Actualité à la Hune

Etude de plans d'eau (3)

Lac Léman (1) : l’effet orographique

A l’occasion du Bol d’Or de Genève, l’étude du lac Léman donne aussi des indications sur les autres plans d’eau intérieurs enserrés par des montagnes (Neufchâtel, Annecy, Balaton, Torbole…). Le relief prononcé du Jura et, surtout, des Alpes permet aussi d’aborder trois phénomènes météo spécifiques : l’effet de foehn, les brises de pente et les vents catabatiques.
  • Publié le : 07/06/2015 - 00:01

Bol d"Or sur le LémanLe lac Léman, fabuleux décor naturel pour le mythique Bol d'Or – ici lors du départ 2012 avec 468 bateaux. Fabuleux, mais compliqué côté météo en raison des importants contrastes thermiques avec les Alpes enneigées et le Jura...Photo @ Chris Schmid (schmidchris.com)

D’une superficie de 580 kilomètres carrés et d’un volume de 89 milliards de mètres cubes, le lac Léman a la forme d’un croissant long de 72,3 kilomètres sur 13,8 entre Morges et Amphion.

Au Nord, les montagnes du Jura enserrent le Sud du lac de Neufchâtel (Mont Aubert, 1 339 m) et toute la partie Nord-Ouest du lac Léman avec une crête qui s’étend du Mollendruz (1 441 m) à la Barillette (1 528 m) en passant par le Mont Tendre (1 679 m), le Marchairuz (1 447 m), la Neuve (1 494 m) et le Mont Sâla (1 511 m).

La barrière montagneuse est donc assez rectiligne et d’une hauteur relativement constante pour descendre en pente douce vers la Léman à 372 mètres d’altitude. Au Nord-Est, la trouée de Lausanne s’étend jusqu’à Neufchâtel en une vallée d’une centaine de mètres au-dessus du lac : c’est donc un couloir de vent bien marqué.

 

Le lac des signes

Altimétrie du LémanLe lac Léman est enserré par les montagnes du Jura dans son Nord-Ouest et des Alpes dans son Sud-Est : le vent synoptique est donc canalisé dans deux directions, Ouest-Sud-Ouest et Nord-Est. Cliquez pour agrandir.Photo @ Google

A une cinquantaine de kilomètres seulement du Léman, la chaîne des Diablerets culmine à plus de 3 000 mètres dans son Est, et le Mont-Blanc et ses reliefs adjacents dépassent les 4 000 mètres dans son Sud.

Malgré sa forme en croissant, le Léman est donc entouré de deux reliefs très importants qui jouent non seulement sur la climatologie du lac et sur ses brises locales, mais aussi à grande échelle, sur le passage des fronts froids venus de l’Atlantique et des fronts chauds associés à la dépression installée régulièrement dans le golfe de Gênes.

Car la spécificité météo alpine vient du fait que les grands centres d’action ne stagnent jamais sur le lac Léman : anticyclones ou dépressions ne sont qu’exceptionnellement centrés sur la Suisse et jamais ne naissent au pied des Alpes !

C’est donc une «situation de bordure» qui caractérise la météorologie du Léman puisque les cellules de hautes pressions se centrent plutôt sur les plaines de l’Europe de l’Est ou sur les îles Britanniques, et les basses pressions arrivent essentiellement soit de l’Atlantique, soit se créent dans le golfe de Gênes ou sur la Baltique.

Situation météo 29.05.13 Cas typique de Vent (secteur Ouest) sur le Léman : trois minima barométriques sont installés dans le golfe de Gênes, sur les îles Britanniques et la Baltique, l’anticyclone des Açores est centré sur l’archipel, deux petits fronts circulent de l’Atlantique vers l’Europe de l’Est. Cliquez pour agrandir.Photo @ Met Office

Sur le léman, les phénomènes météo sont donc souvent éphémères, ce qui induit une grande variété de conditions au fil des jours.

En été, la position de l’anticyclone sur l’Europe est ainsi déterminante, définissant trois grands schémas climatiques : centré sur les îles Britanniques avec une dépression sur l’Italie, le vent synoptique souffle du Nord-Est ; centré sur la Sardaigne avec une dépression qui circule de l’Irlande vers la Baltique, la brise balaye la Suisse d’un flux d’Ouest ; centré sur l’Europe de l’Est avec des basses pressions sur l’Espagne ou sur la Belgique, le vent s’oriente au Sud.

