Le vent : notions générales

Cet article est long. Donc autant se mettre dans le bain tout de suite pour que vous compreniez mieux! A mon grand regret, la technologie actuelle ne me permet pas encore de créer du vent devant votre pc. Pour palier à ce désagrément, je vous serais reconnaissant de bien vouloir allumer un ventilateur juste à côté de vous =).

Aussi vous le "montrer" serait un peu ennuyeux à mon gout. Si vous voulez le voir, libre à vous de faire une recherche sur youtube avec les mots clefs "vent, tempête, ouragan" et vous trouverez toute une panoplie d'arbres qui tombent et toits qui s'envolent sous l'effet de vents violents. Mais le regarder comme ça, à l'extrême et dramatisé, c'est pas si prenant que ça...

En revanche, je vous propose de l'écouter! Et là pour le coup, ça me parait un peu plus poignant! Allez, c'est parti!

Mais qu'est-ce qui fait le vent? (hormis le lecteur au-dessus...)
Voilà une question qu'on se pose fréquemment en école primaire, tout comme tout plein d'autres questions (comment on fait les bébés, pourquoi on meurt, c'est qui Clitaurisse...) qui ont l'art de gêner les adultes d'autant plus que celui qui les pose est généralement neutre et innocent. Et comme les autres, on y trouve des explications des plus poétiques aux plus farfelues!

Certains pensent que ce sont les arbres qui secouent leurs branches et qui créent le vent. Moi-même, j'ai longtemps cru que c'était les voitures, les trains et les avions qui créaient le vent qui était ensuite miraculeusement amplifié.
Je ne ferai pas (hélas) la liste de tous les dieux du vent et tous les récits mythologiques qui en expliquent la cause, toutes ces histoires merveilleuses et passionnantes méritent bien plus d'intérêt qu'un simple extrait dans cet article.

Le vent est en fait du à une différence de pression atmosphérique.

(lire l'article sur la pression atmosphérique).

Imaginez une parcelle d'air dans un cube. Comme pour tous les fluides, la pression s'exerce dans toutes les directions. Ainsi, cette parcelle d'air subit une pression aussi bien de la droite que de la gauche, d'en face et derrière. Si toutes ces forces de pressions sont égales, elles s'annulent l'une l'autre, et la parcelle d'air reste immobile.

Disons maintenant que la pression atmosphérique est plus forte à gauche du cube d'air qu'à sa droite. Par conséquent, la force de pression est plus forte sur la surface de gauche que sur la surface de droite. Les 2 forces ne s'annulent plus : la force exercée sur la surface droite pare celle exercée sur la surface gauche, mais n'est pas assez grande pour l'annuler. Au final, il existe une force résultante sur cette parcelle d'air : elle est orientée de la gauche vers la droite, et a pour valeur la différence entre la force de gauche et la force de droite.
Par définition (première loi de Newton), un système (ici, le cube d'air) est en équilibre (immobile) ou en mouvement rectiligne uniforme si la somme des forces extérieures appliquées au système est nulle.
Dans le 2ème exemple, la résultante des forces n'est plus nulle, le cube d'air n'est donc plus en équilibre. L'air va par conséquent se mettre en mouvement : le vent est né!

Tant que l'équilibre ne sera pas rétabli, l'air continuera à accélérer. Il ne peut adopter qu'une vitesse constante ou être immobile uniquement si les forces appliquées sur le cube d'air s'équilibrent de nouveau.

Voilà l'explication physique du vent. Et si vous avez compris ça, vous avez fait le plus gros!! Pour la suite, si vous avez déjà joué aux billes, ce sera tout simple ;).


On sait maintenant que le vent est un déplacement d'air qui se fait des hautes pressions vers les basses pressions. Appliqué à l'atmosphère, on en déduit donc que l'air se déplace des anticyclones vers les dépressions. On dit aussi de façon simplifiée que l'air se déplace des régions en excédent pour combler celles en déficit d'air.
Mais une composante fondamentale du vent intéresse tout le monde, que ce soit la famille en balade, le météorologiste, le marin ou le transporteur : sa vitesse. Qu'est-ce qui différencie une petite brise d'une tempête dévastatrice?

