important mais elle n'est pas toujours vue par les témoins car il est souvent perdu dans la pluie forte.

Il faut donc reconnaître les signes typiques laissés par le passage d'une tornade soit un corridor de dégâts où les débris montrent des torsions et sont répartis de façon plus ou moins aléatoire dans et autour du corridor, pas seulement soufflés dans la direction de passage. En effet, une tornade est formée par de l'air en rotation et en ascension, les débris retomberont dans des directions diverses, selon le flanc du tourbillon qui les a fauchés. Les arbres ou structures seront également souvent sectionnés à quelques mètres du sol dans le corridor de dommages et projetés au loin.

Selon un mythe, ce serait la différence de pression entre l'extérieur d'une maison et son intérieur qui causerait sa destruction par explosion (la pression externe étant plus faible que celle à l'intérieur de la maison). Selon ce mythe, les occupants devraient donc ouvrir les fenêtres en cas de tornade à proximité pour permettre d'équilibrer la pression lors du passage de son entonnoir. En réalité, la différence de pression de 10 % n'est pas assez importante pour causer des dommages structurels à la majorité des immeubles. En fait, le vent et les débris brisent la vitre, entrent dans la maison, soulèvent le toit par effet de pression, et les murs devenus sans support s'effondrent. Ouvrir les fenêtres est donc inutile^7,27.

En vérité, les dégâts dans les tornades sont dus aux facteurs suivants :

• La pression des vents à laquelle l'obstacle rencontré résiste jusqu'à son point de cassure.
• L'effet de Bernoulli autour des obstacles qui donne une différence de pression entre le côté face au vent et celui sous le vent par différence de vitesse d'écoulement. Cette différence de pression aide à soulever les objets comme l'air passant autour d'une aile d'avion donne la portance :
  • Un véhicule est projeté.
  • La toiture d'un bâtiment est soulevée comme une voile et retombe à côté de ses supports, ce qui cause un effondrement de la structure.
• Les projectiles engendrés qui retombent et causent des dommages secondaires.

L’échelle de Fujita mesure donc la puissance des tornades lorsque les dommages sont vraiment reliés avec ce phénomène. Cette échelle est graduée de F0 (dégâts légers) à F5 (dégâts très importants), le tout tenant compte du type de construction et de sa solidité. Les tornades de force F5 s’accompagnent de vents de plus de 420 kilomètres à l’heure et sont capables d'arracher une maison en brique de ses fondations et de projeter à plusieurs centaines de mètres des véhicules ou d'autres gros objets. Bien que statistiquement les tornades de force F5 ne représentent que moins de 1 % des tornades, plus de 50 ont été dénombrées rien qu'aux États-Unis au cours du dernier demi-siècle du XX^e siècle. Les morts causées par les tornades sont en général dus aux débris des édifices qui s'effondrent ou qui sont projetés vers les victimes. Il est relativement rare que la personne soit projetée elle-même par la tornade.

En 2007, le National Weather Service américain a introduit une version améliorée de l'échelle de Fujita qui décrit 28 types de dégâts que l'on peut rencontrer lors d'une tornade et donne une échelle d'intensité pour chacun de ceux-ci, ce qui aide à mieux classer la force des tornades. Cette échelle est similaire à l'originale mais les vents estimés ont été révisés selon des enquêtes plus poussées faites sur les dégâts causés par le vent à différentes structures.

Catégorie	Vents estimés (km/h)	Dommages	Fréquence
	Échelle Originale28 / Améliorée29
F0	60-120 / 105 – 137	Dégâts légers comme bout de toiture emportée	82 %
F1	120-180 / 138 – 178	Dégâts modérés comme toit emporté	11 %
F2	180-250 / 179 – 218	Dégâts importants comme maisons mobiles renversées ou détruites	4 %
F3	250-330 / 219 – 266	Dégâts considérables comme maisons plus solides détruites	1,8 %
F4	330-420 / 267 – 322	Dégâts dévastateurs auxquelles les meilleurs bâtiments ne résistent pas	0,9 %
F5	420-510 / >322	Dévastation totale	0,3 %
F6 à F12	510 - mur du son / —	Dégâts incommensurables	Extension théorique de l'échelle jamais observée

• Dégâts par de très fortes tornades
• 

  Maison détruite (Tennessee, 2003)

• 

  Toiture et maison détruites

• 

  Indiana (2005)

• 

  Indiana (2005)

Extrêmes

La plus forte tornade rapportée dans l'histoire s'est produite lors du Tri-State Tornado. Elle est passée sur une partie du Missouri, de l'Illinois et de l'Indiana le 18 mars 1925. Tout probablement une F5, même si l'échelle de Fujita n'existait pas à l'époque, elle détient le record mondial de la plus longue trajectoire avec 325 km, de la plus longue vie avec 3,5 heures et de la plus grande vitesse de déplacement avec 117 km/h. Il s'agit également de la plus meurtrière aux États-Unis avec 695 morts³⁰ et elle est encore la troisième plus coûteuse de ce pays (coût normalisé pour l'inflation)³¹.

La tornade la plus meurtrière s'est produite au Bangladesh le 26 avril 1989 dans la région de Daultipur-Salturia. Elle tua environ 1 300 personnes³². La plus importante éruption de tornades s'est produite les 3 et 4 avril 1974. On a rapporté 148 tornades individuelles durant cet événement appelé le Super Outbreak. Elles ont affecté une large portion du Midwest américain et de l'extrême sud de l'Ontario au Canada sur une période de 18 heures. Un nombre record de celles-ci ont été extrêmement violentes dont six F5 et vingt-quatre F4. On a dénombré à un moment donné seize tornades touchant le sol en même temps³³.

À 18 h 54, un radar météorologique Doppler mobile détecta des vents de 484 km/h ± 32 km/h à une hauteur de 32 mètres au-dessus du sol dans la tornade F5 qui frappa Moore en banlieue d'Oklahoma City durant les tornades de l'Oklahoma du 3 mai 1999^{34 ,35}. Il s'agit du record de vents mesurés dans une tornade. Cependant, les vents au sol ont pu être plus faibles à cause de la friction, mais aucun anémomètre ne se trouvait sur son passage pour le confirmer.

Les forts courants ascendants et les vents jusqu'à plus de 240 km/h dans la tornade peuvent soulever et projeter les débris à grande distance : une tornade à Great Bend, Kansas, le 15 novembre 1915, détient le record. Elle a provoqué une pluie de débris à 130 km de la ville. Un sac de farine a été retrouvé à 177 km de celle-ci et un chèque de la banque Great Bend fut découvert à 491 km de là³⁶.

Précautions à prendre en cas de tornades

Aux États-Unis, le Storm Prediction Center est chargé de faire la prévision du potentiel d'orages violents et il émet des veilles météorologiques pour prévenir les régions menacées à se tenir prêtes à réagir. Les bureaux locaux du National Weather Service vont, quant à eux, émettre des alertes météorologiques afin d'avertir les localités de l'arrivée d'orages tornadiques. Les autorités prennent alors les mesures nécessaires comme déclencher des sirènes dans les zones menacées, passer des messages d'alerte à la radio et à la télévision, ouvrir des refuges (voir alerte aux populations). Dans les régions comme le Tornado Alley, une bonne partie de la population a fait construire des abris souterrains pour cette éventualité puisque les sous-sols sont peu fréquents dans cette région.

Mesures suggérées par les autorités

Toutes ces mesures ont grandement restreint le nombre de décès aux États-Unis. D'autres pays ont des systèmes plus ou moins développés et le nombre de pertes humaines peut donc varier selon les ressources disponibles. Ainsi le nombre de morts au Bangladesh, 179 contre 150 aux États-Unis, est en grande partie une conséquence de l'importante densité de la population, du type de construction plus précaire, du manque de connaissance du phénomène et d'un système d'alertes non développé^22,23.

Selon différents guides de protection, il faut prendre les précautions suivantes lorsqu'une tornade est annoncée ou repérée³⁷.

• Si l'on est chez soi :

Si l'on dispose d'un sous-sol, se rendre à cet endroit, et se protéger la tête et la figure. Sinon, se diriger vers la partie centrale et au rez-de-chaussée. Une penderie ou une salle de bain offrent en général un bon abri. Se protéger toujours la tête et la poitrine contre les objets qui peuvent se déplacer dans les airs.

• Si l'on se trouve dans un immeuble construit en hauteur :

Ne pas utiliser l'ascenseur. Se diriger vers le centre de l'immeuble, vers la cage d'escalier ou vers une salle de bain. Suivre les directives des services de sécurité de l'immeuble ou des autorités.

• Si l'on est dans un véhicule :

S'arrêter, sortir du véhicule et s'éloigner du couloir de la tornade en se déplaçant perpendiculairement à ce dernier. Se coucher dans une cavité ou un fossé, et se couvrir la tête et la poitrine. Ne jamais tenter de prendre une tornade de vitesse, ni d'aller dans le sens inverse au couloir. Une tornade peut repasser plusieurs fois au même endroit.

• Ne pas rester dans une maison mobile... sortir et trouver un abri ailleurs (considérer un véhicule comme une maison mobile).
• Ne pas essayer de contourner la tornade à bord de son véhicule ou à pied.
• Ne pas ouvrir les fenêtres. Ne pas rester dans une pièce vaste et ouverte ni dans un endroit où il y a beaucoup de fenêtres.

Abri anti-tornade

La violence des vents des tornades (parfois plus de 300 km/h) ne permet pas de construire, à un coût raisonnable, des bâtiments entiers assez solides pour résister au vent extrême et surtout aux impacts de débris. De plus, le préavis d'arrivée et le temps de passage d'une tornade sont très courts.

Ce phénomène météo étant très localisés dans le temps et l'espace, il est admis que les ouvrages soient détruits par les vents et que la sécurité et la survie des personnes soient assurées par des abris solides de dimensions restreintes. Ces derniers sont populaires dans les régions particulièrement sujettes aux tornades comme mentionné antérieurement. Il en existe de deux types³⁸ :

• Abri souterrain :Il s'agit essentiellement d'un caisson en béton armé, situé au sous-sol ou dans le jardin, construit en place ou préfabriqué en usine. L'abri est implanté de manière à être rapidement accessible aux occupants de la maison ;
• Chambre-forte : Lorsqu'il n'est pas possible de creuser, à cause d'un sol rocheux ou d'une nappe phréatique trop haute, une garde-robe ou une pièce intérieure de la maison peut être construite en béton armé ou en bois renforcé par des tôles en acier. Cet abri est ancré aux fondations pour résister aux effets du vent.

Abris collectifs

Il existe quelques exemples d'abris plus importants. Ceux-ci suivent les mêmes principes mais sont destinés à des sites où peuvent se retrouver un grand nombre de personnes (camping, centre commercial, école, etc.) qui peuvent être rapidement rassemblés. L'image à droite montre un tel abri pouvant accueillir 400 personnes et qui a été construit à même le terrain de camping du Champ de foires de l'État d'Iowa à Des Moines, grâce à de l'argent provenant du Federal Emergency Management Agency des États-Unis et de l'État d'Iowa. Il a coûté 750 000 $US en 2003. En temps normal, il sert de bâtiment multifonctionnel : bureaux du camping, douches, salles de lavage et grande salle pour des activités diverses. Il prend la forme d'un dôme trapu. Ses murs en béton ont 30 cm d'épaisseur et l'auvent au-dessus de l'entrée peut affronter les vents de 402 km/h³⁹. Il a été construit à la suite d'une tornade qui a ravagé le site en juin 1998.

Explication du phénomène

Anatomie d'un orage violent

Conditions de formation

Trois éléments sont nécessaires à la formation d'une tornade :

• un cisaillement des vents dans les premiers kilomètres de l'atmosphère ;
• un courant ascendant important, causé par la poussée d'Archimède dans une masse d'air instable ;
• une configuration des vents de surface qui puisse servir à concentrer la rotation verticale.

Un quatrième élément est utile mais pas toujours présent :

• un courant descendant dans les précipitations.

Thermodynamique

Les orages violents se forment dans une masse d'air instable où il y a disponibilité de beaucoup de chaleur et d'humidité à bas niveau et de l'air plus sec et froid en altitude. Une parcelle d'air qu'on soulève diminue de température (T) et de pression (P) avec l'altitude selon la loi des gaz parfaits ( P V = n R T {\displaystyle PV=nRT} ). Dans une atmosphère instable, elle atteint un niveau où elle devient plus chaude que l'air environnant: le « niveau de convection libre » (NCL). Elle subit alors la poussée d'Archimède et s'élève librement jusqu'à ce que sa température soit de nouveau en équilibre avec la température environnante. Ce mouvement ascendant, que l'on appelle la convection libre, est un processus libérateur d'énergie, et l'énergie potentielle (Énergie Potentielle de Convection Disponible) emmagasinée dans l'atmosphère instable se transforme en énergie cinétique de déplacement.

Quand la parcelle s'élève, elle se refroidit jusqu'à son point de rosée, à un niveau appelé « niveau de condensation par ascension » (NCA) et la vapeur d'eau qu'elle contient commence à se condenser. Ce niveau peut être atteint avant ou après le NCL. La condensation libère une certaine quantité de chaleur, la chaleur latente, fournie à l'eau au moment de son évaporation. Il en résulte une diminution notable du taux de refroidissement de la masse d'air ascendante, ce qui augmente la poussée d'Archimède en augmentant la différence de température entre la parcelle et l'environnement.

Quelques remarques :

• La base du nuage convectif se situera au NCA alors que son sommet sera au niveau d'équilibre.
• L'énergie disponible est d'autant plus forte que le contraste entre les valeurs de température et d'humidité de surface et celles d'altitude est grand: il est par conséquent probable que le nombre d'orages violents augmente avec le réchauffement climatique mais pas nécessairement de façon générale. En effet, l'air des tropiques est très chaud et humide mais il n'y a pas d'orages continuels sur ces régions car c'est toute la colonne d'air qui est chaude et humide. L'instabilité n'y est donc pas aussi grande qu'on pourrait le penser. Le réchauffement planétaire pourrait surtout causer une augmentation des orages violents dans les régions nordiques.

Bouchon

Une atmosphère instable comporte souvent une zone d'inversion de température, c'est-à-dire une mince couche d'air où la température augmente avec l'altitude qui inhibe temporairement la convection. Une parcelle d'air s'élevant à travers cette couche sera plus froide que l'air qui l'entoure et aura tendance à être repoussée vers le bas. L'inversion est donc très stable, elle empêche tout mouvement ascendant et rétablit l'équilibre.

Au cours de la journée, lorsque le sol est chauffé par le soleil, l'air emprisonné sous cette inversion se réchauffe encore plus et peut également devenir plus humide du fait de l'évaporation. Si la zone d'inversion est localement érodée par des mélanges avec la couche inférieure ou si des phénomènes à grande échelle la soulèvent en bloc, la couche de surface devenue très instable jaillit violemment à certains endroits. L'air à la surface du sol s'écoule alors horizontalement vers ces points d'éruption et forme de hauts nuages d'orage.

Déclencheurs dynamiques

Même en présence de facteurs thermodynamiques favorables, un courant ascendant n'apparaît que si l'air instable au voisinage du sol est poussé jusqu'à la convection libre. Dans le cas d'une masse d'air uniforme et sans mouvement, le réchauffement seul peut suffire, mais en général, il existe des déclencheurs qui vont permettre de concentrer l'activité orageuse:

• Une inversion locale peut s'atténuer ou même disparaître complètement si un courant-jet d'altitude passe dans le secteur car à l'intérieur du courant-jet, des vents particulièrement intenses, soufflant à plusieurs centaines de kilomètres par heure, se déplacent dans le sens du courant en refoulant vers le bas l'air devant eux et en aspirant vers le haut l'air derrière eux. Ce phénomène d'aspiration ascendante, s'il est suffisamment fort, peut dissiper une inversion et favoriser la formation d'orages ou l'intensification des orages en cours.
• La même chose peut se produire avec un courant-jet de bas niveau mais dans ce cas, il s'agit de convergence de masse à gauche du jet qui force l'air empilé à monter comme un pot que l'on presse à sa base.
• Des effets locaux comme l'ascension forcée de l'air le long d'une pente par des phénomènes météorologiques à grande échelle ou des brises de mer qui amènent de l'air humide vers une zone instable.
• Le passage d'un front froid, où de l'air froid et dense s'avance dans une région plus chaude, se frayant un chemin sous l'air chaud en le soulevant.

En général, on repère les zones d'orages violents en analysant le potentiel thermodynamique de la masse d'air et la position où l'on obtient le maximum de déclencheurs dynamiques.

Création de la tornade

Un orage violent fournit le courant ascendant intense et durable qui donne naissance à une tornade et qui évite que le cœur à basse pression ne se remplisse par le haut. Quand on observe le sommet d'un orage de ce type par satellite, on remarque généralement une suite caractéristique de « bulles » ascendantes, constituées de nuages qui s'élèvent entre deux et quatre kilomètres au-dessus du niveau supérieur du nuage principal avant de retomber dans la masse nuageuse. Ces bulles dénotent la présence, dans l'orage, d'un courant ascendant intense et très structuré. Cependant, une tornade ne se forme que si l'air du courant ascendant se met à tourner : c'est ce qui arrive quand ce courant ascendant concentre le mouvement de rotation des vents horizontaux de la troposphère.

Rotation horizontale

Tous les vents ne font pas l'affaire. Ils doivent être soumis à un cisaillement vertical très fort en direction et en intensité. La vitesse du vent doit augmenter avec l'altitude et son orientation doit virer du sud-est vers l'ouest. Le cisaillement vertical du champ de vitesses du vent provoque un mouvement de rotation autour d'un axe horizontal.

Pour comprendre pourquoi, il suffit d'imaginer une roue à palettes, d'axe horizontal, placée dans un champ de vent soufflant de gauche à droite. Si le vent qui frappe le haut de la roue est plus fort que celui qui souffle sur le bas, la roue se met à tourner dans le sens des aiguilles d'une montre. De la même manière, une masse d'air placée dans un champ de vent soumis à un cisaillement est animée d'un mouvement de rotation car le haut de la masse d'air se déplace plus vite que le bas.

Basculement de la rotation

Quand les vents entrent en interaction avec un fort courant ascendant, cette rotation autour d'un axe horizontal peut basculer et devenir une rotation autour d'un axe vertical. Le cisaillement de la direction du vent est ainsi une cause directe de la rotation verticale ; les vents qui tournent du sud-est vers l'ouest engendrent une circulation cyclonique (dans le sens inverse des aiguilles d'une montre) de l'air qui s'engouffre à la base du courant ascendant de la dépression.