La tendance générale de la brise sur le lac Léman dépend donc principalement de la situation globale sur l’Europe de l’Ouest, puis de la configuration orographique qui canalise ces vents synoptiques dans deux directions privilégiées : le Sud-Ouest et le Nord-Est. Ensuite, lorsque la Suisse est soumise à un régime anticyclonique, les chaleurs printanières et surtout estivales provoquent des effets de brises thermiques.

Situation météo 01.06.13 Effet de Bise sur le Léman : la dépression sur le golfe de Gênes et l’anticyclone des Açores qui s’étend vers la Bretagne génère un flux général de Nord-Nord Est sur la Suisse et les deux fronts occlus se bloquent sur les Alpes et sur le Jura. Cliquez pour agrandir.Photo @ Met Office

De jour avec le Rebat (Grand Lac et Haut Lac) et le Séchard (Petit Lac) qui part du centre du lac vers les rives, en éventail : brise de Sud à Morges et Lausanne, brise de Nord à Thonon et Évian, brise d’Ouest à Montreux, brise de Nord-Ouest à Genève. De nuit, l’effet s’inverse avec un vent descendant des rives vers le centre du lac où il y a donc calme plat…






 

Roses des montagnes

L’étude des roses des vents sur quatre stations d’observations enregistrées par Windfinder montre que les directions sont très différentes.

> En avril, Versoix est essentiellement balayé par la Bise (Nord-Est) et le Vent (secteur Ouest), Sciez subit des vents de Nord, Saint-Sulpice privilégie les flux de Nord-Ouest et d’Est, Montreux est sous un régime d’Ouest prédominant.

> En mai, en revanche, si Sciez et Montreux enregistrent le même type de flux que le mois précédent, il n’en est pas de même à Versoix où les vents de Nord-Est et d’Est-Sud Est prennent le pas tandis qu’à Saint-Sulpice, les orientations Sud-Ouest et Est-Nord Est sont dominantes.

Les régimes de vent du Léman au printempsVersoix, Sciez, Saint-Sulpice, Montreux : les régimes de vent du Léman au printemps. Cliquez pour agrandir.

En juin, lors du Bol d’Or, Versoix revient à une dualité avec le Vent (secteur Ouest-Sud Ouest) et la Bise (Nord-Est) auquel s’ajoute l’effet thermique de la Molaine (Est-Sud Est). Saint-Sulpice est très influencé par les brises thermiques diurnes et nocturnes (Rebat et Morget) et par la Bise (Est-Nord Est).
L’effet thermique prend aussi de l’importance à Sciez avec la Maronaille nocturne (Sud-Sud Ouest) en opposition avec le Rebat thermique (Nord-Nord Est) le jour. Enfin Montreux reste stable par rapport aux mois précédents avec toutefois un renforcement de l’effet de Bise (Nord-Est). Force est de constater que les effets thermiques deviennent prédominants à l’approche de l’été du fait de l’installation progressive d’un anticyclone sur l’Europe de l’Est.

Avec l’élévation des températures moyennes en été, le phénomène de brises thermiques confortent les directions privilégiées des quatre stations : de 16°C en mai à Versoix, le thermomètre monte à 22°C en août.

> En juillet, les roses de vents ne changent pas significativemen,t si ce n’est que les brises thermiques se renforcent et que la probabilité que l’intensité dépasse force 4 (+ de 15 nœuds) augmente du côté de Morges et Lausanne où les brises de Sud-Ouest diminuent au profit des vents d’Est-Nord Est.

Les régimes de vent du Léman en étéVersoix, Sciez, Saint-Sulpice, Montreux : les régimes de vent du Léman en été. Cliquez pour agrandir.Photo @

> En août, Versoix est sous l’influence prédominante de la Molaine (essentiellement nocturne mais qui peut souffler de jour lorsque le régime synoptique général est de secteur Sud-Ouest) a contrario de Sciez où ce thermique nocturne s’estompe avec les chaleurs estivales. A Saint-Sulpice, le Rebat (Sud-Sud Ouest) persiste mais en fin d’après-midi, les brises thermiques du Morget (Nord-Ouest) et du Bisoton (Nord-Est) se contrarient avec donc plus de calmes enregistrés entre Morges et Lausanne. Quant à Montreux, l’effet thermique du Jaman (Nord Est) prend de plus en plus d’importance.

