La mesure du vent comprend deux paramètres : sa direction (en points cardinaux ou en degrés angulaires de 0° à 359°) et sa force ou vitesse (en m/s, en km/h ou en kt).

2 rose des vents
Rose des vents indiquant la direction du vent en points cardinaux et en degrés

L'INFO EN + :

  • La direction désigne toujours la direction d'où vient le vent. Ainsi, un vent du 180° est un vent de sud, circulant du sud vers le nord. Quant à la vitesse du vent, son unité internationale est le mètre/seconde (m/s) mais elle est communément exprimée en km/h voire en noeud (kt).
 

Les différentes unités pour la force du vent

L’échelle de Beaufort

À l’origine, la vitesse moyenne du vent était estimée de manière empirique sur une échelle de 0 à 12 selon l’échelle de Beaufort. Initialement utilisée dans les milieux marins en se basant sur l’état de la mer au large, l’application de cette échelle a pu être progressivement étendue aux milieux terrestres en établissant d’autres critères liés à l’activité humaine, aux végétaux et au comportement des animaux. Bien que l’échelle de Beaufort fut adoptée internationalement en 1874 comme unité de mesure de la force moyenne du vent dans les observations météorologiques en mer, elle fut remplacée en 1946 par le nœud suite à une décision de l’Organisation Météorologique Mondiale (OMM). L’échelle de Beaufort reste cependant très utilisée dans le milieu de la mer.

L'INFO EN + :

  • L’échelle de Beaufort est disponible sur notre site :
    • dans notre guide en ligne ;
    • dans le guide météo marine en Nouvelle-Calédonie, téléchargeable ici.

Le nœud

1 nœud correspond à 1 mille marin par heure, soit exactement 1,852 km/h.

Cette unité de mesure fût créé au XVIème siècle afin d’estimer la vitesse de déplacement des bateaux. A cette époque, les marins larguaient à la mer un morceau de bois relié à une corde comportant des nœuds régulièrement espacés (environ tous les 14,40 mètres) qu'un marin comptait à haute voix au fur et à mesure qu'ils glissaient entre ses doigts. Ce décompte s’effectuait durant 28 secondes.

En effet, 14,40 m : 28 " = 0,514 m/seconde, soit 1,852 km/h par nœud écoulé.

Le km/h

Le km/h est un multiple de l'unité de vitesse dérivée du Système international d'unités qu'est le mètre par seconde (m/s). La relation est : 1 m/s = 3,6 km/h.

Par définition, 1 km/h est la vitesse nécessaire pour parcourir un 1 km en une heure.

L'INFO EN + :

  • 1 nœud = 1,852 km/h = 0,5 m/s
  • Pour passer simplement d’une unité à l’autre, voici le calcul mental à réaliser (résultat obtenu à 3% près) :
    • pour convertir des nœuds en km/h : on multiplie par 2 et on retranche 10% ;
    • pour convertir des km/h en nœuds : on divise par 2 et on ajoute 10% ;
    • pour convertir des m/s en nœuds : on divise par 2 la valeur du vent en m/s.

Les capteurs

Les capteurs mécaniques

Le plus souvent, la vitesse du vent est mesurée par un anémomètre composé de trois coupelles disposées à 120 degrés les unes des autres et montées sur un axe vertical. Le tout est équipé d'un dispositif de comptage de tours. La vitesse de rotation de l'anémomètre est proportionnelle à la vitesse du vent, indépendamment de sa direction. A Météo-France, nos anémomètres ont une résolution de ± 0,1 m/s (0,36 km/h) et une gamme de mesure comprise entre 0,4 m/s (14,4 km/h) et 80 m/s (288 km/h).

La direction du vent est quant à elle déterminée à l’aide d’une girouette composée d’une fine plaque métallique en rotation libre autour d’un axe vertical. Cet axe est solidaire d’un codeur optique permettant de déterminer l’orientation de la girouette par secteurs de 10° entre 0° à 359°. La direction est fournie pour toute vitesse de vent supérieure à 0,4 m/s.

2 Anémomètre à coupelles
Anémomètre à coupelles
2 Girouette
Girouette
2 station Phare Amédée Station météorologique du Phare Amédée équipée de capteurs vent mécaniques

Les capteurs ultrasoniques

Avec les progrès technologiques, les capteurs vent ultrasoniques ont fait leur apparition. Dans le réseau de mesure de la Nouvelle-Calédonie, ce nouveau type de capteur remplace progressivement les capteurs mécaniques décrits ci-dessus.