Naissance

D'après les modèles usuels, la naissance d'une tornade à partir d'un violent orage se fait en deux étapes :

• Le courant ascendant de l'orage se met d'abord à tourner. Le basculement de l'axe de rotation semble être le mécanisme principal intervenant à ce stade. La colonne d'air ascendante et en rotation, qui a un diamètre de 10 à 20 kilomètres, constitue le mésocyclone (si, par la suite, il engendre une tornade, ce qui n'est généralement pas le cas, on l'appellera un vortex tornadique). Les observations par radar Doppler ont montré que le mouvement de rotation commence dans la troposphère moyenne, à des altitudes comprises entre quatre et huit kilomètres.
• Ce courant tournant se propage ensuite vers le sol par un effet de « tube dynamique ». Le long de la colonne en rotation, le champ de pression est en équilibre avec le champ de vents où la circulation est fortement incurvée. En effet, la force dirigée vers l'intérieur, qui s'exerce sur l'air du fait de la faible pression qui règne au centre de la colonne, est équilibrée par la rotation de l'air autour du centre de la colonne.

Dans ces conditions d'équilibre cyclonique, l'air circule facilement, autour et le long de l'axe du cyclone, mais il ne peut pratiquement pas s'en éloigner ou s'en approcher. Alors qu'auparavant une partie de l'air entrait dans la colonne ascendante à l'altitude des couches moyennes, maintenant, la presque totalité de l'air s'engouffre à la base du tuba. Le cyclone se comporte comme un tube dynamique. Tout se passe comme dans le tuyau d'un aspirateur, hormis le fait que l'air n'est pas canalisé par les parois d'un tuyau mais par son propre mouvement tourbillonnaire. Il en résulte une intensification du courant ascendant et, par conséquent, un renforcement des vents qui convergent sous le cyclone. Du fait du cisaillement de la direction du vent, l'air qui s'engouffre dans le courant ascendant s'élève en tournant autour du centre de la colonne.

Concentration

D'après une loi fondamentale de la physique, le moment cinétique d'une masse d'air par rapport à son axe de rotation vertical est conservé. Ce moment cinétique est égal au produit de la quantité de mouvement (la masse multipliée par la vitesse) par la distance à l'axe. Par conséquent, à mesure que sa distance au centre diminue, la vitesse de la masse d'air augmente. Elle se met donc à tourner plus vite de même qu'en patinage artistique, la danseuse tourne plus vite quand elle ramène les bras le long du corps.

Donc, à la base du tube dynamique, la vitesse de rotation augmente ; cela provoque un allongement du tube vers le bas, par propagation du mouvement tourbillonnaire plus intense. Les masses d'air qui entrent à la base du tube tournent et montent en gagnant de la vitesse. Elles sont ainsi étirées verticalement. Cet étirement ramène le diamètre du mésocyclone à environ deux à six kilomètres, ce qui renforce encore la vitesse des vents : le moment cinétique de l'air, qui tourne maintenant à une distance plus faible de l'axe, est conservé.

Le basculement, l'effet de tube dynamique, la convergence et l'étirement vertical sont des processus qui s'entraînent mutuellement et qui peuvent, par la suite, former un mésocyclone dont le pied est à une altitude d'un kilomètre et le haut presque au sommet de l'orage à environ 15 kilomètres⁴¹. Les vents de surface soufflent à des vitesses atteignant parfois 120 kilomètres à l'heure dans toute la région située sous la colonne tourbillonnante. La rotation dans le mésocyclone est cependant encore trop diffuse et trop éloignée du sol pour engendrer des vents de surface très violents.

C'est lors de la seconde étape que de tels vents apparaissent et qu'un violent orage donne naissance à une tornade quand se forme l'œil de la tornade. Pour des raisons expliquées dans la section modélisation ci-dessous, une zone de convergence et d'étirement renforcés, d'un diamètre n'excédant pas un kilomètre, et un peu excentrée, se forme à l'intérieur du mésocyclone, en partie grâce à l'interaction avec le courant descendant de flanc arrière^42,43. Des observations par radar Doppler suggèrent ici encore que l'intensification de la rotation commence en altitude, à plusieurs kilomètres au-dessus du sol, puis se propage très rapidement vers le bas. Sur une si petite zone, le mouvement de rotation est assez fort pour que le tuba descende jusqu'à quelques dizaines de mètres du sol⁴¹. Tout près du sol, les frottements empêchent l'établissement de l'équilibre cyclonique car ils ralentissent le mouvement de rotation.

Le gradient de pression entre le cœur de la tornade et l'atmosphère environnante aspire l'air à l'intérieur de celle-ci, à travers une fine couche d'air proche du sol. Du fait de l'inertie, le courant entrant va plus loin que son rayon d'équilibre, tout en conservant son moment cinétique et en gagnant de la vitesse quand il s'approche du centre du cœur, avant de se mettre à tourner brutalement et à monter en spirale. Par conséquent, les vents les plus violents soufflent dans une petite région en forme d'anneau à la base du vortex. Les frottements avec le sol limitent finalement la vitesse de l'air entrant à la base et empêchent donc la tornade de se remplir par le bas ce qui contribue à maintenir la dépression qui règne à l'intérieur.

Dissipation

Les conditions qui ont mené à la formation d'une tornade sont en équilibre instable. Le courant ascendant, le cisaillement des vents et la friction varient grandement d'un endroit à l'autre à micro-échelle. L'orage lui-même modifie ces conditions par les mouvements verticaux de l'air qu'il engendre. Lorsque l'équilibre est rompu, la tornade faiblit et se dissipe⁴¹.

Caractéristiques observationnelles d'une tornade

Un orage qui produit une tornade dure en général deux à trois heures et donne le plus souvent naissance à une seule tornade dont la durée de vie est relativement courte. La majeure partie de la durée de vie de l'orage est constituée des phases d'organisation et de dissipation. La période de maturité, au cours de laquelle l'orage est susceptible de provoquer une tornade, ne dure parfois que quelques dizaines de minutes. Au cours de cette phase, l'orage se déplace et emporte avec lui une masse sans cesse renouvelée d'air humide et instable. Dans les cas les plus violents, le courant ascendant et le tourbillon à tornades qui l'accompagne atteignent un état stationnaire, et l'orage devient alors une « supercellule ». Dans certaines supercellules, l'intensité du mésocyclone croît et décroît rapidement, ce qui engendre une série de tornades. On a ainsi observé des « familles de tornades » comprenant jusqu'à huit membres disséminés sur une distance de 200 à 300 kilomètres.

À de plus rares occasions, le tourbillon reste actif pendant plusieurs heures et ne donne qu'une seule et longue tornade qui sème la désolation sur son passage. La tornade la plus destructrice que l'on ait jamais enregistrée est la « tornade des Trois États » du 18 mars 1925, qui provoqua la mort de 689 personnes, fit 1980 blessés et 11 000 sans-abris². Elle parcourut 352 kilomètres, du sud-est du Missouri au sud-ouest de l'Indiana, en passant par l'Illinois, à une vitesse oscillant entre 85 et 100 km/h.

Entonnoirs uniques et multiples

Les vortex des tornades ont des tailles et des formes très variées. Il est délicat de tirer des conclusions sur la dynamique du cœur du vortex à partir des observations du tuba car l'aspect de celui-ci dépend non seulement de la structure du cœur, mais aussi du degré d'humidité de l'air, des propriétés du sol et d'autres facteurs, et il peut même changer au cours de la vie de la tornade. On peut néanmoins énoncer quelques propriétés générales.

Les tornades classées « faibles » selon l'échelle mise au point par Tetsuya Théodore Fujita de l'Université de Chicago (F0 et F1 avec la vitesse maximale des vents est comprise entre 65 et 180 kilomètres à l'heure) sont associées à un entonnoir nuageux unique non turbulent, souvent en forme de long cône dont le sommet est en bas et la surface lisse. Le tuba n'atteint généralement pas le sol et les vents verticaux les plus rapides soufflent le long de l'axe central. Au contraire, le vortex d'une tornade classée « forte » (pour des vitesses allant de 180 à 330 kilomètres à l'heure) est généralement turbulent et le nuage du tuba - une large colonne qui descend presque toujours jusqu'au sol - est tumultueux et bouillonnant. Dans ces tornades, les vitesses verticales les plus élevées sont atteintes dans l'anneau entourant l'axe central ; elles sont plus faibles sur l'axe central lui-même et peuvent même s'y inverser créant ainsi un courant descendant. Il existe bien évidemment des formes intermédiaires entre ces deux types de vortex.

La plupart des tornades classées « violentes » (plus de 330 kilomètres à l'heure) ont un aspect très différent : l'entonnoir central est parfois entouré de deux ou plusieurs vortex secondaires (tornade satellite indépendante ou tornade à vortex multiples). L'interaction entre le courant ascendant dans l'orage et l'air descendant crée ces vortex secondaires dans un anneau cylindrique sous le mésocyclone du nuage⁴⁴. Ainsi à partir d'un angle d'entrée critique de l'air ambiant avec la tornade, et selon le rapport entre le rayon et la longueur de l'entonnoir, elle se divise en deux ou plus. Un courant descendant se forme là où l'entonnoir original était ce qui donne des flux convergents entre l'air au centre et l'ambiant entrant⁴⁴. Les vortex secondaires tournent à la fois très vite autour de leur axe hélicoïdal et autour de l'axe de la tornade originale. Il semble que les vents les plus rapides à la surface de la Terre, qui ont été mesurés jusqu'à 480 kilomètres à l'heure, soufflent à la base de ces vortex secondaires³⁴. La découverte de cette structure à vortex multiples entrelacés, au début des années 1970, est très importante car elle a permis d'expliquer les sillons cycloïdaux compliqués laissés sur le sol par les tornades les plus puissantes.

Un « œil » clair et calme a longtemps été théorisé à l'intérieur de l'entonnoir des fortes tornades. La cause de ce phénomène est dû à l'effet centrifuge de la rotation, les débris et les hydrométéores étant projetés sur la partie externe du tube⁴⁵. Quelques témoins de ce phénomène sont cités dans la littérature scientifique, l'un d'eux est Will Keller un fermier du Kansas qui le 22 juin 1928 a rapporté qu'une tornade est passée au-dessus de sa tête, ayant quitté le sol. Il raconta avoir vu « une ouverture circulaire de 50 à 100 pieds de diamètre dans l'entonnoir et s'étendant à environ 0,5 mille de hauteur. Le mur du tube effectuait une rotation visible grâce aux éclairs mais tout était calme au centre »⁴⁶. Plus récemment, des radars météorologiques mobiles ont pu documenter ce phénomène^47,48.

Effets soniques et sismiques

Les tornades produisent des sons dans une large gamme de fréquences. Les témoins ont ainsi rapporté avoir entendu des sifflements, des sons s'apparentant au passage d'un train de marchandise, de cascades rugissantes, de moteurs à réaction ou une combinaison de plusieurs de ceux-ci. Les entonnoirs nuageux produisent aussi des sons qui sont plus aigus semblables à ceux d'un essaim d'abeilles ou à une ligne de haute tension électrique⁵⁰.

Ces sons sont produits par les vents en rotation dans la tornade, ainsi que les interactions avec la surface et les débris. La distance de propagation de ces sons varie avec la stabilité de l'air autour de la tornade dans la « goutte froide » et la topographie des lieux. Cependant, les sons audibles ne s'entendent généralement qu'assez près du vortex, il n'est pas un avertissement très efficace de son approche. De plus, les autres types d'orages violents qui donnent des rafales descendantes, de la grosse grêle ou de la foudre intense vont aussi en produire⁵¹.

Les tornades émettent dans la gamme des infrasons⁴⁹. Contrairement aux sons audibles, leur signature a pu être détectée car ils se propagent très loin dans l'atmosphère. Des recherches pour l'utiliser comme indice de détection avancé d'une tornade et pour l'étude de la structure du vortex sont en cours⁵².

Finalement, les tornades produisent une signature sismique car une tornade en contact avec le sol transfère une quantité importante d'énergie à celui-ci. Celle-ci dépend de l'intensité de la tornade et des caractéristiques de la surface. Une partie de cette énergie prend la forme d'ondes sismiques en surface et une autre à l'intérieur de la couche superficielle, mais les ondes de surface représentent le type le plus probable du signal. Sur la base de l'existence d'un tel signal, un détecteur de tornade sismique apparaît conceptuellement possible si la signature peut être distinguée des autres phénomènes violents associés avec un orage⁵³.

Électromagnétisme, foudre et autres effets

Les tornades émettent des ondes électromagnétiques dans le spectre radio et un champ électrique mais le mécanisme est encore peu connu⁵⁴. En gros, lorsque le nuage d’orage se décharge vers un point de la terre, il se produit un écoulement de fluide convergent (air + gouttelettes d’eau chargées électriquement) vers ce point. Si un tel écoulement se met à tourner spontanément dans la tornade, les charges électriques peuvent produire un effet dynamo : la densité de courant électrique hélicoïdale créée par l’écoulement tourbillonnaire donne un champ magnétique comme un solénoïde. L’interaction de ce courant avec son propre champ magnétique induit crée une force électromagnétique azimutale qui entretient le mouvement de rotation des charges^52,55.

On observe également une corrélation entre les tendances de production de foudre par l’orage. Il n'y a pas plus d’éclairs dans un orage tornadique, parfois il n’y en a aucun, mais les chercheurs ont noté que les éclairs nuage vers sol diminuent souvent en nombre quand la tornade atteint le sol et augmente quand le tuba le quitte. Ils ont également noté un nombre anormalement grand de coups de foudre positif en augmentation⁵⁶. Ces effets électromagnétiques et de foudre n'ont rien à voir avec les causes de la formation des tornades mais seraient plutôt reliés à l'environnement orageux et ses variations lorsque la tornade se produit.

Des couleurs et luminosités particulières ont souvent été mentionnés par les témoins mais sont probablement dues au passage de sources extérieures de lumière à travers l'orage : éclairage de rue, explosion d'un transformateur électrique, etc. ; car aucune source interne n'a jamais été identifiée.

Finalement, les tornades sont associées avec des changements de température, d’humidité et de pression atmosphérique. Par exemple, lors d’une tornade à Manchester au Dakota du Sud le 24 juin 2003, une sonde placée dans la trajectoire a noté une diminution de pression de 100 hPa. La pression est descendue d’abord très graduellement à l'approche du vortex mais soudainement à son passage, alors que la pression minimale a atteint 850 hPa, puis aussi soudainement elle est remontée. La baisse de température et la hausse de l’humidité ont été tout aussi importantes et soudaines⁵⁷.

Analyse radar des tornades

En 1953, Donald Staggs, un ingénieur en électricité travaillant pour le Illinois State Water Survey, est le premier à noter sur les sorties de réflectivité un écho en crochet typique associé à un orage tornadique⁵⁸. Avec un plus grand nombre d'angles sondés, afin d'obtenir une représentation à trois dimensions de l'orage, on a remarqué qu'à l'endroit de faire intensité à l'avant du crochet, on a une voûte d'échos faibles qui s'étend en altitude. Cette dernière correspond à l'emplacement du fort courant ascendant dans l'orage. Jusqu'à l'apparition des radars météorologiques Doppler, ces deux indices étaient les seuls que les météorologues pouvaient utiliser pour repérer les cellules orageuses pouvant produire une tornade.

En 1971, les premières mesures Doppler ont confirmé que les vents d'une structure « en crochet » tournent à une vitesse de 80 kilomètres à l'heure ou plus. Cette circulation apparaît à environ 5 000 mètres d'altitude ; puis elle engendre une rotation à plus basse altitude, qui précède toute tornade intense. C'est ce qu'on appelle un mésocyclone.

En 1973, dans l'Oklahoma, on a observé une petite anomalie dans la distribution des vitesses d'un orage au même instant et au même endroit que l'apparition d'une violente tornade. Le radar n'avait pas la résolution suffisante pour montrer la tornade, mais il a décelé les brusques changements de direction des vents et des signes précurseurs dans les nuages. Un tel tourbillon apparaît à 300 mètres d'altitude environ, 10 à 20 minutes avant de rejoindre le sol. Il s'étire alors vers le haut et vers le bas, et atteint parfois 10 000 mètres de haut.

Notons qu'un radar météorologique opérationnel ne verra jamais la tornade proprement dite, à moins qu'elle ne soit juste à côté du dôme, car sa résolution est de l'ordre du kilomètre alors qu'une tornade a un diamètre de l'ordre de un à 100 m en général. On peut cependant s'appuyer sur cette signature mésocyclonique quand le taux de rotation est très fort (différence de plus de 70 nœuds entre les vitesses entrant vers le radar et sortantes dans la zone de rotation) pour avertir les populations menacées et leur conseiller de se mettre en lieu sûr (cave ou pièce protégée). On ne la décèle que sur des distances inférieures à 100 kilomètres (voir radar météorologique). Au-delà de cette distance, la détection de mésocyclones plus faibles peut être utilisée pour déclencher une alerte météo mais leur détection est hasardeuse car le faisceau radar balaie seulement des niveaux plus élevés de l'atmosphère. En 1991, à l'aide d'un radar Doppler portable, on a décelé des vents de tornade qui soufflait à plus de 400 kilomètres à l'heure à proximité d'une puissante tornade. Bien que très élevées, ces vitesses sont loin des 750 à 800 kilomètres à l'heure qu'on proposait il y a 40 ans pour expliquer des observations incroyables, comme la découverte de morceaux de paille plantés dans des arbres (on suppose aujourd'hui que le vent ouvre les fibres du bois qui se referment ensuite en piégeant la paille).

Si un seul radar Doppler suffit à la prévention, l'étude des phénomènes nécessite un deuxième appareil Doppler, disposé à environ 50 kilomètres et présentant un autre angle de vue : on mesure alors la vitesse de la pluie dans deux directions différentes. En utilisant des équations de conservation de la masse de l'air et en évaluant la vitesse relative de la pluie par rapport à l'air en mouvement, les météorologues reconstruisent dans l'espace le champ de vitesses du vent et calculent des paramètres tels que la distribution des tourbillons à l'intérieur de l'orage. Ces études ont confirmé qu'une tornade naît sur le flanc de la colonne ascendante, à côté d'un courant descendant, et que l'air qui circule dans un mésocyclone s'enroule autour de la direction de son déplacement.

Modélisation

Le phénomène est aussi vieux que le monde, mais le mot « tornade » n’entre en français qu’en 1842 depuis l’anglais. Il provient en fait de l’espagnol où il apparaît en 1663 (selon le Petit Robert). Comme ce phénomène météorologique est peu connu en Europe mais est prévalent autour du Texas et de la Floride, il y a fort à parier que l’expression vient des colonies américaines de l’Espagne.

Cependant, même lorsque le mot n’est pas encore inventé, des descriptions de ce phénomène existent. Un fidèle adepte de la prise de données météorologiques, le gouverneur britannique John Winthrop (père)⁵⁹ , écrit dans ses notes de juillet 1643, qu’un soudain coup de vent dans le nord-est du Massachusetts et sur la côte du New Hampshire déracina des arbres, remplit l’air de poussières, souleva un édifice public de Newbury et tua un amérindien. Même si cette description pourrait être reliée à une rafale descendante ou à une ligne de grain, elle pourrait bien être le premier signalement dans l’histoire d’une tornade.