Rose des vents Genève Les enregistrements effectués par Cointrin entre 1990 et 1995 à Genève confirment l’orientation privilégiée des vents sur le Petit Lac de secteur Sud-Ouest (Vent) et Nord-Est (Bise).Photo @ Cointrin

> Avec l’approche de l’automne, les températures moyennes chutent franchement (17°C au lieu de 22°C en août) et les effets thermiques s’étiolent. Au Versoix, les régimes de Nord-Est et d’Est reviennent en force avec l’installation d’une dépression sur le golfe de Gênes, tout comme les vents d’Ouest avec le passage des fronts venus de l’Atlantique. Pas de changement significatif à Sciez où la dominante Nord persiste tandis qu’à Saint-Sulpice, les vents de Nord-Ouest et de Sud-Sud Ouest redeviennent majoritaires. Et dans le «trou» du Haut-Lac à Montreux, toujours les mêmes tendances avec deux vents prédominants contradictoires : Ouest-Sud Ouest et Est-Nord Est…

Or, du fait que l’activité des clubs suisses est nettement moins forte en juillet-août pour cause de vacances et de croisières sur le lac Léman, on voit que le circuit des régates helvètes a choisi des périodes délicates d’un point de vue météo en mai-juin, phases de transition quand la dépression dans le golfe de Gênes tend à s’estomper en fin de printemps pour laisser place à un anticyclone estival stable, et en septembre quand les effets thermiques s’étiolent avec le retour du foëhn ou des fronts froids atlantiques.

D-35 au GP des AmabassadeursPas facile de s’extraire du Petit Lac : la Bise est faible le long des rives suisses quand elle souffle par risées au milieu du Léman.Photo @ Loris Von Siebenthal

L’effet de Foëhn

Lorsqu’un front bute sur les reliefs alpins, par exemple quand une dépression s’installe dans le golfe de Gênes, la masse d’air subit une ascendance forcée qui provoque une baisse de température avec l’altitude et des condensations actives. A contrario, le versant sous le vent provoque une descente forcée de l’air qui se réchauffe et une disparition plus ou moins complète de la masse nuageuse. A une même altitude (ici, 200 mètres), la température au sol est de 13°C au vent de la montagne et de 17,5°C sous le vent !

Effet de FoehnEn s’élevant sur le flanc d’un relief, l’air chargé d’humidité se refroidit avec l’altitude puis se réchauffe en descendant la pente sous le vent : il pleut au vent et le ciel est clair derrière la montagne…Photo @ André Viaut

Le Foëhn qui souffle donc perpendiculairement au relief, est surtout sensible en hiver à l’avant des perturbations atlantiques passant au Nord des Alpes : sur le versant méridional, le vent de Sud largue son humidité sous forme de pluie ou de neige puisque par détente adiabatique, la masse humide se refroidit et atteint rapidement son point de condensation. Le refroidissement est compris entre 0,5° et 0,7°C pour 100 mètres d’élévation.

En avant des crêtes côté Nord, des nuages lenticulaires se forment par effet d’onde tandis que sur le versant septentrional, la masse refroidie descend par les vallées en bouffées d’air sec et plus chaud : le ciel est clair et l’air limpide avec un fort risque d’avalanches sur la pente sous le vent car l’augmentation de la température de la masse d’air atteint 1°C pour 100 mètres de dénivellation ! Le réchauffement peut ainsi culminer à 12°C et l’humidité relative chuter à 40% entre les deux versants de la montagne...

Ce phénomène physique lié à la compression adiabatique de l’air se retrouve à plus ou moins grande échelle dans d’autres régions en fonction de la hauteur et des dimensions de la chaîne montagneuse, de la force du vent et de la charge en humidité de la masse d’air. Ainsi par vent de Nord-Ouest au passage d’un front sur le Jura, la montagne est « bouchée » par les nuages alors que le ciel est dégagé à Genève.

Il faut toutefois être attentif à la rotation des vents car il suffit que la brise tourne de quelques dizaines de degré pour que le versant d’une crête dégagée se bouche totalement, par exemple lorsqu’un front froid arrive sur le Nord des Alpes alors que le Foëhn souffle du Sud…

M2 et D-35 sur le LémanRégime de Bise faible devant Bellerive : un couloir de vent s’établit souvent après le départ du Bol d’Or le long des côtes françaises, mais les calmes règnent en général devant la pointe d’Yvoire…Photo @ Dominic Bourgeois

La cabale des catabatiques

Un autre phénomène lié au relief est dû à la pente des montagnes : l’air froid et dense tend à glisser par les vallées en raison de la gravité. Ces vents dits catabatiques sont particulièrement violents en Antarctique (enregistrement jusqu’à 304 km/h en Terre-Adélie !) ou au large de la Patagonie (williwaws) lorsque l’air froid descend de la cordillère des Andes. Avec les reliefs alpins et jurassiens, il y a donc aussi des coulées d’air froid qui peuvent descendre des crêtes vers le lac Léman. Le phénomène est nettement moins violent, mais l’effet gravitationnel induit aussi des «brises de pente».

