Aujourd’hui, on va parler d’un phénomène fascinant qui se produit les jours de beau temps calme, quand les dépressions se font rare : les brises thermiques. Le vent des beaux après-midis d’été, phénomène qui commence généralement à se manifester en fin de matinée et prend de l’ampleur au fil de l’après-midi cache quelques petits secrets qui peuvent aider à sa compréhension.
La mécanique
Le régime de brise repose sur un réchauffement différentiel de l’air au-dessus de l’eau et de la terre. Pour que la magie opère et qu’une brise thermique se forme, plusieurs éléments sont nécessaires :
- de l’air ascendant (nuage…)
- Courant de retour en altitude
- Courant de retour en surface
phénomène de brise
Pour qu’une brise thermique démarre, il faut qu’il y ait une ascendance, cela va permettre la création d’une cellule de convection qui va générer notre brise.
À la surface, le soleil réchauffe à la fois le sol et l’océan au même rythme. Cependant, comme la chaleur dans le sol n’est pas bien absorbée, elle renvoie sa chaleur pour réchauffer l’air. L’air réchauffé, dont la densité est diminuée, commence à s’élever, formant des cumulus et amorçant la pompe. L’air ascendant crée une faible zone de basse pression en raison d’une diminution de la masse d’air à la surface. Ces différences de pressions sur les terres, tant à la surface qu’en altitude, sont plus importantes que les différences de pressions sur l’eau aux mêmes altitudes. En conséquence, alors que l’atmosphère cherche à rétablir une pression égale sur terre et en mer, deux courants d’air de haute pression vers basse pression se développent : un en altitude vers le large et un autre en surface vers la côte, créant ainsi notre brise de mer.
En raison de la différence de température entre la surface de la terre et sur l’eau, un front de brise de mer se forme, agissant de manière similaire à un front froid habituel. Tout comme les fronts froids, la température de l’air diminue significativement après le passage du front de brise de mer sur un lieu donné ce qui en fait un indicateur supplémentaire de la présence de cette brise !
Les conditions d’établissement
Comme on le voit, pour que la brise s’établisse, il faut un certain nombre de conditions pour amorcer la pompe :
- Synoptique faible (<18 knts)
- Ensoleillement important (4 à 5° de différence)
- de l’air instable, idéalement derrière un fond froid
- une côte en pente douce
- une direction du vent synoptique adaptée (quadrants)
Lorsque la brise commence à se former, l’horizon devient net grâce à la subsidence (mouvement d’air vers le bas) qui dégage les nuages et une ligne sombre se forme. On peut observer le “front de brise” : le développent d’une ligne de petits cumulus parallèle à la côte et qui se déplace du large vers la côte, jusqu’à parfois progresser dans les terres. Une fois établie, elle a tendance à tourner à droite d’environ 10 degrés par heure, sous l’influence de la force de Coriolis.
Lorsque le vent synoptique est très faible, la brise tourne assez rapidement, influencée par les
variations d’exposition au soleil des différentes parties du plan d’eau. Lorsque le vent synoptique n’est plus négligeable, l’établissement et la rotation de la brise dépendent de la direction du vent synoptique.
Rotation avec une côte orientée vers l’ouest, telle que la côte d’Opale :
rotation avec cote à l’Ouest rotation avec cote au Nord
Si l’une des conditions n’est plus remplie, la brise s’arrêtera. L’influence de la marée est aussi à noter : une marée basse vers midi peut amener de l’eau froide lors de la marée montante, augmentant ainsi la différence de température avec la terre et facilitant l’apparition de la brise.
Règle des quadrants
L’orientation du vent synoptique par rapport à la côte a une influence sur l’établissement de cette brise. On peut la résumer par ce que l’on nomme couramment la règle des quadrants. On se positionne face à la mer et on observe que :
- Quadrant 1 : le vent vient de notre gauche derrière : s’il est fort, il va tourner à gauche et se renforcer, s’il est faible, une brise va s’établir et tourner à droite
- Quadrant 2 : le vent vient de derrière à droite : s’il est fort, il va tourner à droite ; s’il est faible, une brise molle pourrait s’établir
- Quadrant 3 : il vient de gauche devant, fort il va tourner à droite, faible une brise peut s’établir et tourner à droite.
- Quadrant 4 : à droite et devant, fort il va tourner à droite, faible il va faiblir, c’est le cas le plus défavorable
les quadrants
critères d’estimation pour la stratégie en régate
Maintenant que vous avez une idée des conditions nécessaires pour une brise thermique, vous pouvez utiliser une grille d’évaluation pour regrouper rapidement ces informations. Cela vous aidera à déterminer si vous pouvez vous attendre à une brise thermique ou non lors de vos sorties en mer ou vos régates.
| Condition | Valeur | Résultat |
|---|---|---|
| T° Air > T° Mer | Oui | Brise possible |
| Non | Brise impossible | |
| Vent Synoptique > 18 kts | Oui | Brise impossible |
| Non | Brise possible | |
| Direction du vent | Quadrant 1 (Side-off droite) | +2 |
| Quadrant 2 (Side-off gauche) | +1 | |
| Quadrant 3 (Side-on droite) | 0 | |
| Quadrant 4 (Side-on gauche) | -1 | |
| Masse d’air | Stable | -1 |
| Instable | +2 | |
| Température de l’air | Chaud | -1 |
| Tiède | 0 | |
| Frais | +1 | |
| Ensoleillement | Bon ou quelques cumulus | +1 |
| Moyen | 0 | |
| Mauvais | -1 | |
| Marée haute l’après-midi | Oui | 0 |
| Non | -1 | |
| Cisaillement masse d’air | Oui | -1 |
| Non | +1 |
et le vent que l’on peut en espérer :
| Total | 0 ou moins | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Vmax brise | improbable | 6kt | 9kt | 12kt | 16kt | 18kt | 20kt | 25kt |
Avec un petit exercice pour comprendre comment bien l’utiliser :
Une journée de mois d’août, avec la carte isobarique et la carte de vent synoptique.
La température de l’air est supérieur à la mer. Le synoptique d’après la carte du matin est inférieur à 18 knts, orienté Est donc de quadrant 2, d’après le grib l’air est plutôt stable et une marée haute l’après-midi ce jour-là ! Tout cela nous fait un score de : 1 + (-1) + 0 + 1 + 0 + 1, soit un total de 2 : une brise plutôt faible de 9 knt est à espérer.
Quelle stratégie avec le thermique ?
Maintenant que l’on sait si oui ou non il y aura une brise thermique, comment la gérer ? Suivant le quadrant, on aura intérêt ou non à anticiper son arrivée. Dans notre exemple, on est sur un quadrant 2, donc elle va arriver par le large, et on devrait voir le front de brise avancer en milieu d’après-midi, ce qui va inciter à tactiquer sur l’ancien vent tant qu’elle ne sera pas établie. Ainsi, suivant le quadrant, notre tactique va devoir évoluer, mais on saura si on doit considérer ou non le cas d’une bascule persistante (arrivée de la brise ou pas)
Voilà, vous êtes prêts à mieux comprendre et anticiper les brises thermiques lors de vos prochaines aventures en plein air.