Plusieurs autres rapports de vents tourbillonnant causant des dommages sont inscrits dans les annales de la Nouvelle-Angleterre jusqu’à ce que le mot « tornade » soit pour la première fois utilisé par le révérend Joseph Emerson à Groton, Massachusetts en 1748⁵⁹ : une terrible tornade avec du tonnerre assourdissant.

La population se perd en conjecture à propos de ces « terribles tourbillons ». En juillet 1759, à la suite d’une terrible tornade passant à Leicester, Massachusetts, un descendant du gouverneur Winthrop (John Winthrop (astronome)) écrit :

« Il me semble difficile de trouver une cause adéquate pour ce phénomène, de démontrer comment un petit volume d’air peut être mis en rotation si rapide. Je n’oserais pas m’aventurer à émettre une hypothèse. »

Le 14 août 1773⁵⁹, le professeur Samuel Williams est le premier en Amérique à donner non seulement une description mais des données objectives de vents. Il écrit qu’une trombe marine s’est formée sur le fleuve côtier Merrimack, au sud de Salisbury (Massachusetts), et se transforma en tornade en touchant terre. Juste avant son apparition, de violentes rafales de vents venant du sud-ouest soufflèrent sur la région durant 4 minutes avant un changement rapide à l’ouest-nord-ouest. Deux minutes plus tard, le vent devenait calme et le ciel devint très sombre.

Les recherches en météorologie devinrent plus systématiques à partir du XIX^e siècle ainsi que les travaux sur l’explication des tornades. Dans les années 1880⁶⁰, le Corps des ingénieurs de l’armée américaine, qui était chargé du service météorologique naissant de ce pays, organisa une équipe de 2 000 volontaires pour documenter tous les cas de tornades sur le centre et l’est des États-Unis. On en tira les patrons météorologiques de surface favorables à la génération des orages tornadiques et le Corps essaya de faire les premières prédictions. Ce ne fut pas très concluant et le National Weather Service, qui succéda au Corps, décida de ne pas mentionner jusqu’en 1938 la possibilité de ce phénomène dans ses alertes météo d’orages violents.

Avec la naissance de l’aviation, la recherche des conditions nécessaires à la formation de tornade fut remise à l’ordre du jour dans les années 1920 et 1930. Le développement du radiosondage commença à donner plus d’informations sur la structure verticale de l’atmosphère ce qui permit de reconnaître les facteurs thermodynamiques et les déclencheurs synoptiques d’altitude nécessaires au déclenchement des nuages convectifs.

Toutes les informations ainsi réunies ont été colligées et interprétées par des chercheurs comme A. K. Showalter et J. R. Fulks aux États-Unis. Utilisant ces travaux et leurs propres observations, les officiers météo E. J. Fawbush et R. C. Miller, de la base aérienne Tinker (Tinker Air Force Base) de la US Air Force à Oklahoma City, ont pu prédire pour la première fois avec succès l’occurrence d’une tornade sur la base le 25 mars 1948 en soirée. Ce succès fit boule de neige, Fawbush et Miller reçurent rapidement le mandat de prédire la possibilité de tornades dans tout le centre des États-Unis pour l'US Air Force. Ils furent chargés trois ans plus tard d’un centre de prévision du temps violent, le Severe Weather Warning Center (SWWC), pour toutes les bases du continent.

Ces résultats se répandant dans la population, le gouvernement créa en mars 1952 un organisme expérimental interarmes et civil (le Weather Bureau-Army-Navy ou WBAN) pour la prévision des orages violents à la population en général. Le 17, les prévisionnistes de ce centre émirent leur premier bulletin de prévision mentionnant la possibilité de tornade et le 22 mai, le WABN devint officiel sous le nom de Weather Bureau Severe Weather Unit (SWU). Ce centre changera un certain nombre de fois de nom pour être maintenant connu comme le Storm Prediction Center.

Durant les années 1950 et 1960, l’analyse des éléments était totalement faite à la main et les nouveaux éléments venant des recherches sur les tornades étaient intégrés de la même façon. Durant les années 1970, les ordinateurs ont commencé à faire leur apparition et des campagnes comme le Tornado Intercept Project ont permis de recueillir des informations in situ sur les tornades grâce à la participation des chasseurs de tornades et de scientifiques.

L'année 1978 marque un progrès important dans la compréhension des mouvements de rotations dans les orages à tornades : Robert Wilhelmson, de l'Université de l'Illinois, et Joseph Klemp, du Centre américain de recherches atmosphériques, ont obtenu dans leurs simulations informatiques des supercellules réalistes qui présentaient des zones de précipitations en forme de crochet. À des temps successifs, en tout point d'un réseau tridimensionnel représentant l'espace, leur programme calculait les variations de température, de vitesse du vent et de changement d'état de l'eau entre ses diverses formes (vapeur, gouttelettes d'un nuage et gouttes de pluie).

Dans ce monde numérique, des supercellules se forment dans un état initial homogène, ce qui réfute l'idée largement répandue selon laquelle les tornades violentes résulteraient de collisions entre masses d'air différentes. En omettant dans les équations la rotation de la Terre, R. Wilhelmson et J. Klemp ont montré que celle-ci n'avait qu'un faible effet dans les premières heures d'existence de l'orage. C'est plutôt la rotation du vent selon un axe vertical qui détermine le sens d'un tourbillon.

Keith Browning avait proposé en 1963 que la variation du vent avec l'altitude dans l'environnement habituel des supercellules engendre une rotation horizontale, comme démontré antérieurement, et que le courant ascendant change l'axe de rotation vers le haut. Dans les années 1980, les simulations confirmaient ce point en montrant comment la colonne ascendante tournait graduellement d'axe pour être verticale à mi-hauteur du nuage, mais cela n'expliquait pas comment elle pouvait se mettre à tourbillonner verticalement très près du sol.

En 1985, les simulations de J. Klemp et de Richard Rotunno ont montré que la rotation à basse altitude dépend du courant descendant de la supercellule, qui contient de l'air refroidi par l'évaporation : quand cette évaporation n'a pas lieu, aucune rotation n'apparaît près du sol. Les simulations ont montré, à la surprise générale, que la rotation de basse altitude est amorcée au nord du mésocyclone, dans la masse d'air légèrement refroidie par la pluie. Alors qu'à mi-hauteur, le courant descendant s'enroule, dans le sens cyclonique, autour de la colonne ascendante, une partie de l'air froid se dirige vers le sud, avec, à sa gauche, l'air chaud pénétrant dans la supercellule et, à sa droite, de l'air encore plus froid.

L'air chaud du courant ascendant soulève le flanc gauche du courant descendant, alors que l'air froid de droite le bascule vers le sol. Ainsi commence un mouvement hélicoïdal de l'air froid autour de son axe de déplacement horizontal (par cisaillement latéral des vents). Comme cet air froid descend en même temps, son axe de rotation est dévié vers le bas comme le courant ascendant l'est vers le haut, ce qui donne une rotation anticyclonique. En 1993, la démonstration fut faite que la rotation de ce courant d'air descendant s'inverse avant qu'il n'atteigne la surface. Une circulation d'air cyclonique peut donc apparaître près du sol. Cet air froid rasant est aspiré dans la partie sud-ouest de la colonne ascendante. À mesure que l'air converge vers cette colonne, la rotation s'accélère de même qu'une patineuse tourne plus vite quand elle ramène les bras le long du corps.

Nous cernons maintenant mieux comment naissent les vents tournants dans le mésocyclone, à moyenne altitude et près du sol mais il nous restait à montrer pourquoi les tornades, qui ont un diamètre beaucoup plus petit, se forment. L'explication la plus simple est qu'elles résultent des frottements sur le sol. Cette explication semble paradoxale, puisque les frottements ralentissent généralement les vents. Toutefois un tel effet est connu dans une tasse de thé que l'on remue. Dans le liquide en rotation, un équilibre s'instaure entre la force centrifuge et la force de pression due à la dépression créée au centre. Au fond de la tasse, le frottement réduit les vitesses, et donc la force centrifuge. Au fond de la tasse, le liquide se déplace alors vers le centre, comme en attestent les feuilles de thé qui se rassemblent sur le fond et au centre de la tasse. Cependant, en raison de cette convergence et de « l'effet patineuse », la rotation du liquide s'accélère : un tourbillon apparaît le long de l'axe de la tasse. Stephen Lewellen, de l'Université de Virginie, en déduit que, dans une tornade, les vents les plus rapides soufflent dans les 300 premiers mètres au-dessus du sol.

Avec les frottements, on explique également la longévité des tourbillons. Une tornade crée un vide partiel en son cœur, car les forces centrifuges empêchent l'air d'y pénétrer. En 1969, l'Australien Bruce Morton a expliqué comment le vide se maintient : des forces d'Archimède intenses empêchent l'air de pénétrer par le haut. Près du sol, le frottement réduit la vitesse tangentielle de l'air, de même que les forces centrifuges, ce qui autorise l'arrivée d'un courant d'air dans le cœur. Cependant le frottement limite également cette alimentation et ne laisse pas passer assez d'air pour remplir le cœur. De cette manière, les tornades s'intensifient et se stabilisent, surtout lorsqu'elles entrent en contact franc avec le sol : l'alimentation se réduit à une mince couche d'air.

La théorie des frottements n'explique toutefois pas pourquoi le tourbillon qui constitue la signature des tornades apparaît en altitude, dans les nuages, et précède parfois de 10 à 20 minutes le contact d'une tornade avec le sol.

Tornades non classiques et autres phénomènes violents

Les supercellules et autres orages violents ne sont pas les seuls qui puissent donner des tornades. Des nuages de plus faible intensité tels des cumulus bourgeonnants ou même parfois des cumulus peuvent produire de très faibles tornades de types trombes terrestres et gustnado.

D'autre part, on entend souvent le terme mini-tornade dans les médias. Il ne veut rien dire par lui-même et il est appliqué comme un terme fourre-tout pour désigner un coup de vent qui peut ou non être associé à une tornade. Plusieurs phénomènes énumérés ci-dessous sont souvent décrits comme des mini-tornades au même titre qu'une tornade de faible envergure à cause des dégâts engendrés. Il faut donc réitérer qu'une tornade est associée à un nuage en entonnoir atteignant le sol et qui donne un patron caractéristique de débris. Tout dégât par le vent qui ne peut être relié à ce phénomène ne peut être qualifié de tornade.

Tornades et cyclones tropicaux

Bien que les conditions de faible cisaillement des vents dans la verticale ne soient généralement pas favorables à la génération de tornades lorsque les cyclones tropicaux sont en mer, ils en donnent souvent une fois que le système touche terre. En effet, la friction du terrain augmente le cisaillement dans le premier kilomètre ce qui va créer le tourbillon horizontal nécessaire. Le courant ascendant dans les orages du cyclone va faire le reste⁶¹. De plus, l'air plus sec des niveaux moyens de l'atmosphère aux latitudes plus nordiques peut entrer dans les cumulonimbus et générer un courant descendant qui va accentuer le tourbillon^62,63.

Le lieu le plus favorable à la formation de ces tornades se situe à une courte distance du point d'entrée sur la terre ferme. Elles se rencontrent surtout à la bordure externe du cyclone, là où la friction exerce le plus fort changement de direction du vent au sol et donc le plus fort cisaillement avec les niveaux supérieurs⁶⁴. On peut même généralement les limiter au quadrant nord à nord-est dans l'hémisphère nord, car c'est dans là que la circulation cyclonique entre sur les terres. Si le cyclone retourne en mer, il peut produire un épisode à chaque réentrée⁶³.

En général, ces tornades sont d'intensité plus faible que celles venant de supercellules, car le mésocyclone dans ces orages ne peut s'étendre très loin au-dessus du sol. De plus, il a tendance à rester dans un angle plus aigu avec le sol ce qui donne une plus faible composante de rotation verticale au tourbillon⁶¹. Finalement, il est rare que ces tornades suivent une trajectoire qui les ramènent vers l'océan, à cause de la direction générale des vents, mais il existe certains cas documentés comme celui de l'ouragan Danny en 1997⁶³.

Trombes terrestres

L'American Meteorological Society définit « trombes terrestres » (par références aux trombes marines) ou landspout (de l'anglais LAND pour terre et SPOUT pour trombe) comme une tornade prenant naissance d'un tourbillon existant dans la couche sous un orage, sans qu'un mésocyclone ne soit présent en altitude⁶⁵. Ces tornades de faible intensité se forment dans une région où le changement des vents selon la verticale ne comportent pas nécessairement un changement de direction ni une différence de vitesse importante. De plus, il n'y a généralement que peu de forçage dynamique : pas de front, de courant-jet, etc.

Lorsqu'une zone de convergence locale crée une faible rotation verticale, cette rotation peut être étirée par le passage d'un cumulonimbus en développement ou d'un gros cumulus bourgeonnant. Ceci donne une rotation intense à très fine échelle appelée micro-échelle (2 km ou moins) sous le nuage. Les trombes terrestres sont de faible intensité (F0 à F2) et se produisent souvent le long de la zone de convergence des brises de mer, des brises de lac ou le long du pied de montagnes⁶⁶. La tornade va avoir l'aspect d'un tube translucide ovale et durera en général moins de 15 minutes.

Elles ont été étudiées en particulier en Floride et au Colorado où ce genre de convergence est commun. On y a remarqué que ces tornades se déplacent le long de la ligne de convergence plutôt qu'avec le vent moyen dans la basse atmosphère. Les trombes terrestres peuvent même se déplacer contre ce vent moyen.

Gustnado

L'American Meteorological Society⁶⁷ définit un gustnado (de l'anglais gust pour rafale et [tor]nado pour tornade) comme une tornade faible et de courte durée que l'on trouve le long d'un front de rafales provenant d'un orage mais pas directement relié à celui-ci. Elle prend généralement l'apparence d'un vortex de débris et de poussières. Le terme pourrait être traduit comme tornade de rafale ou front de rafales tornadique.

Ce genre de phénomène se produit lorsque les fronts de rafale venant de différentes cellules orageuses se rencontrent sous un cumulus bourgeonnant ou un cumulus. Le gustnado peut même apparaitre en l'absence de nuage, du moment qu'il y a convection au lieu de rencontre des rafales. Ces tornades ne durent que quelques instants et ne causent généralement que peu de dommages. Elles sont apparentées aux tourbillons de poussière.

Rafales descendantes

On confond souvent les rafales descendantes et les tornades en raison de la similitude de leurs dégâts. Les vents qui accompagnent une rafale descendante touchent une région qui peut être limitée ou en corridor comme une tornade, cependant les caractéristiques d’une rafale descendante diffèrent de celles d’une tornade. La rafale descendante se caractérise par le fait que de l’air qui n’est pas en rotation se précipite vers la surface de la terre soufflant les obstacles comme on souffle sur un château de cartes, alors qu’une tornade est formée par de l’air en rotation et en ascension.

Tourbillons

Par ailleurs, le terme tornade est souvent appliqué par abus de langage à divers tourbillons atmosphériques de même échelle, comme les tourbillons de flammes dans les grands incendies et les tourbillons de poussière communs dans les régions désertiques ou semi-arides. Ces phénomènes ne sont associés avec aucun nuage ce qui les distingue des tornades et en plus, les conditions favorables à leur formation diffèrent de celles des tornades. Il existe aussi des tourbillons de neige.

Tornades et société

Mythes à propos des tornades

Le concept de tornade est le sujet de plusieurs mythes populaires résultant de croyances incorrectes qui peuvent être attribuées à de nombreux facteurs dont des racontars, des histoires folkloriques ou des reportages par des personnes qui ne connaissent pas la physique des tornades. Le sensationnalisme rencontré dans les médias et la présentation d'informations erronées dans les divertissements populaires comme les films sont aussi d'autres sources. Les mythes communs couvrent divers aspects de la tornade et incluent des idées sur les mesures à prendre, la minimisation des dommages causés et de fausses hypothèses sur la taille, la forme, la puissance et la trajectoire du phénomène.

Par exemple, une croyance populaire veut que l'ouverture des fenêtres avant une tornade réduira les dommages causés par la tempête en équilibrant la pression, ce qui est faux⁶⁸. Bien que rester dans un véhicule soit très dangereux, car il pourrait être facilement projeté par le vent, le quitter pourrait en fait augmenter le danger s'il n'y a pas de meilleur abri disponible⁶⁸. D'autres mythes sont que les tornades peuvent sauter des maisons, voyagent toujours dans une direction prévisible, s'étendent toujours visiblement du sol au nuage, et augmentent en intensité en proportion avec leur largeur. Enfin, certaines personnes croient que les tornades ne se produisent qu'en Amérique du Nord, qu'elles ne se produisent pas en hiver, qu'elles sont attirées par les parcs de maisons mobiles ou que certaines régions sont protégées des tornades par les rivières, les montagnes, les vallées, les grands immeubles ou d'autres éléments⁶⁸. La vérité est que les tornades peuvent se produire presque n'importe où à n'importe quel moment si les conditions sont propices. Certaines zones géographiques sont simplement plus sujettes à ces conditions que d'autres.

Politique

À cause de ses effets dévastateurs, le mot tornade a souvent été utilisé pour représenter le passage d'un désastre ou un nettoyage complet tant dans la vie réelle que comme métaphore. Par exemple, lors d'une élection qui voit un parti politique être rayé de la scène, les commentateurs parlent du passage d'une tornade.

Dans le film Le Magicien d'Oz, une tornade amène Dorothy en Utopie et celle-ci tue la sorcière de l'est, libérant les Munchkins. Ceci est vu par certains commentateurs comme une métaphore pour un changement politique drastique nécessaire aux États-Unis.

Vie commerciale

La tornade a été utilisée dans plusieurs campagnes publicitaires pour représenter une vente de débarras (tout doit être vendu), des rabais incroyables (les prix s'envolent), etc. Mais la plus longue et fameuse utilisation est celle du détergent Ajax qui avait comme slogan durant les années 1960 : « La tornade blanche » au Québec et « Cleans like a white tornado » dans le reste de l'Amérique du Nord⁶⁹.

Psychanalyse

Les tornades en analyse des rêves sont associés à la peur, le chaos, le changement radical perçu ou anticipé par le rêveur.