Dans la nuit, l’air froid des sommets glisse le long des pentes vers le lac mais il est nécessaire que le gradient barométrique soit faible. A contrario de jour, l’air se réchauffe sur les rives autour du lac particulièrement sur les côtes suisses de Nyon à Morges et remonte les pentes du Jura. Cette brise de pente s’établit vers 9h-10h en se renforçant en milieu de journée pour décroître quelques heures après que le soleil soit passé derrière les montagnes.

En fait, deux phénomènes se conjuguent lorsque la situation orographique présente une vallée : les deux flancs créent un mouvement convectif tandis que la pente provoque un effet de couloir. De jour, la brise de pente montante (l’air chaud s’élève) se combine avec la brise de vallée dirigée de la plaine vers la vallée tandis que de nuit, la brise de pente descendante (l’air froid descend) se conjugue avec la brise de vallée allant de la vallée vers la plaine.

Enfin particulièrement en hiver lorsqu’une coulée d’air polaire descend du Groenland vers la Méditerranée, la masse froide glisse le long des pentes du Jura vers le Léman dont la température est très constante été comme hiver autour de 6°C : l’air «chaud» au-dessus du lac s’élève, ce qui renforce le vent froid polaire descendant des montagnes.

 

Courants de surface

Bathymétrie du LémanAvec 89 milliards de m3 d’eau, le Léman est le plus grand lac alpin d’Europe centrale, d’une profondeur maximale de 309 mètres mais peu profond dans le Petit Lac (76 m) et le Haut Lac où s’écoule le Rhône. Photo @ Wildi & Sastre-Université de Genève

Côté hydrologie, le lac Léman a un temps de renouvellement de ses eaux de plus de onze ans ! C’est dire que ses principaux affluents que sont le Rhône (débit moyen annuel de 183 m3/s) et la Dranse (21 m3/s) ne brassent pas sensiblement cette masse d’eau gigantesque (89 milliards de m3). Et malgré sa grande surface (580 km2), la marée n’a que peu d’influence avec un marnage de 4 mm…

Courants du Léman par BiseLe lac Léman est aussi soumis à des courants de surface liés au vent. Quand la Bise souffle du Nord-Est, l’eau a tendance à se décaler vers le Nord-Ouest (1m/s = 1,94 nœud ; 1cm/s = 0,02 noeud). Cliquez pour agrandir.Photo @ Wildi & Sastre-Université de Genève

Pour autant, le Léman est sensible aux vents qui génèrent un clapot parfois désordonné et le phénomène de seiche d’une hauteur maximale de 30 cm provoquant des courants locaux atteignant parfois 35 cm/s, en particulier près des rives du Petit Lac. Enfin, une Bise de 10 à 18 nœuds crée un courant de surface de 0,1 à 0,25 nœud, tandis qu’un Vent de 5 nœuds génère un déplacement d’eau de 0,2 nœud…

Et si le Léman est désormais régulé par les barrages en amont et les écluses de Genève en aval, le marnage annuel varie entre 60 et 80 cm. De plus, le débit des fleuves et rivières qui se versent dans le lac est aussi fonction de la fonte des neiges et de la pluviométrie.

Courants du Léman par VentLorsque le Vent souffle de l’Ouest, le déplacement de l’eau en surface est conséquent en particulier le long des rives suisses jusqu’à Morges et de la pointe d’Yvoire à la baie de Thonon (1m/s = 1,94 nœud ; 1cm/s = 0,02 noeud). Cliquez pour agrandir.Photo @ Wildi & Sastre-Université de Genève

Or le printemps pluvieux et le retard du réchauffement estival en cette année 2013 laisse présager un courant général de surface un peu plus important que d’habitude pour ce 75e Bol d’Or, particulièrement dans le Petit Lac : il ne faudra pas s’étonner de reculer si le vent est absent en restant au milieu du plan d’eau entre Nyon et Versoix !

 

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A suivre la semaine prochaine,
l’étude de tous les vents du Léman (et ils sont nombreux !) au cas par cas.

Petit Lac du LémanPlus on s’approche du jet d’eau du Petit Lac, plus le courant se renforce pour se jeter dans le Rhône, particulièrement à la fin du printemps, quand les neiges fondent.Photo @ Donald Stampfli
 

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