Les capteurs vent ultrasoniques sont équipés de quatre transducteurs1 électroniques opposés deux à deux (A-C et B-D sur la photo ci-dessous), formant ainsi deux axes de mesure perpendiculaires. Chaque transducteur est à la fois émetteur et récepteur d'ultrasons. Le principe de fonctionnement de ce capteur repose sur la mesure du temps de propagation des ultrasons entre chaque paire de transducteurs.

2 capteur vent ultrasonique1 2 station MamatiCapteur vent ultrasonique au Mont Mamati (Futuna)
2 capteur vent ultrasonique2 Fonctionnement du capteur de vent ultrasonique

 

Lorsque le vent souffle dans le sens de la propagation des ultrasons, ceux-ci se propagent plus rapidement que par vent nul et ils mettent donc moins de temps à parcourir le trajet entre deux transducteurs opposés. À l’inverse, lorsque le vent s'oppose à la propagation des ultrasons, ceux-ci mettent plus de temps à atteindre le transducteur opposé.

Une donnée est obtenue en réalisant une séquence de quatre mesures individuelles très rapidement (entre les transducteurs A→C, C→A, B→D et D→B).

La mesure de la vitesse de propagation des ultrasons dans deux directions orthogonales permet également de déterminer la direction du vent. On mesure donc dorénavant les deux paramètres grâce à un unique capteur !

Un autre avantage de ce capteur est qu’il est dépourvu de toute partie mobile. Il nécessite donc moins de maintenance que les capteurs mécaniques, dont l’état des roulements doit être vérifié tous les ans.

Enfin, le principe même de la mesure par ultrasons permet de s’affranchir des problèmes d’inertie inhérents aux capteurs mécaniques. Les capteurs ultrasoniques offrent donc une excellente précision, notamment lors de brusques changements de vitesse et de direction du vent caractéristiques des rafales.

L'INFO EN + :

  • À Météo-France, quel que soit le type de capteur vent, il réalise des mesures toutes les 500 millisecondes. Compte tenu de la variabilité temporelle de la mesure, l’information brute peut être difficile à interpréter.

  • Par convention, des calculs sont réalisés afin de transmettre chaque minute les 3 types de vents suivants :
    • Le vent instantané : la vitesse et la direction instantanées sur 3 secondes ;
    • Le vent aéronautique : la vitesse et la direction moyennes sur 2 minutes ;
    • Le vent météorologique : la vitesse et la direction moyennes sur 10 minutes.

  • A partir de ces données, la notion de rafale est définie. Elle correspond à une brusque augmentation du vent instantané, dépassant le vent moyen de plus de 10 nœuds (18 km/h).

  • Dans les pages Observation/Dernières 24h de notre site internet Météo-France, les données affichées sont :
    • Le vent moyen qui désigne la valeur du vent météorologique sur les dix minutes avant l’heure ronde.
    • Le vent max horaire qui correspond à la rafale maximale observée au cours de l’heure précédente.

  • Les données de vent fournies par le site américain du Joint Typhoon Warning Center (JTWC) sont des moyennes calculées sur 1 minute, au lieu de 10 minutes comme c’est le cas à Météo-France. Or le vent moyen sur 1 minute est environ 15 % plus élevé que le vent moyen sur 10 minutes, car ce dernier a tendance à lisser les valeurs extrêmes. Ne soyez donc pas surpris de trouver que les valeurs fournies par le JTWC soient systématiquement plus élevées que celles affichées sur notre site.

Les sites de mesure du vent

Qu’il s’agisse de capteurs mécaniques ou de capteurs ultrasoniques, la mesure du vent est toujours réalisée, sauf quelques rares exceptions, à une hauteur de 10 m du sol. Le pylône sur lequel sont placés les capteurs doit être installé loin de tout obstacle (naturel ou d’origine humaine) afin de limiter les perturbations sur la mesure. L'application de ces normes définies par l'OMM garantit que les mesures de vent, réalisées dans des conditions identiques, soient comparables entre elles.

Météo-France Nouvelle-Calédonie et Wallis et Futuna maintient et exploite 33 sites de mesure du vent sur l’ensemble de la Grande-Terre, les Îles Loyauté, deux îles isolées (Chesterfield et Surprise), Wallis, Futuna et trois navires instrumentés. En plus de nombreux autres paramètres, Météo-France fournit les données de vent sur les plateformes aéronautiques, dont certaines sont équipées de deux points de mesure afin de fournir les données de vent sur deux seuils de piste.

2 stations nc 2 stations nc ext
2 stations wf 2 stations legende

 

1/ Transducteur : Élément d'un instrument de mesure qui transforme une grandeur physique en une autre grandeur physique, fonction de la précédente.

Pour en savoir plus : le site national de Météo-France

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