Film, télévision, art, musique

Plusieurs films et romans ont comme trame de fond le passage d'une tornade ou comportent des scènes avec des tornades. Mentionnons :

• Le Magicien d'Oz (The Wonderful Wizard of Oz) est un roman de Lyman Frank Baum paru en 1900 ;
• Le Magicien d'Oz est une série de bandes dessinées à partir du roman ;
• Le Sorcier d'Oz (The Wizard of Oz) est un film adapté et réalisé par Larry Semon en 1925 à partir du roman ;
• Le Magicien d'Oz (The Wizard of Oz) est le film très populaire tiré du roman par Victor Fleming et qui a gagné deux Oscars en 1939 : Meilleure chanson originale pour "Over the Rainbow" et Meilleure musique de film. Il fut également en nomination pour Meilleur film, Meilleure cinématographie couleur, Meilleure décoration intérieure et Meilleurs effets spéciaux mais il avait comme compétiteur le film Autant en emporte le vent ;
• Mr and Mrs. Bridge, 1990 ;
• Night of the Twisters⁷⁰, série télé américaine de 1996 ;
• Tornado! (série télé américaine) [archive], 1996 ;
• Twister, 1996 ;
• Atomic Twister (série télé américaine), 2001 ;
• Le Jour d'après (The Day After Tomorrow), 2004 ;
• Chaos sur la planète épisode Super Tornade en 2006 ;
• Cyclone Catégorie 7 : Tempête mondiale, 2005 ;
• Tornade, personnage de bande-dessinées, membre des X-Men qui a le pouvoir de produire des phénomènes atmosphériques, dont des tornades ;
• Tornado of Souls (La tornade d'âmes) est une chanson du groupe de Heavy Metal Megadeth, sortie sur l'album Rust in Peace ;
• Desperate Housewives, 2007 : passage d'une tornade ravageant Wisteria Lane dans l'épisode 9, saison 4 de cette série américaine ;
• Smallville, 2002 : passage d'une tornade dans le premier épisode de la saison 2 nommé Saison 2 de Smallville#Épisode 1 : Dans l'œil du cyclone ;
• L'Homme d'acier, 2013 : Clark Kent, futur Superman, est pris avec ses parents dans une tornade et son père adoptif est emporté ;
• Black Storm, 2014.
• Supergirl : Saison 1 épisode 6 : Supergirl affronte Red Tornado, un androïde ayant la capacité d'invoquer des tornades.
• Once Upon a Time : Dans le premier épisode de la saison 5, Regina invoque une tornade pour transporter les habitants de Storybrooke dans la Forêt Enchantée.

Chasseurs d'orages

Il existe des chasseurs de tornades dans plusieurs pays. Cependant, ce mouvement vient des Grandes Plaines américaines où il est encore le plus important. Le premier chasseur reconnu est Roger Jensen (1933–2001), un résident de Fargo (Dakota du Nord) qui a suivi des orages dans la région de Lake Park (Minnesota) en 1951^71,72. Les pionniers dans ce domaine ont donné de précieuses indications aux chercheurs en météorologie.

En 1972, l'University of Oklahoma et le National Severe Storms Laboratory commencèrent le projet Tornado Intercept Project. C'était le premier déploiement coordonné et à grande échelle pour obtenir des informations in situ sur les tornades. Ce projet créa un vaste groupe de chasseurs de tornades qui continua ses activités ensuite et publia le magazine Stormtrack. Par la suite, différents instruments, dont des radars météorologiques portatifs, ont été déployés lors de ces chasses.

Le phénomène prenant de l'ampleur, à cause de la couverture médiatique des tornades et de l'Internet, de nombreux néophytes se sont mis, dans les années 1990, à chasser les orages juste pour la recherche de sensations fortes. Des voyagistes proposent maintenant des chasses de tornades, suivant le modèle des organisations de safari-photo en Afrique. Tout ceci amène un engorgement dangereux des routes et des chemins lors d'événements orageux dans le Midwest et les vrais chercheurs ne représentent plus qu'un faible pourcentage.

Bibliographie

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• (en) Roger Jensen a storm chasing pioneer [archive] Site officiel.

Voir aussi

Articles connexes

Liens externes

• (en) Roger Edwards, « The Online Tornado FAQ » [archive], Storm Prediction Center (Centre américain de prévision des orages violents) (consulté le 12 avril 2018).
• « Les tornades en Belgique (2006) » [archive], Institut royal météorologique de Belgique (consulté le 12 avril 2018).
• « Liste des tornades en Belgique 1901-2000 » [archive], Institut royal météorologique de Belgique (consulté le 12 avril 2018).
• « Dossiers sur les tornades » [archive], sur http://www.belgorage.com/ [archive], Belgorage (consulté le 12 avril 2018).
• « Observatoire Français des Tornades et des Orages Violents » [archive], sur www.keraunos.org (consulté le 12 avril 2018).
• Rémi Caspar, Laurent Labbé et Éric Jakob, « Les tornades en France », La Météorologie, Société météorologique de France, n^o 67,‎ novembre 2009, p. 31-42 (résumé [archive], lire en ligne [archive] [PDF], consulté le 12 avril 2018).

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Encerclement

Un encerclement est, dans le domaine militaire, une situation où une force est isolée et encerclée par l'ennemi.

Cette situation est très dangereuse pour la force encerclée car au niveau stratégique, elle ne peut pas recevoir des provisions ou des renforts, et au niveau tactique, parce qu'elle risque d'être attaquées de plusieurs côtés. Enfin, puisque la force ne peut pas battre en retraite, elle doit se battre jusqu'à la fin ou la reddition.

Une encerclement découle généralement d'un mouvement en tenaille.

Un exemple d'encerclement est celui des forces grecques à la bataille des Thermopyles ou celui de la 6^e armée allemande à la bataille de Stalingrad en 1942.

Dans l'argot militaire finlandais, la technique du « motti » consiste en la réduction d'une importante force ennemie par l'enchaînement de plusieurs encerclements successifs.

Notes et références

• (en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Encirclement » (voir la liste des auteurs).

Voir aussi

• Campagnes d'encerclement
• Grenade de désencerclement
• Kettling

• Portail de l’histoire militaire

Nasse

Une nasse est un piège destiné à être immergé, pour capturer des animaux (le plus souvent des poissons). Une autre technique est celle des barrages à poissons (gored en langue bretonne), servant à retenir les poissons pris au piège en amont du cours d'eau, ou à marée descendante sur le littoral.

Traditionnellement, une nasse est composée d'osier, de lames tressées de bambou, roseaux ou bois, ou se compose d'un filet de pêche et d'une armature qui en forme d'entonnoir, ou formant une sorte de cage, avec une petite ouverture unique en forme d'entonnoir. En mer, une partie de leur efficacité tient probablement au fait qu'elles jouent un rôle de dispositif de concentration de poisson.

Histoire

On en utilise, probablement depuis la préhistoire, presque partout dans le monde.

Le musée de la préhistoire d'Île-de-France de Nemours conserve une pirogue en bois de pin datée de 7 500 avant J-C (période du Mésolithique) trouvée dans un ancien bras de la Seine avec les fragments de cinq ou six nasses portatives construites en joncs de troène assemblés par des liens.

Usages

De nombreuses nasses sont spécialement conçues pour cibler une espèce (anguille, bulot, crevette...).

Des formes particulières de nasses dites « casier» sont utilisées en mer ; ils sont appâtés pour la pêche de certains crustacés, crabe-dormeur (Cancer pagurus) et homards ou araignées de mer en particulier, mais aussi pour la crevette ou les bulots.

Les nasses sont un des moyens discrets de pêche, utilisés par les braconniers. Posées à des endroits stratégiques, elles peuvent menacer la ressource, migratrice notamment (surpêche). Elles font donc l'objet d'une réglementation qui les limitent ou les interdit, ou parfois relèvent du droit coutumier.

Dans le cadre d'une gestion durable de la pêche, des nasses peuvent aussi être utilisées pour des raisons scientifiques (souvent alors avec des pêcheurs) pour la mise en place de techniques de type capture-recapture nécessaires pour comprendre la biologie des populations et le comportement d'espèces que l'on voudrait mieux connaître, dont les espèces d'intérêt halieutique, menacée ou en régression.

Principe de fonctionnement

L'animal que l'on veut capturer est attiré par un appât placé à l'intérieur de Nasse. Pour entrer, il trouve facilement l'ouverture car il y est guidé par l'entonnoir, mais une fois à l'intérieur, il lui est très difficile de retrouver la sortie.
La Nasse peut d'ailleurs prendre la forme d'une succession de cages, où l'on pénètre toujours plus profondément par l'entonnoir qui mène à la cage suivante. Il devient alors pratiquement impossible au poisson de retrouver la sortie.

Casiers de pêche en mer

Les casiers sont des pièges utilisés par les pêcheurs professionnels et plus rarement par des amateurs. Ils doivent être déclarés à l'administration compétente pour la gestion et le contrôle des pêches.

Les casiers sont amenés, appâtés (l'appât est appelé boette en Bretagne) posés et relevés par des navires dits « caseyeurs ». Ils sont posés sur le fond marin, en « filières », en zone rocheuse ou à leurs abords.

Le nombre de casiers par filière varie (de 10 à 40 dans la plupart des cas) selon les capacités du navire et de la stratégie de pêche retenue.

À la suite de la régression d'autres espèces, la pêche au casier s'est beaucoup développée des années 1970 à 1980, ce qui a aussi entrainé une diminution des prises près des côtes, imposant aux pêcheurs de crustacés de trouver de nouvelles zones plus au large, et plus profondes. Depuis les années 1970, la pêche au casier des crabes dormeurs s'est substituée à celle du homard et des langoustes et des araignée de mer (Maia squinada), largement surexploités ¹. Elle constitue un revenu important pour une pêche artisanale, dont en France pour divers ports de Manche et d'Atlantique ¹.

Le crabe-dormeur (aussi appelé Tourteau) est devenu, en termes de tonnage, l'un des crustacés les plus recherchés et pêchés en Europe.

Dès les années 1970, les plus gros caseyeurs pouvaient en Bretagne sud mouiller un total de 350 à 600 casiers, par filière de 40 à 60. Initialement artisanalement fait de bois et filet ils sont maintenant en plastique et nylon. À titre d'exemple, rien qu'en Bretagne-sud, les 6 Quartiers abritaient en 1980 : 373 caseyeurs, dont 335 de moins de 8 tonneaux, un seul faisant plus de 30 tonneaux. Ces navires disposaient de 10 650 casiers pour la flotte du Guilvinec, 13 000 pour Concarneau, 8 500 pour Lorient, 14 540 pour Auray, 7 500 pour Vannes et 5 000 à St-Nazaire, ce qui leur a permis de pêcher 3 B95 tonnes de dormeurs cette même année 1980². En Bretagne nord, la flotte était surtout concentrée dans les quartiers maritimes de Paimpol, Brest et Morlaix avec respectivement 174, 160 et 128 caseyeurs³. Des crabes dormeurs sont aussi remontés par des chalutiers au moyen d'engins trainés (chalut de fond, qui endommagent les fonds. Ce sont aussi des prises accessoires des filets de pêche à la sole ou d'autres engins ; en général, seules les pinces sont alors vendues. Cette pêche est surtout pratiquée en été et automne, d'avril à octobre en Bretagne-Sud.

Malgré une réglementation précisant une taille marchande minimale (donnée en largeur de carapace en France) une pêche annuelle quantitativement croissante jusque dans les années 1980 (milliers de tonnes de dormeurs capturés rien qu'en métropole), sauf certaines années en été lors des pics de production, la demande restait supérieure à l'offre (le marché Français importait à lui seul environ 6 000 tonnes de chair de crabe en 1986 selon la FAO [22]). La réglementation française reprend une taille marchande proposée par les professionnels⁴. Si elles sont sous la taille réglementaire, les prises doivent être immédiatement rejetées en mer, au moment de la remontée du casier.

Au début des années 1980, la Manche était la première zone de production de dormeur, au bénéfice de flottilles bretonnes et anglaises assurant respectivement plus de 40 % du total européen des pêches devant la Norvège (10 %). Le nombre d'individus prélevés est considérable. Selon la Marine Marchande, environ 10 000 tonnes de dormeurs avaient été débarquées et déclarées en 1980¹. Deux ans après, 8 700 tonnes auraient été pêchées, d'une valeur de 85 millions de francs, soit environ 40 % du total européen. Presque vingt ans après (en 1999) le total des captures déclarées dans le monde selon la FAO s'élevait à 41 337 t (19 988 t pour le Royaume-Uni et 8 498 t pour la France, soit une diminution de tonnage pêché pour la France malgré des moyens techniques améliorés)⁵.
Bien que cette pêche soit récente (hors pêche à pied), des chutes de rendement sont observées depuis 20 à 30 ans dans certaines zones d'Europe. Cette régression de l'espèce a causé des reconversions ou au contraire une intensification de la pêche (plus profonde, plus instrumentalisée, et avec éloignement toujours plus au large des zones de pêche) ¹.

Prises possibles au casier

Avec des casiers, on peut pêcher des crabes verts, des étrilles, des tourteaux, des homards, des langoustes, des langoustines, et aussi des crevettes grises et roses (bouquets) .

• 

  Casiers à homards

• 

  Casiers à crevettes

• 

  Casier à seiches

• 

  Casiers à bulots

Les nasses destinées à pêcher des crustacés, et des mollusques sont nommées des casiers. Leur forme et leur taille varie suivant la nature des prises :

• Casier à homards
• Casier à crevettes
• Casier à bulots
• Casier à seiches

Les casiers destinés à la capture de poissons conservent généralement le nom de nasses. Mais toutes ces dénominations peuvent varier d'une région à l'autre.

Leur taille, celle de leurs orifices, leur signalisation, les zones de pêche où ils sont autorisés, leur nombre varient suivant les législations locales ou internationales.

Les navires de pêche spécialisés dans l'utilisation de ces engins de pêche sont appelés des caseyeurs.

Pièges à insectes

Certains pièges à insectes sont bâtis sur ce même principe : l'appât est constitué d'un liquide sucré et parfois alcoolisé afin d'attirer les insectes considérés comme nuisibles, tels que les guêpes, les frelons ou les mouches. Ils sont souvent et facilement bricolés avec une bouteille d'eau minérale coupée.

Exemples de nasses (autres que casiers)

• 

  Hiroshige, piège de barrage (Chikugo, Yanase, Japon).

• 

  Nasse du Zuiderzee.

• 

  Nasse du Timor oriental.

• 

  Nasse du Tamil Nadu.

• 

  Exemple des Seychelles.

• 

  Nasses de bois (Juniperus communis) tressé et anneaux + filet (Suède).

• 

  Nasses verticale (Asie du Sud-est, Tonkin).

• 

  Ancien déversoir de pêche (Countisbury, Angleterre).

• 

  Ancien piège à poissons (Angleterre).

• 

  Bouteille-piège

Notes et références

• Thèse de Anne Le Foll en Océanologie biologique : La pêcherie du tourteau Cancer pagurus sur les côtes de Bretagne Sud : déplacements, croissance, reproduction (South Brittany edible crab (Cancer pagurus) fishery : movements, growth, reproduction) [archive] ; Université de Bretagne occidentale, avec l'Institut Scientifique et Technique des Pêches Maritimes ; 1982; (sur le site d'Ifremer)
• Source : Affaires maritimes, citées par A Le Foll dans sa thèse* (page 20) ;
• Composition de la flottille en Bretagne sud (source : statistiques du CORPECUM, 1980 Rem : le CORPECUM ne donne pas les mêmes chiffres que les affaires maritimes pour les tonnages pêchés). 1980
• ex : décision interprofessionnelle n° 40 du CRUSCO (Comité interprofessionnel des Crustacés et Coquillages de Pêche) fixant 80 mm comme taille commerciale, bien que cette taille soit acquise près de 2 fois plus lentement par l'espèce en Mer du Nord, par rapport à la Bretagne-Sud, notait A. Le Foll dès 1984

Annexes

Articles connexes

• Portail du monde maritime
• Portail sur la pêche

Asphyxie

Voir aussi

• Fausse route
• Hypoxie
• Strangulation
• Suffocation
• Jeu du foulard
• Pendaison
• Crucifiement

Diversion

Voir aussi

• Manipulation
• Influence (psychologie)

• Portail de la psychologie

Douve (fossé)

Une douve, terme généralement employé au pluriel, est un fossé rempli d’eau et entourant des châteaux, des bâtiments importants ou encore des villes fortifiées.

Usages historiques

Les douves étaient des fossés larges et profonds remplis d'eau, creusées de manière à constituer un obstacle aux attaques. L'usage des engins de siège, comme les tours, les béliers, qui nécessitent l’accès aux murs d’enceinte, était rendu difficile voire impossible pour des fortifications entourées de douves. Autre avantage, l’eau des douves permettait de contrecarrer les tentatives de sape.

Le remplissage des douves se faisait en détournant les eaux d'un cours d'eau, d’un étang ou d'un lac à proximité. Elles nécessitaient un entretien constant, pour curer les fonds et les débarrasser des branches ou débris qui auraient facilité leur franchissement.

L'accès à l'intérieur de l'enceinte était possible initialement par l’intermédiaire de ponts légers ou démontables, pouvant être sacrifiés en cas d’invasion, et plus tard par des ponts mobiles, comme les ponts-levis.

Dans les zones montagneuses ou escarpées où le stockage de l'eau était difficile, elles étaient remplacées par des fossés à sec. De même, les petits seigneurs qui n'avaient pas les moyens de faire construire des douves maçonnées, se contentaient de fossés secs qui pouvaient être piégés (garnis de pieux entrecroisés, tapissés de pointes de fer camouflées par la végétation)¹.

Le déclin du château fort au XVII^e siècle a entraîné leur assèchement pour raisons sanitaires.

Europe

En France :

« C'était au seigneur suzerain à régler l'étendue et la largeur des fossés, c'était lui qui dans certains cas exigeait qu'on les comblât. Quant à leur entretien, il était à la charge du seigneur ou à la charge des vassaux par suite de conventions spéciales. »

— (Viollet-le-Duc, Dictionnaire raisonné de l'architecture française du XI^e au XVI^e siècle)

Après la Renaissance, les douves ont continué à être utilisées pour les châteaux dans un but devenu surtout esthétique, comme au château de Chambord ou de Vaux-le-Vicomte.

En Angleterre aux XIV^e et XV^e siècles, alors que la construction de murailles était soumise à l’autorisation du roi, les douves pouvaient être utilisées librement pour la protection d’un manoir.

Avant le système bastionné apparu au XVI^e siècle, certaines villes fortifiées étaient entourées d’une douve continue à l’extérieur du mur d’enceinte.

En Europe, c'est avec les fortifications bastionnées (tracé à l'italienne) construites entre le XVI^e siècle et le XIX^e siècle que les douves vont atteindre leur extension maximale et l'apogée de leur complexité et de leur raffinement, raffinement tant technique pour l’efficacité de la défense que pour embellir les villes. Ces douves se déploient le long des fortifications en plans étoilés complexes et ramifiés autour des citadelles et souvent autour des villes entières lorsque la topographie et l'hydrographie le permet. Menno van Coehoorn aux Pays-Bas et Vauban en France, rivaux dans la seconde moitié du XVII^e siècle, en furent les plus grands créateurs. Le système s'est répandu dans toute l'Europe et jusqu'en Amérique du Nord.

Les douves élargies entre le mur d’enceinte et les bastions avancés étaient parfois des canaux de navigation. Ainsi à Lille le canal de la Moyenne-Deûle longeait de 1751 à 1881 la partie des fortifications de Vauban au nord de la ville. Par ailleurs, la Haute Deûle pénétrait dans la ville par une porte d’eau donnant accès au port du Wault.

La protection hydraulique de certaines villes fortifiées était complétée par des zones inondables, souvent permises par des digues.