Bien que ce soit décrit par des formules physiques qui effraient plus d'une personne, ce qui détermine la vitesse du vent est relativement simple et instinctive.
Commençons par une petite expérience que tout le monde a déjà fait : prenez une bille et une route en pente légère. Si votre bille est pas trop abimée et la route assez lisse, il suffit de la poser pour qu'elle commence à rouler toute seule, de plus en plus vite jusqu'à ce qu'elle adopte une vitesse constante. Vous pouvez marcher lentement à côté pour la suivre.
Prenez la même bille et posez-là dans une descente de garage. A peine vous posez la bille qu'elle accélère fortement et dévale la pente à toute vitesse. Vous devez courir pour la suivre.
Ici, c'est donc la pente du sol qui détermine la vitesse de la bille. Plus la pente est élevée, plus la vitesse est grande. La pente révèle simplement la différence d'altitude entre le point de départ et le point d'arrivée. Disons par exemple que les 2 essais précédents se font sur une longueur horizontale de 50m (c'est de la bonne descente de garage!). Entre le point de départ et le point d'arrivée, il y a une différence d'altitude de 50cm. Dans la descente de garage, sur les 50m, la différence entre le point de départ et le point d'arrivée est de 4m. Ainsi la pente de la descente de garage (4/50 = 0,08) est 8 fois plus grande que celle de la route (0,5/50 = 0,01). Sur la même distance horizontale, la bille est descendue 8 fois plus bas dans la descente de garage que sur la route.

Mais qu'est-ce qu'il nous fait chier avec sa bille?! On n'est pas là pour parler météo?
C'est en fait exactement la même chose pour le vent!
L'air équivaut à la bille. Au lieu de considérer l'altitude, ce qui était source d'énergie pour la bille, on considère ici la pression, ce qui met en mouvement l'air. Et là, attention, terme barbare en vue : au lieu de parler de pente, on va parler ici de gradient de pression. Ca n'en reste pas moins exactement le même principe, appliqué à la pression et non pas l'altitude. Le gradient de pression révèle simplement la différence de pression entre le point de départ et le point d'arrivée. Disons par exemple que dans un 1er cas, sur une distance de 100km, il y a une différence de 1 hPa (1011 hPa à une extrémité, 1010 hPa à l'autre). Dans un 2ème cas, sur la même distance, il y a une différence de 10 hPa (1011 hPa à une extrémité, 1001 hPa à l'autre). Le gradient de pression du 2ème cas (10/100 = 0,10) est 10 fois plus élevé que le gradient de pression du 1er cas (1/100 = 0,01).
Tout comme la bille, l'air se déplace d'autant plus vite que la différence de pression est grande. Autrement dit, le vent est d'autant plus rapide que le gradient de pression est élevé!
On peut s'imaginer que l'air voit les anticyclones comme des collines et les dépressions comme des fossés, et qu'il s'y laisse couler librement. Ainsi, plus la pente sera grande et plus il ira vite.


Il y a encore beaucoup à dire sur le vent. Je ne vous ai présenté que son mécanisme physique général. Tout ceci reste bien théorique, et d'autres phénomènes font que ce n'est pas vraiment ce qu'on peut observer sur Terre. Mais avec cette approche générale, on pourra ensuite s'attaquer à tous les types de vents, qu'on classe principalement par l'échelle à laquelle on les observe.
Le météorologiste, considère en général le vent géostrophique, à l'échelle de la planète, autour des anticyclones et dépressions éparpillés sur la Terre.
Le vent synoptique est un vent à plus petite échelle, disons au sein-même d'une seule dépression ou d'un anticyclone, sur quelques milliers de kilomètres.
Les vents régionaux et locaux quant à eux, prennent en considération d'autres phénomènes qui sont négligeables aux échelles supérieures. Le relief ou les types de surface doivent être pris en compte, et les mouvements verticaux, jusque-là négligeables en comparaison à l'étendue horizontale des phénomènes synoptiques, prennent une place importante.

Tout comme la pression atmosphérique, le vent (qui en découle) est une caractéristique importante pour de nombreux phénomènes météorologiques et est au coeur des problématiques de la dynamique de l'atmosphère, il s'agit donc d'une notion fondamentale à maîtriser.

Si vous avez eu un peu de mal avec cet article, n'hésitez pas à le reprendre la tête reposée. Après une petite partie de billes par exemple, ça peut éclaircir les idées!