La plupart de ces douves ont aujourd'hui disparu, comblées pour laisser place à l'agrandissement des villes durant l'ère industrielle. Mais dans le nord de la France, Gravelines, Bergues et Le Quesnoy ont conservé une bonne partie de leurs douves remplies d'eau conçues par Vauban. En Belgique, Ypres et Furnes en ont conservé une partie. Aux Pays-Bas, de nombreuses villes ont conservé tout ou partie de leurs douves étoilées, souvent transformées en canaux urbains ou en jardins publics.

• 

  Ville de Strasbourg en 1572 entourée par une douve continue

• 

  Plan de la ville de Lille avec sa citadelle au XVII^e siècle, entièrement entourées par un réseau ramifié de larges douves en eau. La ceinture d'eau la plus interne faisait 40 m de large.

• 

  Une partie des douves du Quesnoy (Nord) sont encore en eau.

• 

  Plan-relief d'Aire-sur-la-Lys (Pas-de-Calais) avec ses fortifications dues à Vauban. Comme souvent, les fortifications et les douves de cette ville ont aujourd'hui disparu.

• 

  Canal de la Moyenne-Deûle navigable dans les fortifications de Lille

• 

  Bourtange, au nord des Pays-Bas, avec des douves restaurées.

Asie

Les châteaux du Japon pouvaient avoir des douves très élaborées. Certaines étaient constituées de plusieurs fossés concentriques, circulaires ou selon d'autres motifs. Les douves intérieures protégeaient uniquement le château alors que les douves extérieures englobaient souvent des bâtiments annexes.

Comme les châteaux japonais étaient historiquement le cœur de leurs villes respectives, les douves ont joué un rôle important comme voie navigable dans le paysage urbain. Encore de nos jours, le système de douves du Palais Impérial de Tōkyō abrite des activités de location de barques, de pêche, des restaurants, etc.

La Cité interdite, à Pékin, est entourée de vastes douves, larges de 52 mètres et profondes de 6 mètres, assurant un vaste espace libre autour des murs.

D’autres exemples illustrent le même usage dans l’Asie du sud-est, comme à Chiang Mai en Thaïlande et à Angkor Vat au Cambodge.

Amérique

Les Amérindiens de la civilisation mississippienne utilisaient des douves comme défenses extérieures de leurs villages fortifiés. Les vestiges d'un fossé du XVI^e siècle sont encore visibles au Parkin Archeological State Park dans l’est de l’Arkansas.

Galerie photo

• 

  Chambord, entouré d'eau sur deux côtés.

• 

  Château de Matsumoto au Japon.

• 

  La Cité Interdite : tour d'angle nord-ouest et douves.

• 

  Angkor Vat vu d'hélicoptère.

• 

  Le château de Caerlaverock en Écosse.

• 

  Une partie des vastes douves médiévales qui entourent Bruges (Belgique) sont aujourd'hui des jardins.

• 

  Douves entourant le château de Vaux-le-Vicomte.

• 

  Douves du Château de Flers (Villeneuve-d'Ascq).

• 

  La ville fortifiée de Naarden aux Pays-Bas, bien conservée.

Usages modernes

L’usage de douves peut sembler caduc vis-à-vis de l’artillerie et de l’aviation actuelle. En revanche, elles sont toujours employées dans des cas particuliers :

• assez large et profonde, elles constituent un obstacle efficace contre des véhicules légers.
• à la suite des attentats du 11 septembre 2001, il est envisagé de creuser des douves autour de centrales nucléaires pour les protéger des attaques terroristes.

Comme usage civil, des douves permettent le confinement des animaux dans les zoos, et pour maintenir un espace entre les animaux sauvages et le public.

Notes et références

Voir aussi

Articles connexes

• Château fort
• Fortification

Liens externes

• (en) « Nuclear Power Plants to Continue MOX Program » [archive], Nuclear Threat Initiative, 13 octobre 2004

• Portail de l’architecture et de l’urbanisme
• Portail des châteaux
• Portail des lacs et cours d'eau

Famine

Le mot famine est attesté en 1170 et est un dérivé de « faim ». Le terme de disette est employé pour une situation de pénurie moins grave (manque ou cherté des vivres), et aussi pour désigner une personne souffrant d'anorexie qui s'impose une disette alors que les aliments sont disponibles. Les véritables famines sont ainsi plus rares que de simples pénuries¹.

Causes

Les causes de la faim dans le monde sont multiples et interdépendantes. De façon pragmatique, elles peuvent être regroupées en deux types d’inaccessibilité à l’alimentation : l’inaccessibilité économique, quand la nourriture est disponible mais trop chère pour que la population puisse l’acheter et l’inaccessibilité physique ou géographique, quand la nourriture n’est simplement pas disponible².

Amartya Sen a travaillé sur les causes des famines, et en a déduit que le manque de démocratie est la cause de nombreuses famines : un gouvernement qui aurait à rendre compte de son action devant les citoyens, même dans un pays pauvre, ne laisserait pas se produire une famine³. C'est un des facteurs à prendre en compte dans les famines qui se sont déclenchées au XX^e siècle, notamment dans les pays communistes.

Ces deux types d’inaccessibilité trouvent leurs causes dans différents facteurs.

Inaccessibilité économique

Dans un système de libre marché, les prix sont définis par l’offre et la demande. Quand les prix des denrées alimentaires flambent, les populations des pays les plus pauvres, qui dépensent près de 70 % de leur budget dans l'alimentation⁴, perdent l'accès à la nourriture.

La croissance démographique et la croissance des niveaux de vie dans les pays en développement font inéluctablement pression sur la « demande alimentaire ». La croissance des niveaux de vie en Chine ou en Inde permet à ceux qui la vivent d’abord de manger à leur faim puis de passer à un régime plus carnivore et l’élevage est une activité très consommatrice de céréales⁵. Selon les sources, il faudrait jusqu’à 17 kg de céréales pour produire un kilogramme de viande de bœuf⁶. Deux facteurs supplémentaires participent à la pression sur la demande alimentaire: la demande en biocarburants et la spéculation. Avec l’augmentation des prix du pétrole, la production de biocarburants gagne en rentabilité et devient plus attractive pour les investisseurs. Pour se développer, elle a besoin de matières premières végétales qu’elle trouve également sur le marché alimentaire⁷. D’après Nicolas Sarkozy⁸ mais aussi Jean Ziegler⁹, la spéculation sur le marché des denrées alimentaires est la raison pouvant justifier la flambée des prix connue en 2008². Un dernier facteur doit sans doute être pris en considération lorsque la demande alimentaire est évoquée. Il s’agit du gaspillage. En effet, s’il n’entraîne pas une augmentation de la demande dans le temps, il vient néanmoins gonfler celle-ci et fait donc pression sur les prix. D'après le Programme des Nations unies pour l'environnement¹⁰, la moitié de la production alimentaire mondiale n'est pas consommée².

L’évolution du prix du pétrole influence l’offre alimentaire. En effet, dans un système d’agriculture industrielle, cette augmentation entraîne celle les coûts de production à travers le coût des engrais et des pesticides. Enfin, dans un système mondialisé, elle a également un impact sur le coût du transport¹¹. L’offre alimentaire, et le libre marché, est également faussé par la concurrence déloyale que se livrent les différents États¹² : les subventions, comme celles octroyées dans le cadre de la Politique agricole commune, en sont un exemple, elles permettent aux agriculteurs qui en profitent de pratiquer le dumping sur les marchés extérieurs. D’autres moyens existent pour fausser la concurrence : quota, droits de douanes ou règles sanitaires.

Inaccessibilité physique

L’inaccessibilité physique (ou géographique) est due en partie au phénomène d’urbanisation vécu par les pays du Sud depuis quelques décennies. La FAO note d’ailleurs que les populations rurales souffrent globalement moins de la faim car elles ont encore accès à un terrain pour produire l’essentiel de leur alimentation¹³. Cette urbanisation est due à la pauvreté des campagnes mais elle est aussi parfois entraînée par les politiques d’expropriation menées par certains États dans le but de revendre les terres à de grands groupes industriels ou à des fonds spéculatifs (Hedge funds)¹⁴. L’inaccessibilité physique est également due au manque de rendement agricole et aux mauvaises infrastructures du Sud. Des capacités de stockage défaillantes entraînent une détérioration des récoltes. Les voies de transports insuffisantes rendent difficiles l’approvisionnement et le déploiement de l’aide d’urgence en cas de famine. En outre, les retards d’irrigation dans les pays pauvres gardent leurs productions agricoles dépendante à 95 % des pluies¹⁵. L’outillage rudimentaire des populations rurales pèse sur leurs récoltes au niveau local mais a aussi un impact sur l’offre agricole mondiale².

Guerre et problèmes climatiques

La guerre et les guerres civiles ainsi que les problèmes climatiques (sécheresses, inondations…) ont une influence sur la sous-alimentation à de nombreux niveaux. Les conflits entraînent souvent la déportation des populations. Ils empêchent donc la culture des champs mais aussi les récoltes. S’ils ne détruisent pas les infrastructures, ils empêchent ou en rendent dangereuse leur utilisation. Il en va de même pour les problèmes climatiques².

Histoire

La famine est un problème ancien. La Bible y fait référence comme un des Quatre cavaliers de l'Apocalypse. Dans le passé, l'arme de la famine est souvent utilisée dans le siège des villes pour obtenir la reddition sans combat (comme lors du siège d'Alésia). La politique dite de la terre brûlée utilise de la même manière la famine dans un but défensif.

Antiquité

Dans l'Antiquité en Égypte les famines sont principalement provoquées par la trop faible ou par la trop forte crue du Nil.

Moyen Âge

Les famines au Moyen Âge interviennent lorsque les récoltes sont mauvaises, en particulier pendant la soudure. Le facteur météorologique est aggravé par la guerre et le passage dévastateur des soldats dans les champs (comme durant la guerre de Cent Ans). Les pauvres sont toujours les plus touchés. Les villes organisent le ravitaillement en blé, venu parfois de loin et à fort coût. La famine rend les corps plus faibles face aux épidémies. Le lettré Raoul Glaber a laissé un témoignage écrit de la famine qui a sévi en Bourgogne vers 1033. Dès lors la famine est un problème récurrent. Les Occidentaux vivent dans la « hantise de la faim » selon l'expression de Jacques Le Goff¹⁶. Pourtant aux XII^e et XIII^e siècles, les grandes famines sont plus rares¹⁷.

Époque moderne

La grande famine de 1693-1694 est due à un printemps et un été trop pluvieux en 1692, suivis en 1693 d'une récolte très médiocre, causant une sous-alimentation qui favorise les épidémies comme le typhus. Elle se produit sur fond de guerre de la Ligue d'Augsbourg, de relèvement de la taille et de création, en 1695, d'un nouvel impôt, la capitation. La France, qui avait alors 20 millions d’habitants, eut 1 300 000 morts en plus de la mortalité normale. L'historien François Lebrun, professeur à Rennes II estime même que la population française est passée de 22,25 à 20,75 millions d’habitants en deux ans, entre 1692 et 1694, soit un total d’un million et demi de morts. Dans la même période on peut citer les disettes et famines de 1660 à 1664 durant 5 années de suite, 1698-1699-1700¹⁸, 1709-1710.

XIX^e et début du XX^e siècle

La famine irlandaise de la pomme de terre entre 1845 et 1851 fait entre 750 000 et un million de morts, soit le huitième de la population et pousse deux millions d'Irlandais à émigrer en Grande-Bretagne, aux États-Unis, au Canada, en Australie et en Nouvelle-Zélande.

En 1856-1857, la prophétesse Nongqawuse pousse les Xhosas à détruire leurs moyens de subsistance dans l'espoir d'amener un Âge d'or, causant une famine et des luttes internes qui tueront peut-être 80% de ses compatriotes.

De 1876 à 1878, le monde connaît une grande sécheresse, appelée famine de 1876 à 1878. Elle fut provoquée par la combinaison de trois événements naturels exceptionnels, ainsi que par des paramètres humains (colonisation, tensions géopolitiques et commerciales). Elle toucha tous les continents, mais en particulier l'Est australien, la Chine, l'Inde, le Brésil et le pourtour méditerranéen.

Entre 1888-1892, l'Éthiopie est touché par une famine¹⁹.

La famine russe de 1891-1892 fait 2 millions de morts le long de la Volga, dans l'Oural, et jusqu'à la Mer Noire. Elle fut imputée à un hiver et un été secs mais aussi à la forte natalité et à la stratégie économique de l'Empire russe dont les exportations de blé, qui pouvaient alimenter suffisamment ces régions, n'ont pas été détournées au profit des affamés.

La famine de 1899 au Kenya central a tué selon les estimations, très difficiles, entre 50 % et 90 % de la population de cette région.

La famine de 1915 à 1918 au Liban fait de 150 000 à 300 000 morts en raison du blocus alimentaire imposé par l’empire ottoman pour mater les velléités indépendantistes des habitants de la région.

La famine russe de 1921 a fait environ 1,5 million de victimes, essentiellement dans la région Volga-Oural.

La famine soviétique de 1932-33 a fait entre 2 et 8 millions de morts à travers toute l'URSS. La partie de cette famine qui a eu lieu en Ukraine est aussi appelée Holodomor (« extermination par la faim ») depuis la fin des années 1980. De manière controversée^20,21, le Parlement ukrainien a voté la qualification de génocide pour le Holodomor le 28 novembre 2006²².

Le Régime nazi avait réservé aux territoires d'Ukraine et de Russie Blanche une politique de famine planifiée par le ministre de l'alimentation du Reich, Herbert Backe ; la défaite avorta ce plan. lire Generalplan Ost.

Le siège de Leningrad (Union soviétique) par les armées de l'Allemagne nazie, du 8 septembre 1941 au 27 janvier 1944, a fait environ 1 million de victimes (sur les 2.9 millions d'habitants de la ville), l'écrasante majorité (97 %) étant mortes de faim²³.

Époque contemporaine

La famine au Bengale de 1943, selon les estimations, aurait causé de un million et demi à trois millions de morts²⁴.

Dans la colonie portugaise du Cap-Vert, une famine tue un tiers de la population totale entre 1941 et 1948²⁵.

En URSS, une famine en Gagaouzie (région à l’extrême sud de la Moldavie) en 1946-1947 tue plus d'un tiers de la population de chaque village²⁶.

La famine de 1949 au Nyassaland (actuel Malawi) fit officiellement 200 morts.

Au Tibet la mise en place de la réforme agraire et de la collectivisation des terres, à partir de 1954 n'ont pas l'effet positif escompté par les communistes, mais au contraire entraînent une baisse importante de la production, aussi bien pour la culture que pour l'élevage, ce qui conduira à des famines chez les paysans et les nomades tibétains ; c'est la première famine au Tibet (cf. Pétition en 70 000 caractères)²⁷.

De 1959 à 1961, en Chine, le Grand Bond en avant provoqua une grande famine qui fit, selon les estimations, entre 20 et 45 millions de victimes²⁸. Ce serait la plus grande famine de l'époque contemporaine²⁹.

Une famine touche de 1967 à 1970, les populations du Biafra au Nigeria, avec plus d'un million de morts.

En 1984, une grande famine en Éthiopie tue plus d'un million de personnes. Une autre famine touche le Lesotho entre 1983 et 1985¹⁹.

En Corée du Nord dans les années 1990, la famine fait plus d'1,5 million de morts³⁰.

En 2004, le Darfour, au Soudan, est touché par une famine³¹. En 2005, au Niger, la malnutrition a touché plus de 3,5 millions de personnes dont 800 000 enfants. Plus de 100 000 personnes sont décédées³². En 2005 selon la FAO environ 16 000 enfants dans le monde meurent par jour de maladies liées à la faim et à la malnutrition.

La crise alimentaire mondiale de 2007-2008, ayant eu pour origine une forte hausse du prix des denrées alimentaires de base, plongeant dans un état de crise quelques-unes des régions les plus pauvres du monde et causant une instabilité politique et des émeutes dans plusieurs pays.

À partir de 2011, une importante famine touche la Corne de l'Afrique avec des centaines de morts par jour.

En février 2017, une situation de famine au Soudan du Sud est officiellement déclarée par l'Organisation des Nations unies pour l'alimentation et l'agriculture³³.

En novembre 2021, le Programme alimentaire mondial évalue à plus de 45 millions le nombre d'individus à travers le monde souffrant d'insécurité alimentaire aiguë, répartis dans 43 pays. La Syrie, en proie à une guerre civile depuis dix ans, compte 12,4 millions de personnes qui ne savent pas comment elles se procureront leur prochain repas. Le Yémen, plongé dans la guerre, est également durement frappé par la famine. Mais c'est en Afghanistan que la situation est la plus préoccupante : trois millions de personnes sont désormais confrontées à la famine. Les personnes menacées de famine se trouvent aussi en Éthiopie, en Haïti, en Somalie, en Angola, au Kenya et au Burundi³⁴.

En 2022, le Réseau de prévention des crises alimentaires estime que la production de céréales en 2021 au Sahel a baissé de 12 % par rapport à 2020 ; la baisse la plus prononcée s'observe au Niger (-36 %). Selon le Comité permanent inter-États de lutte contre la sécheresse dans le Sahel (Cills), 88,7 millions de personnes sont aujourd'hui en situation de stress alimentaire et 40,7 millions en situation de crise alimentaire ou pire. Ces estimations ne prennent pas totalement en compte les conséquences de la guerre en Ukraine qui affecte les importations de blé et d'engrais dans la région³⁵.

En mai 2022, le secrétaire général de l'ONU António Guterres déclare : « le nombre de personnes souffrant d'insécurité alimentaire grave a doublé, passant de 135 millions avant la pandémie à 276 millions aujourd'hui », la guerre en Ukraine exacerbant les conséquences de la pandémie de Covid-19 et du réchauffement climatique³⁶.

L'ONU met en garde, le 30 mai 2022, contre un « ouragan de famines » dû au conflit en Ukraine, conjugué à la sécheresse qui frappe durement l'Éthiopie, le Kenya et la Somalie mais aussi l'Europe et la « ceinture du grain » aux États-Unis. Plusieurs agences de l'ONU anticipent une nouvelle mauvaise saison des pluies en Afrique et en Asie, la cinquième d'affilée. Elles estiment que 200 millions de personnes sont en très grande précarité alimentaire, un nombre qui a doublé en deux ans³⁷.

Histoire régionale

En France

« La France, pays privilégié s’il en fût, aura connu 10 famines générales au Xe siècle, 26 au XIe, 2 au XIIe, 4 au XIVe, 7 au XVe, 13 au XVIe, 11 au XVIIe, 16 au XVIIIe (…). Les campagnes, ce qui semble paradoxal, souffrent parfois bien plus que les villes. Vivant sous la dépendance des marchands, des villes, des seigneurs, le paysan ne dispose guère de réserves. En cas de disette, pas d’autre solution pour lui que de refluer vers la ville, de s’y entasser vaille que vaille, de mendier dans les rues³⁸. »

Les organisations de lutte contre la famine

• L'Organisation des Nations unies pour l'alimentation et l'agriculture ;
• Le Programme alimentaire mondial ;
• Des ONG comme Action contre la faim, le CCFD-Terre Solidaire ou Solidarités International ;
• Le Fonds des Nations unies pour l'enfance (UNICEF)³⁹.

Réchauffement climatique

• 2009 : selon les dernières estimations de David Battisti (Université de Washington, Seattle) et Rosamond Naylor (Université Stanford), la sécurité alimentaire de 3 milliards d'hommes serait menacée d'ici à 2100. En se basant sur 23 modèles climatiques, la grande majorité du globe connaîtra des températures estivales caniculaires dépassant les précédents records (1900, 2006). En climat tempéré, les températures connues en 2003 pourraient devenir la norme. Ainsi, en 2003, un excès de température de 3,6 °C par rapport aux températures moyennes de saisons avait fait diminuer les rendements agricoles de 30 % pour le maïs, 21 % pour le blé et 25 % pour les fruits.
• 2019 : selon une étude publiée dans ScienceAdvances le 27 novembre 2019, d’ici 2100, autour du globe, environ 7,2 milliards de personnes devraient connaître des pertes de productivité des cultures en même temps qu’une baisse des captures de pêche. C’est donc la sécurité alimentaire de près de 90 % de la population mondiale qui risque d’être malmenée par les changements climatiques à la fin du siècle. Dans ce dernier domaine, la baisse inéluctable des quantités de poissons débarqués devrait même concerner 97 % de la population mondiale. L’Amérique latine, le sud et le centre de l’Afrique, l’Asie du Sud-Est, et globalement les habitants de la zone intertropicale, devraient être particulièrement touchés. Les auteurs ont basé leur recherche sur les évolutions de productivité du maïs, riz, soja et blé – les quatre cultures les plus répandues dans le monde –, dans 240 Etats ou territoires, ainsi que sur les statistiques des captures mondiales de l’Institut pour les océans et les pêcheries de l’université de la Colombie-Britannique (Canada). Les auteurs de l'étude ont basé leurs calculs sur un scénario du GIEC tenant compte d'une augmentation des températures de 4,3 °C en moyenne d’ici la fin du siècle - tendance actuelle du "business as usual". À noter qu'un scénario à +1,5 °C (Accords de Paris) exposerait néanmoins encore 60 % de la population mondiale à l'insécurité alimentaire.

Notes et références

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• « AllWeWish.org, les causes de la faim dans le monde »^{(Archive.org • Wikiwix • Archive.is • http://www.allwewish.net/?p=12381&lang=fr" rel="nofollow" class="external text">Google • Que faire ?)}, consulté le 22/09/2011
• Does Democracy Avert Famine? [archive]
• "Price Volatility in agricultural Markets", Policy Brief, FAO, december 2010, disponible en ligne [archive]
• "Perspectives du marché de la viande en Chine 2011-2015", Ministère canadien de l'agriculture, Service d'exportation agroalimentaire, juillet 2010
• "Frères humains, devenez végétariens", Doan Bui, Le Nouvel Observateur, 05/2008
• "Production de biocarburants", Agricultural Outlook, OCDE [archive], consulté le 01/09/2011
• "Présentation de la présidence française du G20 et du G8" (Conférence de presse), Nicolas Sarkozy, 24 janvier 2011
• Jean Ziegler et Cathy Ceïbe, « Ne parler que du climat est une hypocrisie totale » l’Humanité, 26 juillet 2011
• Programme des Nations Unies pour l'Environnement « Une révolution verte pour nourrir le monde », 17 février 2009
• "La Hausse des Prix Alimentaires, Causes et conséquences", OCDE
• « Les causes de la faim: Examen des crises alimentaires qui secouent l’Afrique », Document d’information Oxfam, juillet 2006
• Site de la FAO [archive], consulté le 01/09/2011
• « En pleine famine, l’Éthiopie vend ses terres fertiles à des multinationales » PIAB, RTBF, 31 juillet 2011
• International Water Management Institute « L’eau pour l’alimentation. L’eau pour la vie », traduit par le Bureau Régional de la FAO pour l’Afrique.
• La civilisation de l'Occident médiéval, p. 205-214
• p 213
• Encyclopédie méthodique: Agriculture, Volume 3,Partie 1 Par Alexandre Henri Tessier [archive]
• Philippe Hugon, Géopolitique de l’Afrique, Armand Colin, Paris, 2007, (ISBN 9782200346768), p.85
• « Comment les nationalistes ukrainiens réécrivent l’histoire [archive] », Le Monde diplomatique, août 2007.
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• Hélène Despic-Popovic, « Kiev reconnaît la grande famine comme génocide » dans Libération du 29/11/2006, [lire en ligne [archive]]
• Les 900 terribles jours de la vie de Leningrad [archive], infographie de Ria Novosti.
• Paul Greenough. Prosperity and misery in modern Bengal : the famine of 1943-44, Bayly & Harper, 1982.
• Saïd Bouamama, Figures de la révolution africaine. De Kenyatta à Sankara, La Découverte, 2014
• Güllü Karanfil, Parlons Gagaouze : Une langue de Moldavie, "Introduction". L'Harmattan, 2010.
• Histoire du Tibet, Laurent Deshayes, Fayard, 1997 (ISBN 978-2213595023) pp. 330-331
• Yang Jisheng, Stèles. La Grande famine en Chine, 1958-1961, Seuil, 660 p., 2012
• Frédéric Koller, « Quand Mao disait : « Il est juste de se rebeller » » [archive], Le Temps, lundi 4 juillet 2016 (page consultée le 4 juillet 2016).
• Jean-François Revel, L’obsession anti-américaine, Paris, Plon, 2002, (ISBN 2-259-19449-4), page 234
• Laurent Carroué, Didier Collet et Claude Ruiz, La mondialisation, Éditions Bréal, 2006 (ISBN 978-2-7495-0471-1, lire en ligne [archive]), p. 285
• Article du Monde du 1^er aout 2005 intitulé L'aide internationale arrive lentement)
• (en) « Famine declared in region of South Sudan – UN » [archive], sur UN News, 20 février 2017 (consulté le 25 janvier 2020)
• Brutale aggravation de la famine dans le monde [archive], Les Échos, 8 novembre 2021.
• Afrique : l'aide alimentaire ne suffira pas à conjurer la crise qui s'annonce [archive], Les Échos, 7 avril 2022.
• Course d'obstacles pour éviter une vague de famine mondiale [archive], Les Échos, 19 mai 2022.
• La guerre en Ukraine aggrave la crise alimentaire en cours [archive], Les Échos, 2 juin 2022.
• Fernand Braudel, Civilisation matérielle, économie et capitalisme XVe-XVIIIe siècle. Le temps du monde, Armand Colin, 1967, p. 56.

Annexes

Articles connexes

• Liste des pays par proportion de personnes sous-alimentées
• Liste de famines
• Malnutrition
• Sous-alimentation
• Carence alimentaire en sélénium
• Aide humanitaire
• Sécurité alimentaire
• Crise démographique
• Risques d'effondrements environnementaux et sociétaux

Bibliographie

• Hugues Stoeckel : La Faim du Monde [archive] (2012)
• Étienne Thévenin : Ces famines qui ont bouleversé notre monde, Du XIX^e siècle à nos jours, CLD Éditions (2008) (ISBN 978-2-85443-530-6)
• François de Ravignan : La faim, pourquoi ?, La Découverte (2003)
• Sylvie Brunel : Famines et politique, Presses de Sciences Po. (2002) (ISBN 2-7246-0873-9)
• Action contre la faim, sous la coord. de Sylvie Brunel : Géopolitique de la faim (2001) (ISBN 2-13-050132-X)
• Erik Millstone, Tim Lang & Axel Drescher : Atlas de l'alimentation dans le monde, Autrement (2003), traduction Catherine Bednarek, (ISBN 2-7467-0292-4)
• Sen Amartya : Poverty and Famines : An Essay on Entitlements and Deprivation, Oxford, Clarendon Press, 1982
• Marcel Lachiver, Les années de misère : la famine au temps du Grand Roi, Paris, Fayard, 1991, 573 p. (ISBN 2-213-02799-4, présentation en ligne [archive]).

Liens externes

• Notices dans des dictionnaires ou encyclopédies généralistes
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  • Dictionnaire historique de la Suisse [archive]
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• Programme Alimentaire Mondial [archive]
• (en) réseau des systèmes d'alerte précoce contre la famine [archive]
• Dossier géographique sur les "famines modernes" [archive]
• Lutte contre la famine, en particulier en Afrique - plan d'action du G8 [archive]
• Le droit à l'alimentation, liste de liens et de textes [archive]
• Les objectifs du millénaire pour le développement des 191 pays constituant l'ONU [archive]
• Article d'Emmanuel Leroy-Ladurie sur les famines causées par la météo [archive]
• (fr) Mike Davis, Les famines coloniales, génocide oublié [archive], Le monde diplomatique, Avril 2003
• Les causes de la faim dans le monde [archive], AllWeWish.org, consulté le 15 juillet 2013
• Les solutions contre la faim dans le monde [archive], AllWeWish.org, consulté le 15 juillet 2013
• (en) Escaping the perfect storm of simultaneous climate change impacts on agriculture and marine fisheries [archive], Sciences Advances, Novembre 2019
• [vidéo] Pourquoi y a-t-il encore des famines ? - Le Dessous des cartes [archive] sur YouTube, chaine Le Dessous des Cartes - Arte.

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• Un souterrain est une cavité, généralement artificielle et pseudo-horizontale, à laquelle on peut accéder depuis la surface ou depuis l'intérieur d'un édifice et permettant de cheminer sous terre.

  Définition

  Si les grottes peuvent être considérées comme des « souterrains naturels », le nom de « souterrain » s'entend surtout pour désigner une cavité au moins partiellement artificielle, creusée et aménagée par l'homme : une cave, une crypte, un abri voûté ou un tunnel sont des souterrains. Les souterrains aménagés encore souvent appelés souterrains-refuges en sont une catégorie particulière ; ils sont associés à des sites d'habitat qu'ils complètent : on les trouve ainsi, du moins si le temps en a préservé les vestiges, sous des maisons (en dur ou non), des mottes, des châteaux, des maisons fortes voire des églises.

  Le souterrain lui-même est soit taillé à même le substrat si le sous-sol est suffisamment cohérent (rocher, sédiments compacts et stables) soit construit en maçonnerie si le terrain est meuble.

  Souterrains et légendes

  Objets de fantasmes dans l'imaginaire collectif, les souterrains figurent souvent dans les légendes et les traditions orales rattachées à de nombreux monuments et sites anciens. Il n'est pas un château-fort dont on ne dise qu'il possède un souterrain, souvent d'une longueur démesurée et dont l'emplacement mystérieux est bien évidemment oublié de longue date.

  Il existe néanmoins dans ces légendes une certaine part de vérité : nombre de châteaux-forts, de places fortes, de villes et de villages médiévaux ainsi que des églises, possédèrent des aménagements souterrains à usages divers (souterrains-refuges, souterrains de fuite ou à usage militaire tactique) voire tout simplement des lacis de caves étagées sur plusieurs niveaux ou des carrières souterraines qui jadis fournirent la pierre nécessaire aux constructions de surface. Ces cavités sont parfaitement connues et identifiées de nos jours (souterrains-refuges sous les châteaux d'Ussé, du Coudray-Montpensier, du Cluzeau-Bonneau, du Chillou, de Betz, caves et pièces à usage domestique creusées sur plusieurs niveaux sous le château de Brézé, carrières sous le château de Coucy, souterrains à usage tactique des châteaux-forts de Châtel-sur-Moselle ou d'Arques, réseaux de caves des villes médiévales de Provins, Reimsou de Laon, vastes souterrains-refuges de Picardie où des villages entiers pouvaient se réfugier pour quelques jours avec leur récolte et une partie de leur bétail, (Somme), "catacombes" parisiennes, "cafforts" de Troo, pour n'en citer que quelques exemples.

  Cependant, aucun souterrain légendaire de trois ou quatre kilomètres de long, reliant deux châteaux entre eux, n'a jamais été découvert. Les historiens des forteresses médiévales considèrent ces questions de souterrains avec beaucoup de circonspection : sans nier l’existence de « lacis plus ou moins complexes de souterrains » (Jean Mesqui, Châteaux forts et fortifications en France, p. 98 à l’article « Caves »), une majorité d'auteurs ne croient pas à l'existence fréquente de communications souterraines entre bâtiments ou de galeries de fuite en cas de siège. Ces dispositifs architecturaux seraient demeurés assez rares, mais existent cependant de façon incontestable (voir les quelques exemples de souterrains de fuite cités plus loin dans l'article).

  On appelle « cluzeau », dans le Sud-Ouest de la France, toute cavité taillée artificiellement dans le rocher pour l'habitat, le refuge ou le stockage de denrées alimentaires. Le cluzeau désigne donc indifféremment : un habitat troglodytique, un souterrain-refuge ou un grenier fortifié. Sa particularité est d'être toujours creusé en hauteur dans une falaise verticale afin d'en rendre son accès très malaisé, voire périlleux, ceci dans un but uniquement défensif.

  Principaux types de souterrains anthropiques

  • Souterrains-refuges, dont les souterrains militaires à usage tactique (architecture militaire, poliorcétique) ;
  • Galeries de contre-mines ; souterrains de fuite ; souterrains annulaires
  • Parkings souterrains ;
  • Tunnels ;
  • Carrières souterraines ;
  • Mines ;

  Souterrains-refuges

  Article détaillé : Souterrain-refuge.

  Les souterrains-refuges (poliorcétique, architecture, archéologie, ethnologie) fortifiés ou non (Antiquité, Moyen Âge et jusqu'au XVIII^e siècle) se trouvent un peu partout en France, mais avec une densité plus importante dans l'Ouest, le Nord et le Sud-Ouest. Fréquemment de modestes dimensions, ils se caractérisent par une succession de petites salles reliées entre elles par des couloirs étroits et bas dans lesquels on ne pouvait progresser qu'en se courbant fortement, voire seulement à quatre pattes. Ces souterrains ne présentaient généralement pas de continuité et se terminaient donc en cul-de-sac (on ne connaît que quelques très rares exemples de souterrains-refuges possédant ce qui aurait pu être une galerie de fuite).

  Creusés généralement en sol rocheux et à faible profondeur sous la surface (2 à 6 mètres), ces souterrains servirent à abriter pour de courtes périodes (probablement quelques jours) des familles de paysans qui cherchaient à se protéger des exactions des troupes ennemies de passage dans la région. On accédait à ces caches souterraines soit par des puits de descente verticaux, soit par d'étroits escaliers ou des couloirs descendants. En surface, les entrées pouvaient être dissimulées par une trappe sous des bottes de paille, des fagots de bois ou bien du fumier. Dans quelques cas, lorsque le souterrain-refuge communiquait avec des constructions de surface (château, manoir, église, bâtiments de ferme), l'entrée du souterrain pouvait être cachée de façon plus élaborée et utiliser les maçonneries des bâtiments de surface : escalier dissimulé dans l'épaisseur d'un mur ou dans l'angle obscur d'une cave, derrière une porte dérobée, etc. Certains souterrains-refuges étaient accessibles par un puits à eau traditionnel : après quelques mètres de descente le long d'une corde, une étroite lucarne s'ouvrait dans les parois du puits. Cette chatière franchie, on prenait pied dans le souterrain. C'est le cas du réseau souterrain qui s'étend sous le centre du village de Balâtre et dont l'un des accès se faisait à partir d'un des puits communaux.

  Dimensions intérieures

  Excepté les cas de souterrains-refuges communautaires ou semi-communautaires (les muches du nord de la France par exemple), les souterrains-refuges ne présentent jamais de salles et couloirs de grandes dimensions. L'étroitesse des couloirs d'accès et de communication constituait un des éléments défensifs. Il est en effet rare que l'on puisse s'y tenir debout : on n'y progresse le plus souvent qu'en courbant le dos et quelquefois à quatre pattes dans certains secteurs. La hauteur moyenne y est d'un mètre quarante à un mètre cinquante. Quant à la largeur de ces couloirs (soixante à quatre-vingt-dix centimètres), elle est juste suffisante pour laisser passer un homme. Fréquemment, les couloirs sont bien plus étroits dans leur partie basse qu'à leur voûte : il y a juste la largeur suffisante pour poser les pieds. Cela permettait de ne creuser dans la roche que le strict volume de vide nécessaire. Quant aux salles — qui sont des lieux de séjour temporaire —, leur hauteur permet à peine de s'y tenir debout et leur superficie est réduite (de quatre à vingt mètres carrés) Ces dimensions exiguës se justifient pour les raisons suivantes :

  1. S'agissant de lieux destinés à abriter un séjour temporaire et très précaire, il n'était nul besoin d'excaver de grands espaces et volumes.
  2. Creuser des salles et couloirs de petites dimensions permettait d'avoir moins de roche à creuser et à déblayer.
  3. L’exiguïté (surtout celle des couloirs de communication) entravait fortement la progression de l'assaillant. En effet, si celui-ci était parvenu à forcer l'entrée du souterrain et à y pénétrer, il devait y progresser dans une posture défavorable qui entravait considérablement ses mouvements (on peut difficilement faire usage de son arme lorsqu'on marche complètement courbé ou, pire, lorsqu'on doit progresser accroupi voire à quatre pattes…) Dans ces positions invalidantes, l'assaillant devenait vulnérable aux coups d'épieu ou d'arme à feu que les défenseurs du souterrain pouvaient lui porter à travers des trous de visée (meurtrières creusées dans la roche et qui faisaient communiquer des salles de défense avec les couloirs d'accès).

  Aération

  De nombreux souterrains-refuges étaient dotés de conduits d'aération. Ceux-ci, de très faible diamètre, étaient forés verticalement soit à la tarière dans la voûte des salles, soit utilisaient les puits d'extraction qui avaient servi à sortir les déblais de roche lors du creusement du souterrain. Ces conduits d'aération débouchaient au ras du sol, à l'extérieur. Ils permettaient une ventilation du souterrain, par simple appel d'air entre les différentes salles et la surface, appel d'air généré naturellement par la différence de température entre celle de l'air extérieur et celle du souterrain. Ces conduits d'aération apportaient de l'air frais aux occupants du souterrain, surtout lorsque ceux-ci étaient nombreux et devaient séjourner plusieurs jours sous terre. Cet apport d'air par les conduits de ventilation pouvait également générer une faible surpression dans le souterrain, suffisante pour mettre ses occupants à l'abri des tentatives d'enfumage (avec de la paille humide enflammée) de l'attaquant. Certains de ces trous d'aération servirent de cheminée, permettant aux réfugiés d'allumer un maigre feu pour se réchauffer ou faire cuire quelques aliments (ceci est attesté dans de nombreux souterrains qui possèdent des conduits d'aération comportant des traces de foyers et de suie). De plus, un feu sous un conduit d'aération provoquait un tirage vers le haut, un appel d'air, qui tendant à mettre le souterrain en légère dépression, créait une aspiration d'air frais extérieur par les autres conduits d'aération.

  Alimentation en eau

  Afin de pallier le besoin d'eau, certains souterrains-refuges disposaient d'un puits (exemples: le souterrain du château de la Haute-Cour à Réaumur en Vendée ou celui de Balâtre précédemment cité) mais beaucoup plus fréquemment, c'était des sortes d'auges évidées dans le sol rocheux qui servaient à collecter et à recueillir l'eau provenant des galeries par des sortes de caniveaux ou suintant des parois.

  Moyens défensifs

  Divers obstacles passifs empêchaient la progression d'un ennemi qui aurait découvert l'entrée de la cache : portes de bois, barrages de forts madriers empilés horizontalement et dont les extrémités étaient glissées dans des saignées verticales creusées dans les parois latérales du passage, puits-pièges dissimulés au débouché d'un couloir. Un autre dispositif de défense passive, fort efficace, se retrouve fréquemment dans les souterrain-refuges: les chatières. Ce sont des goulots circulaires forés dans la roche et qui interrompent les couloirs ou interdisent l'accès à certaines salles. Ces chatières constituaient donc un point de passage obligé. Leur diamètre était de quarante à cinquante centimètres, juste assez pour laisser passer un homme de corpulence moyenne. Les chatières ne pouvaient être franchies qu'en reptation et après s'y être engagé tête la première. Au débouché de ce goulot, l'assaillant s'exposait aux coups des défenseurs qui l'attendaient, il devait se remettre impérativement debout pour se retrouver en attitude de combat. Un défenseur déterminé pouvait à lui seul contrôler et défendre efficacement le franchissement d'une chatière. Certaines chatières étaient closes, du côté de l'attaque, par un épais bouchon de pierre de forme conique. La face externe du bouchon venait affleurer la paroi rocheuse, rendant son extraction très difficile. Une chaîne scellée à la face interne du bouchon et dont l'autre extrémité était arrimée à un point fixe, permettait aux défenseurs de rendre le bouchon inamovible sans outillage lourd(levier, masse, burin, barre à mine, pied-de-biche).

  Les puits-pièges ou silo-pièges étaient d'autres dispositifs défensifs souvent installés au débouché des couloirs de circulation. Profonds en moyenne de deux mètres, ces trous étaient creusés en forme de poire, de bouteille, c'est-à-dire que leurs parois s'évasaient fortement vers le fond. Une telle forme rend très difficile la remontée, sans aide, d'un homme qui serait tombé dans le piège. L'assaillant qui chutait dedans avait de fortes chances de se fracturer un membre ou de se blesser sérieusement (deux mètres de chute). Mais même indemne, il ne pouvait s'extraire seul du trou dont les parois très évasées n'offrent aucun appui à ses pieds qui battaient dans vide.

  À partir du XIV^e siècle, la défense des souterrains-refuges se perfectionne : aux obstacles passifs traditionnels présentés précédemment, on ajoute des systèmes de défense active qui font appel à l'intervention humaine. Particulièrement des trous de visée qui, forés dans les parois, permettaient aux défenseurs de faire usage de pieux, d'arbalètes ou, à partir du XV^e siècle, d'armes à feu individuelles (bâtons à feu, hacquebutes puis arquebuses. Ces trous de visée étaient le pendant souterrain des archères et autres meurtrières des fortifications de surface. On les appelle trous de visée car leur orientation -donc leur forage- parfaitement calculée par les bâtisseurs du souterrain, permettait de tirer au jugé dans l'obscurité en étant pratiquement certain de toucher l'assaillant. En fait, ces trous de visée suppléaient à la visée naturelle de l'œil humain dans des conditions d'éclairage naturel. Ces trous de visée étaient placés généralement en aval d'un obstacle : porte, puits-piège, chicane, goulot, là où l'assaillant, ralenti ou arrêté par l'obstacle, se trouvait le plus vulnérable.

  Autres moyens de défense

  Deux excellents spécialistes des souterrains-refuges Jérôme et Laurent Triolet ont établi que des molosses furent probablement utilisés pour la défense des souterrains. En effet, dans certains réseaux, on constate la présence d'anneaux d'attache creusés dans les parois rocheuses. Ces anneaux sont situés à proximité immédiate d'une porte, généralement en amont de celle-ci. Par ailleurs, la présence de ces anneaux à proximité d'un obstacle s'accompagne fréquemment de traces de griffes sur les parois, ce qui laisse à penser que des animaux furent enchaînés là, afin de défendre la porte. Il s'agissait probablement de chiens de forte taille, de type molosse (les chiens de guerre furent fréquemment utilisés au Moyen Âge et jusqu'au XVI^e siècle) spécialement dressés à attaquer dans l'obscurité.

  Valeur défensive d'un souterrain-refuge

  Tenter de s'emparer d'un souterrain-refuge présentait un réel risque pour les assaillants qui étaient obligés de progresser courbés ou à quatre pattes dans des boyaux inconnus, étroits et obscurs où ils pouvaient à tout moment être atteints d'un coup d'épieu ou d'une décharge d'arquebuse jaillis d'un trou de la paroi, soit être agressés par un puissant chien de guerre bien plus à l'aise qu'eux dans l'obscurité grâce à son odorat. Tenter de s'emparer d'un souterrain-refuge était donc un risque disproportionné par rapport au butin à espérer. En effet, les paysans qui se terraient dans ces refuges étaient très pauvres pour la plupart. Ils n'emportaient avec eux que le strict nécessaire en nourriture ainsi que les quelques pièces de monnaie qui constituaient toutes leurs maigres économies. Lorsque les accès et les salles du réseau souterrain étaient de plus grandes dimensions, comme dans les muches de Picardie par exemple, les réfugiés pouvaient y faire descendre du petit bétail (chèvres, moutons). En effet, dans de nombreux souterrains, des mangeoires creusées en niches dans les parois attestent que certaines salles servirent à abriter de la nourriture sur pieds (ou plutôt sur pattes).

  De nombreux souterrains-refuges possèdent aussi des silos à grains. Généralement de petite contenance (quelques mètres cubes) ces silos étaient hermétiquement refermés au moyen d'un bouchon de pierre jointoyé par de l'argile. Le grain ainsi stocké pouvait se conserver plusieurs mois selon le processus suivant : une petite partie des graines (celle située contre les parois du silo) commençait à germer après quelques jours/semaines de stockage. Cette germination, générant du gaz carbonique et consommant l'oxygène, détruisait tous les parasites et micro-organismes contenus dans les graines et empêchait toute fermentation. À la réouverture du silo, les graines saines, qui représentaient une très grande partie du stock, étaient extraites pour utilisation tandis que les graines germées, impropres à la consommation, demeuraient collées par leurs radicelles aux parois du silo. Il suffisait alors d'allumer un feu dans le silo pour brûler ces déchets puis de poncer ensuite les parois pour rendre le silo prêt à un nouvel usage. Les spécialistes des souterrains-refuges considèrent même que nombre de ces silos ont été utilisés de manière permanente par les paysans, y compris en période de paix. La récolte et les graines d’ensemencement pour la saison suivante étaient ainsi en lieu sûr, à l'abri des rongeurs notamment et pouvaient se conserver de nombreux mois. Les silos étant de petit contenance unitaire, il suffisait d'ouvrir les silos les uns après les autres au fur et à mesure des besoins. Et en cas de période d'insécurité, de guerre, d'invasion de la contrée par des bandes de pillards ennemis, les graines étaient déjà entreposées à l'abri dans un lieu sûr. Tandis que gens et grains se trouvaient ainsi en sécurité dans le souterrain, en surface, l'ennemi ne trouvant pas le moindre grain à piller pour faire son pain ou à mettre dans a soupe, ne s'attardait guère sur place.

  Les souterrains-refuges, habilement aménagés, ont donc constitué une remarquable protection contre les raids de soldats et de pillards qui au Moyen Âge, ravageaient les campagnes pendant et après les conflits (Routiers, Écorcheurs, Tard-Venus, troupes anglaises voire les soldats de l'armée royale, etc.) Ces pillards ne restaient d'ailleurs que fort peu de temps dans les villages où ils passaient. Éventuellement ils y bivouaquaient, s'emparaient des objets et de la nourriture que les habitants n'avaient pas pu emmener sous terre, puis repartaient le lendemain ou deux jours après, après avoir incendié quelques masures.

  Pourquoi les pillards se seraient-ils hasardés dans un souterrain dont ils auraient découvert l'entrée ? Le risque était trop bien connu de ces hommes pourtant peu craintifs. Ils savaient que le jeu n'en valait pas la chandelle et ne voulaient pas prendre le risque de se faire tuer ou gravement blesser pour une poignée de piécettes de monnaie, deux ou trois volailles, un morceau de lard ou quelques femmes à violer…

  De par leur fonction défensive remarquablement efficace, les souterrains-refuges ont été très justement qualifiés de "châteaux-forts des pauvres". J. et L. Triolet, auteurs cités précédemment, ont établi, cartes géographiques à l'appui, que les souterrains-refuges se trouvent en plus forte densité dans les régions de plaine ou les larges vallées. En effet, ces lieux n'offraient guère de refuges naturels (hauteurs, montagnes, falaises, grottes et étaient traditionnellement des itinéraires empruntés plus volontiers par les armées d'invasion. On constate également une plus forte densité dans les campagnes ne possédant pas de villes fortifiées ou de châteaux-forts à proximité. Dans ces régions, a priori défavorisées, les paysans, contraints de s'en remettre à eux-mêmes pour assurer leur protection, y creusèrent en grand nombre leurs châteaux-forts souterrains.

  Durée de leur utilisation

  Les souterrains refuges furent utilisés dès le haut-Moyen Âge et jusqu'à une époque récente (guerre de 1914-18). L'utilisation de certains souterrains n'a pu durer qu'une brève période ou, au contraire, s'étaler sur plusieurs siècles: des souterrains-refuges creusés au XI^e siècle ont pu très bien être réutilisés et réaménagés lors de la guerre de Cent Ans, puis au XVI^e siècle lors des Guerres de Religion et, cent ans plus tard, lors de l'invasion des Suédois.

  Cas particulier des souterrains militaires

  Les souterrains militaires sont liés aux fortifications (châteaux-forts, forts, citadelles, bunkers et ouvrages modernes défensifs bétonnés) dans lesquelles ils jouent un rôle tactique qui peut être :

  1. faciliter et protéger les déplacements à l'intérieur d'une forteresse
  2. entreposer de manière sûre les munitions et les poudres (poudrières de l'époque de la fortification bastionnée, magasin à poudre des forts du système Séré de Rivières, magasins à munitions des ouvrages de la ligne Maginot, etc)
  3. jouer un rôle offensif (galeries de mines) ou défensif (galeries d'écoute et de contre-mine)
  4. mettre les défenseurs à l'abri des bombardements violents (galeries profondes dites "travaux de 1917" forées sous les forts de Verdun)
  5. servir de galeries de relève et d'entrées de guerre dissimulées en offrant une sortie éloignée de plusieurs centaines de mètres de la place (galeries de 1917 des forts lorrains)

  Autres types de souterrains à galeries

  Souterrains de fuite

  Les souterrains dits « de fuite » ont un plan simple, souvent linéaire et ne comportent aucun élargissement ou salle, ni aménagements utilitaires (puits, citernes, silos, banquettes de repos) destinés au stockage des biens ou au séjour des personnes. Ils pouvaient cependant comporter des aménagements défensifs comme des goulots ou des portes. Liés à un habitat de surface généralement fortifié, ils étaient destinés à permettre la fuite ou éventuellement une relève partielle de la garnison, mais plus vraisemblablement pour faire sortir nuitamment en secret un ou deux messagers chargés d'aller quérir des secours.

  Les souterrains "de fuite" réellement avérés - c'est-à-dire ayant été uniquement creusés dans le but de pouvoir s'échapper d'un lieu fortifié- sont relativement rares. Quelques exemples :

  1. château de Puyguilhem, en Dordogne.
  2. château de Saint-Vincent-le-Paluel, également en Dordogne. Les ouvriers qui creusèrent ce souterrain conservèrent en travers du couloir une paroi rocheuse épaisse d'à peine 10 centimètres. Le souterrain fut donc creusé à partir de ses deux extrémités et les équipes de carriers ne cessèrent leur travail de creusement que juste avant de se rencontrer. Avec cette ingénieuse disposition, si l'entrée extérieure du souterrain avait été découverte par les assiégeants, ceux-ci se seraient trouvés après quelques mètres de progression face à cette paroi rocheuse et lisse qui laissait à penser que le tunnel se terminait en cul-de-sac et ne menait donc nulle part. Et lorsqu'on empruntait ce souterrain à partir des caves du château, seuls les initiés savaient qu'il suffisait de donner quelques coups de masse au bon endroit pour abattre la paroi ou y ménager un trou assez large pour y laisser passer un homme. Mais, ainsi que l'a fait remarquer un des spécialistes de la SFES (Société Française d'Étude des Souterrains) qui a étudié ce souterrain, ce dispositif secret était malheureusement à usage unique : une fois la paroi perforée, le secret était découvert. Pour l'anecdote, le château de Saint-Vincent-le-Paluel servit de décor au tournage de certaines scènes du film "Le Tatoué" de Denys de La Patellière, avec Louis de Funès et Jean Gabin.
  3. Au château aujourd'hui totalement ruiné de Châtillon-sous-Maîche, situé à quelques kilomètres de Saint-Hippolyte dans le Doubs. Ancienne et importante place forte à l'époque où la Franche-Comté faisait partie de l'empire de Charles Quint, ce château était érigé sur un éperon rocheux bordé de toutes parts par des falaises calcaires hautes de 50 à 60 mètres. Partant d'un emplacement du château assez proche du rebord de l'abîme, un escalier s'enfonce dans le sol. Si les premiers mètres de ce couloir sont maçonnés, il rejoint ensuite une étroite diaclase (fissure naturelle verticale de la roche) dont les parois ont été retaillées afin de l'élargir. À partir de cet endroit, il n'y a plus aucune maçonnerie, même les marches sont directement taillées dans la roche. Après avoir franchi les emplacements de 2 fortes portes dont les linteaux sont toujours en place, le souterrain débouche sur une étroite corniche naturelle située 13 mètres en contrebas du château. Ce débouché en plein falaise est invisible depuis la forteresse car masquée par un léger surplomb rocheux. Cette corniche longue de plusieurs dizaines de mètres rejoint ensuite une combe abrupte qui permet de descendre au pied de la falaise. Il s'agit là indubitablement d'un souterrain "de fuite". Indécelable de l'extérieur il était néanmoins contrôlé par 2 portes, l'une (la porte supérieure) pouvant être bloquée dans le sens amont- aval au moyen d'une barre dont les trous de logement sont visibles dans la roche, tandis que la porte inférieure se bloquait dans le sens aval-amont (également au moyen d'une poutre de blocage) afin d'éviter toute intrusion dans le cas où l'entrée de ce souterrain aurait été découverte par l'assiégeant., De dimensions exiguës, difficile à emprunter, ce souterrain de fuite n'aurait sans doute pas permis d'évacuer la totalité la garnison en abandonnant la forteresse à l'ennemi, mais il pouvait permettre ad minima de communiquer secrètement avec l'extérieur en cas de siège.
  4. Ancien site castral de La Môle à Champagnac-de-Belair en Dordogne: un souterrain descendant part du sommet de la motte où s'élevait le château disparu et rejoint un réseau de petites grottes qui s'ouvre sur une terrasse à flanc de falaise. Le souterrain étant constitué d'une étroite galerie sans aucune salles adjacentes permettant le séjour temporaire de réfugiés, il faut en déduire qu'il s'agit d'un souterrain de fuite.

  Souterrains annulaires

  On trouve en France, mais aussi dans d'autres pays européens (en République tchèque, en Bavière, dans le nord de l'Autriche, etc.) des souterrains annulaires, formés de galeries dessinant un ou plusieurs anneaux, et situés dans des zones géologiques particulières. Ils sont creusés à une faible profondeur, la voûte située entre 1,50 à 2,50 en dessous du sol. Souvent creusés dans des régions vallonnées, ils possèdent souvent une entrée de plain-pied resserrée d'environ 0,45 m de large, qui a été murée. Ils ne contiennent en général aucun artefacts, les rares qu'on a trouvés (tessons, morceaux de bois ou d'ustensiles en fer) permettent de dater leur fréquentation entre l'Antiquité tardive (IV^e siècle) et le Moyen Âge.

  En France, un groupe de souterrains annulaires est localisé entre autres,

  • dans la partie nord-ouest des Deux-Sèvres et la partie nord-est de la Vendée¹.
  • en Montagne bourbonnaise, où l'on en dénombre 34, dont 14 dans la seule commune d'Arfeuilles, 5 sur celle du Breuil, 3 sur celle de La Chapelle, 2 sur celle de Laprugne

  D'autres régions comme le Forez et le Velay présentent une densité de souterrains annulaires supérieure à la moyenne nationale.

  Ces régions sont caractérisées par un sous-sol composé de granite, d'arène granitique ou de schiste inadapté au forage. De fait, les vastes salles, les couloirs larges sont exclus. La morphologie des souterrains annulaires semble résulter de ces contraintes techniques imposées par la dureté du sous-sol rocheux.

  Les souterrains annulaires ne présentent que rarement des aménagements de défense. Leur creusement initial ne semble donc pas avoir été dicté par des impératifs sécuritaires. Si dispositifs défensifs il y a, il est probable qu'il s'agisse d'une réutilisation ultérieure du souterrain annulaire en souterrain-refuge. Ils ne semblent pas non plus avoir pour origine l'extraction minière.

  La vocation cultuelle ou religieuse des souterrains annulaires, souvent avancée dans les publications, n'est pas confirmée par des découvertes matérielles (statuettes, sculpture des parois…).

  Pour Éric Clavier, spécialiste des souterrains Massif Central, plus particulièrement ceux du Velay et de la Haute-Loire, beaucoup de ces souterrains annulaires n’auraient pas été utilisés comme lieux de culte ou comme refuges, mais comme silos à grains ; « Il penche plutôt pour un usage agricole, mais il se garde de poser des conclusions définitives. »².

  Galeries de contre-mines

  Article détaillé : Contre-mine.

  Une contre-mine ou contremine est une galerie souterraine creusée par l'assiégé pour détruire ou gêner l'ennemi creusant des galeries de mines. Ces galeries peuvent également avoir été creusées lors de la construction des fortifications.

  Parfois, les galeries de contre-mines et de mine se rencontrent et le combat éclate sous terre, comme lors du premier siège de Vienne. D'autres fois, les mineurs assiégés creusent leurs galeries sous celles de l'ennemi dans l'espoir que les galeries ennemies s'effondrent également, laissant ainsi les fortifications de la forteresse ou du château intactes.

  Parkings souterrains

  Article détaillé : Parking souterrain.
  

   
  Exemple de parking souterrain en Allemagne.
  

   
  Garage souterrain à Cologne, Allemagne.

  Un parking, ou parc de stationnement, voire simplement stationnement, est un espace ou un bâtiment spécifiquement aménagé pour le stationnement des véhicules. Il peut être public ou privé, en enclos, en élévation³ ou souterrain. On en trouve le plus souvent à côté des bâtiments publics (gare, aéroport), des lieux de travail, des centres commerciaux ou devant les grandes surfaces pour accueillir les usagers.

  En ville ou sous les aéroports, sous les bâtiments de certaines zones d'activité, souvent sur plusieurs niveaux, ils permettent d'économiser le foncier. Chaque niveau s'apparente à un parking classique, à la différence que l'air y est plus confiné et pollué⁴, que le sol n'y est pas lessivé par les pluies, qu'il peut être recouvert d’un revêtement particulier et que l'on y retrouve des piliers à intervalles réguliers pour soutenir la structure. Des rampes permettent de passer d’un niveau à l'autre. Des ascenseurs ou des escaliers permettent aux occupants des véhicules, une fois ceux-ci garés, de remonter à la surface.

  Dans plusieurs pays (dont France), les parkings souterrains sont désormais obligatoires pour toutes les constructions d'immeubles dans certains zonages urbains, avec des prescriptions en matière d'aération, lutte contre l'incendie, sorties de secours, etc.⁵.

  Tunnels

  Article détaillé : Tunnel.
  

   
  Construction du tunnel sous la Tamise en 1830.

  Un tunnel est une galerie souterraine livrant passage à une voie de communication (chemin de fer, canal, route, chemin piétonnier). Sont apparentés aux tunnels par leur mode de construction les grands ouvrages hydrauliques souterrains, tels que les aqueducs, collecteurs et émissaires destinés soit à l'amenée, soit à l'évacuation des eaux des grands centres et certaines conduites établies en liaison avec les barrages et usines hydro-électriques.

  Entre le moment où la première pelletée enlevée modifie l'équilibre d'une masse de terrain en place et celui où le revêtement achevé offre toute sa résistance, il est nécessaire, tant pour la sécurité des équipes au travail que pour le maintien aux dimensions données de l'excavation, de s'opposer par un dispositif approprié aux poussées plus ou moins intenses qui tendent à la fermeture de la cavité créée. On y parvient ordinairement par des systèmes d'étais reposant sur le sol des galeries, soit par un système d’ancrage par boulonnage ou de cintres provisoires. Après achèvement, le soutènement d’un tunnel est constitué soit de ces ancrages associés ou non à du béton projeté, soit d’anneaux de béton ou métalliques qui constituent ainsi une coque.

  Carrières souterraines

  Article détaillé : Carrière (géologie).
  

   
  Entrée de la carrière de Bonneuil-en-Valois, France.

  Une carrière est le lieu d'où sont extraits des matériaux de construction tels que la pierre (la carrière est dans ce cas parfois appelée perrière), le sable ou différents minéraux non métalliques ou carbonifères. Le chantier se fait à ciel ouvert, soit « à flanc de coteau », soit « en fosse » (jusqu'à une centaine de mètres de profondeur parfois). Les carrières peuvent être souterraines ou sous-marines. Elles exploitent des roches meubles (éboulis, alluvionnaires) ou massives (roches consolidées sédimentaire (calcaires et grès), éruptive ou métamorphique (ardoises, granites, porphyres, gneiss, amphibolites, quartzites, schistes, basaltes, etc.)⁶..

  Mines

  Article détaillé : Mine (gisement).
  

   
  Ancienne mine d'or de Skidoo, dans la Vallée de la Mort en Californie.

  Une mine est un gisement exploité de matériaux (par exemple d'or, de charbon, de cuivre, de diamants, de fer, de sel, d'uranium, etc.).

  Elle peut être à ciel ouvert ou souterraine. Dans les années 1980, environ 20 milliards de tonnes de matériaux étaient extraits annuellement des seules mines à ciel ouvert dans le monde dont plus de la moitié des minerais⁷ alors que plus de six milliards de tonnes de charbon, 1,6 milliard de tonnes de minerai de fer, 190 millions de tonnes de minerai d'aluminium sont présumés extraits du sous-sol par des galeries et puits au début du XXI^e siècle.

  La distinction entre mine et carrière tient à la nature du matériau extrait (stratégique ou précieux pour la mine, de moindre valeur pour la carrière) ; en France, c'est le code minier qui définit cela.

  Des mines existent depuis la Préhistoire (puits creusés dans la craie pour l'extraction du silex, puits ou galeries d'extraction de différents minerais (fer et cuivre notamment).

  Notes et références

  • Voir Bakkal-Lagarde et Bakkal (1996), les Bulletins de l'Association pour le développement de l'Archéologie sur Niort et les Environs et autres travaux de l'ADANE
  • Clavier (2006), « Les souterrains annulaires : le point de vue d’Éric Clavier » [archive]. 20 août 2010.
  • « Définitions issues du glossaire du stationnement et de la mobilité » [archive], sur www.sareco.fr (consulté le 14 novembre 2020)
  • (en) W.K. Chow et W.Y. Fung, « Survey on the indoor environment of enclosed car parks in Hong Kong », Tunnelling and Underground Space Technology, 1995, 10(2) : pp. 247-255
  • En France, voir : Arrêté du 9 mai 2006 portant approbation de dispositions complétant et modifiant le règlement de sécurité contre les risques d’incendie et de panique dans les établissements recevant du public (parcs de stationnement couverts) [archive], Légifrance.
  • ENCEM, Gestion et aménagement écologique des carrières de roches massives, Guide pratique à l'usage des exploitants de carrières, ENCEM, juin 2011, ref:REA A5 11 G (publié en 2011, avec une bibliographie sur Cd-Rom sur les potentialités écologiques des carrières)
  7. Louis Simonin, Jean-Claude Beaune, La vie souterraine : les mines et les mineurs, 1982 - Technology & Engineering, 306 p.

  Voir aussi

  Sur les autres projets Wikimedia :

  • Souterrain, sur Wikimedia Commons

  Articles connexes

  • Catacombes
  • Cluzeau
  • Mine (gisement)
  • Souterrain-refuge
  • Spéléologie
  • Tunnel
  • Subterranean 
  • La Souterraine 

  Bibliographie

  Ouvrages et articles généraux

  • Blanchet, Adrien, Les souterrains-refuges de la France, 1923, Picard.
  • Clavier, Éric, Les souterrains annulaires, regards sur un phénomène rural de l'Europe médiévale, Groupe de recherches archéologiques de la Loire, Hors série n^o 4, 2006, 89 p.
  • Clavier, Éric, Montrobert, L., "Les souterrains annulaires", in Souterrains. Vie et organisation, Dossier d'Archéologie n^o 301, Mars 2005.
  • Piboule, Patrick, Les souterrains aménagés de la France au Moyen Âge [archive], Archéologie médiévale VIII - 1978, p. 117-163.
  • Piboule, Patrick, Les souterrains médiévaux et leur place dans l'histoire des structures de défense, Château-Gaillard IX-X, 1982, p. 238-253.
  • Piboule, Patrick, L'imaginaire des souterrains de châteaux et d'autres lieux, Actes des Renc. d'Arch. et d'Hist en Périgord, Bordeaux 2001 Ausonius publications, p. 45-55.
  • Triolet, Jérôme et Laurent, Les souterrains, le monde des souterrains-refuges en France, Éditions Errance, 1995, 126 p. Les souterrains [archive]
  • Triolet, Jérôme et Laurent, Souterrains et croyances. Mythologie, folklore, cultes, sorcellerie, rites initiatiques, coll. Mémoires de l'histoire, Éditions Ouest-France, 2002, 128 p. Souterrains et croyances [archive]
  • Voir aussi les nombreuses études et publications de la SFES, Société Française d'Étude des Souterrains et en particulier sa revue Subterranea qui existe depuis plus de 40 ans [1] [archive].
  • Weiss jean-François. Les Souterrains de la 1ère Guerre Mondiale (Tomes 1 & 2 déjà parus, le tome 3 est en préparation). Editions YSEC et AREESVS

  Ouvrages régionaux et monographies

  • Avrilleau, Serge, Cluzeaux et souterrains du Périgord, 1 premier livre en 1975 puis 6 tomes en 8 volumes publiés de 1993 à 2015, PLB éditeur.
  • Bakkal-Lagarde, Marie-Claude et Bakkal, Mostafa (1996) Étude préliminaire du souterrain annulaire de la Barre du Beugnon (Deux-Sèvres), Bulletin de l'Association pour le Développement de l'archéologie sur Niort et les Environs, 1996, n^o 8, p. 65-72.
  • Begaud, J.-M., Sarrazin J et V. Souterrains refuges du canton de Pouzauges, Vendée, éd. ADANE, coll. Archéologie des mondes souterrains, 2012, 162 p., (ISBN 978-2-9539407-3-2)
  • Boudartchouk, J.-L., L'habitat rural et le souterrain médiéval de Pech de Bonal à Fontanes (Lot), Archéologie du Midi médiéval, 15-16, 1997-1998, p. 67-105.
  • Coustet, Robert & Valette, Bernard, Souterrains et cavités artificielles du Tarn, 2012, Com. dép. d'Arch. du Tarn, 225 p., (ISBN 978-2-918190-12-7)
  • Conte, P., Souterrains, silos et habitat médiéval - État de la question archéologique en Limousin et Périgord, Hérésis n^o 2 1990, CAML/CNEC 1992, Carcassonne, p. 243-281.
  • Gady, Serge, Les souterrains médiévaux du Limousin, DAF n^o 19, 1989, 115 p.
  • Girault, Pascal, Doué-la-Souterraine, une cité oubliée [archive]
  • Giron, Olivier (1990) Souterrains annulaires en Montagne Bourbonnaise Société d'histoire et d'archéologie de Vichy et des environs (SHAVE), 1990, 36 pp.
  • Piboule, Patrick, Les souterrains aménagés des églises de Poitou-Charentes, Le Picton, n^o 223, Janvier-Février 2014, p. 2-6.
  • Rassinot, Annie et Ussé, Jean-Philippe, Les mystérieux souterrains du Cantal, éd de la Flandonnière, 2018, 119 p.
  • Roulleau, Jacky et Girault, Pascal Le Puy-Notre-Dame, de cave en cave [archive]
  • Rousseau Stéphane, Les souterrains historiques en Gironde, t.1, 2005, 279 p., (ISBN 2-9524951-2-2), t.2, 2012, 298 p.
  • Vivier, Daniel et al., Deux habitats troglodytiques des XIIIe-XIVe siècles à Mirebeau (Vienne, FR), APC Dossier 18, 2018, 108 p.

  Ésotérisme chthonien

  • Broens, Maurice, Ces souterrains... refuges pour les vivants ou pour les esprits?, Picard, 1976, 154 p.
  • Lebosse, Michel, La Bove des Chevaliers de Neuville-sur-Touques (des Celtes aux Templiers), Société historique et archéologique de l'Orne, XCIX, décembre 1981, pp 55-71.
  • Névéol, Régis, Le veau d'or. Les souterrains aménagés en Saintonge méridionale, Société d'études folkloriques du Centre-Ouest, nov-déc 1976, pp. 475-487

  [masquer] v · m Spéléologie
  Vocabulaire de la spéléologie
  Morphologie et spéléogenèse	Surface Abri sous roche · Cluzeau · Doline (ou cloup, creux, emposieu, sotch, sot, sótano, tiankeng) · Karst · Ouvala · Poljé · Relief ruiniforme (lapiaz) · Terra rossa Cavité souterraine naturelle Abîme · Aven (ou adugeoir, barrenc, bétoire, chourun, embùt, endousoir, endouzoère, foiba) · Caverne · Siphon · Cénote · Chantoire (ou chantoir, tchantwère) · Émergence · Exsurgence · Glacière · Gouffre · Grotte · Igue · Perte · Résurgence · Scialet · Spoulga · Trou bleu (ou black hole, blue hole) Cavité souterraine artificielle Aqueduc souterrain (spéléodrome de Nancy) · Carrière (carrières souterraines de Paris · carrières souterraines de la Malogne · Domaine souterrain de Savonnières-en-Perthois) · Catiche · Habitat troglodytique · Marnière · Mine · Puits à eau · Puits de mine · Souterrain · Tunnel Spéléothème Stalactite · Stalagmite · Brinicle · Fistuleuse · Hélictite (excentrique) · Anthodite · Gour · Cône · Mondmilch · Perle des cavernes · Plancher stalagmitique
  Listes spéléométriques	mondiales Grands dénivelés souterrains naturels (liste - répartition) · Grands puits naturels · Grands développements souterrains naturels (liste - répartition) · Méga-dolines · Grandes salles souterraines naturelles · Grands siphons naturels · Cavités dans la glace · Grandes cavités du gypse ou de l'anhydrite · Grandes cavités pseudokarstiques nationales Allemagne : Grands dénivelés, Grands développements · Belgique : Grands dénivelés, Grands développements · Bolivie : Grands dénivelés, Grands développements · Espagne : Grands dénivelés, Grands développements · France : Grands dénivelés, Grands développements · Italie : Grands dénivelés, Grands développements · Pérou : Grands dénivelés, Grands développements · Suisse : Grands dénivelés, Grands développements
  Pratiques régionales	Belgique · Chili · France · Liban · Maroc · Papouasie-Nouvelle-Guinée · Suisse · Tunisie
  Disciplines	Archéologie · Biospéologie · Canyonisme · Cataphilie · Cinéma de spéléologie · Exospéléologie · Hydrogéologie · Karstologie · Plongée souterraine · Spéléométrie · Stygologie · Topographie
  Matériels et techniques	Progression Assurage · Désobstruction · Rappel · Fractionnement · Tyrolienne Équipement Amarrage · Anneau de sangle · Baudrier · Corde · Descendeur · EPI · Glowstick · Harnais · Jumar · Lampe à acétylène · Lampe frontale · Longe · Mousqueton · Nicola · Système d'assurage Fabricants Hilti · Petzl · SPIT Nœud Nœud de papillon alpin · Nœud de fusion · Nœud de lapin · Nœud de Gibus · Nœud d'écoute double · Nœud de chaise double sur son double · Nœud double · Nœud double gansé · Nœud de Prusik · Nœud de Zeppelin · Nœud de Zeppelin double Topo. numérique Therion · Visual Topo · GHTopo · Karto BDD et SIG Géoportail (France) · Grottocenter · InfoTerre · Karsteau
  Organisations	nationales British Cave Research Association (en) (uk) · British Caving Association (en) (uk) · Cave Research Foundation (us) · Fédération bulgare de spéléologie (bg) · Fédération française de spéléologie (fr) · National Speleological Society (us) · Société suisse de spéléologie (ch) · Union belge de spéléologie (be) internationales Fédération spéléologique européenne · Union internationale de spéléologie
  Liste de spéléologues · Liste de grottes : Allemagne · Canada · Espagne · France (Pyrénées françaises)

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    Souterrain reliant le fond de l'abîme de Saint-Ferréol à la surface (Campestre-et-Luc, Gard).

  • Un passage secret est, dans une construction quelconque, un chemin dissimulé qui permet de se déplacer furtivement. Il peut être un moyen : soit d'accéder à une pièce secrète dans une maison ; soit de permettre d'entrer et sortir d'un bâtiment par des corridors ou des galeries dissimulés. Les passages secrets ont été utiles tout au long de l'Histoire, et sont couramment utilisés dans les œuvres de fiction.

    Caractéristiques

    

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    Utilisations dans l'Histoire

    Au Japon, les seigneurs se faisaient très fréquemment construire des châteaux, palais ou temples truffés de caches et autres passages secrets souvent piégés, destinés à déjouer les attaques de leurs ennemis (tel le Ninja-dera dans la ville de Kanazawa au centre de l'archipel). De nombreuses maisons de guerriers ninjas possèdent également des passages secrets afin que ceux-ci puissent échapper à leurs poursuivants.

    C'est grâce à un passage secret donnant accès aux égouts que le pape Clément VII a pu sauver sa vie lors du sac de Rome du 6 mai 1527, en s'enfuyant au château Saint-Ange durant l'assaut des lansquenets de Charles Quint.

    Aux États-Unis, dans les années 1920 durant la prohibition, nombreux étaient les bars et boîtes de nuits tenus par la pègre qui possédaient des passages secrets et permettaient d'accéder en sous-sol à des salles de jeux et lieux de plaisirs où l'alcool coulait à flots. À New York, et surtout à Chicago, un dédale de galeries reliait entre eux ces bars voisins, parfois séparés par des blocs d'immeubles, ce qui facilitait tant leur approvisionnement en alcool que la fuite des convives lors des descentes de police.

    Les tunnels de Củ Chi situés dans les alentours Hô Chi Minh-Ville au Viêt Nam, possèdent de nombreux accès dans la jungle. Ils ont constitué des bases d'opération importantes du Viêt Công durant le conflit américano-vietnamien, notamment lors de l'offensive du Tết en 1968.

    Entre août 2000 et mai 2002, plus de 1 000 livres anciens ont disparu de la bibliothèque du monastère du mont Sainte-Odile. Stanislas Gosse volait les livres après avoir trouvé une vieille carte montrant une entrée secrète dans la bibliothèque. Le chemin était cependant difficile d'accès : il fallait escalader un mur extérieur et un escalier raide. Un mécanisme permettait ensuite d'ouvrir un des cinq placards. La disparition de tant de livres sur une si longue période intrigua les moines et les autorités, jusqu'à ce que Gosse soit finalement arrêté grâce à des caméras de surveillance¹.

    Notes et références

    1. « Il volait des livres rares en prenant un passage secret », Le Parisien,‎ 11 juin 2003 (lire en ligne [archive], consulté le 12 mars 2021).

    Voir aussi

    Articles connexes

    • Cache (armée de terre)
    • Catacombes
    • Évasion
    • Furtivité
    • Panic room
    • Poterne
    • Tunnel

    [masquer] v · m Pièces et espaces d'une habitation
    Communes	Bibliothèque Fumoir Home cinema Parloir Salle à manger Salle de séjour Salle de réception Sauna Véranda
    Privées	Boudoir Chambre à coucher Chambre d'ami Chambre de bonne Garde-robe Salle d'eau Salle de bains Suite parentale Toilettes
    Utilitaires	Atelier Buanderie Bureau Carport Cave Cave à vin Cellier Cuisine Cuisinette Entrée Garage Hall Office Pièce de survie Remise Salle mécanique Sous-sol
    Autres	Ascenseur Balcon Cage d'escalier Couloir Comble Cour Dégagement Escalier de service Gaine Galerie Hall d'immeuble Grenier Loggia Mezzanine Passage Passage secret Patio Pergola Piscine Porche Sas Terrasse Toit-terrasse Vestibule Vide sanitaire
    Voir aussi : Logement Style de maison

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    Les accès des passages secrets étaient souvent dissimulés derrière des meubles, comme ici, à Amsterdam, cette bibliothèque qui cachait l'entrée de l'annexe dans laquelle Anne Frank et sa famille échappèrent pendant deux ans à l'occupant allemand, durant la Seconde Guerre mondiale, avant leur capture.
    

     
    Porte secrète reliant la bibliothèque et la loge du propriétaire de l'abbaye de Mottisfont, en Angleterre. La rupture dans l'architrave montre le haut de la porte.