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Rédigé par Chris Landsea

Un ouragan peut être considéré à première vue comme une machine thermique : il tire son énergie de l'air chaud et humide au-dessus des eaux tropicales et libère cette chaleur par condensation de la vapeur d'eau en gouttelettes dans les orages intenses du mur de l'oil et dans les bandes pluvieuses, évacuant ainsi de l'air froid dans les niveaux supérieurs de la troposphère (environ 12 km d'altitude).
On peut considérer le bilan énergétique d'un ouragan de deux façons :

  • la quantité totale d'énergie libérée par la condensation en gouttelettes d'eau ou.
  • la quantité d'énergie cinétique générée pour maintenir les forts vents tourbillonnants de l'ouragan (Emanuel, 1999).

Il apparaît que la majeure partie de la chaleur libérée lors du processus de condensation est utilisée pour produire des mouvements ascendants dans les orages et une petite partie seulement alimente les vents horizontaux de la tempête.

  • Méthode 1) - Energie totale libérée par la formation de nuages et/ou de pluie :
    Un ouragan moyen produit 1,5 cm de pluie par jour dans un cercle de 665 km de rayon (Gray 1981) (plus il y a de pluie dans la partie centrale de l'ouragan autour du mur de l'oil, moins il y en a dans les bandes pluvieuses extérieures). Si on convertit cette valeur en quantité de pluie, on obtient 2,1.1016 cm3/jour. 1 cm3de pluie pèse 1 g. En utilisant la chaleur latente de condensation, cette quantité de pluie produite donne 5,2.1019 joules/jour soit 6,0.1014 watts.
  • Méthode 2) - Energie cinétique totale (énergie du vent) générée : Pour un ouragan pleinement formé, la quantité d'énergie cinétique générée est égale à celle dissipée par les frictions. Le taux de dissipation par unité de surface correspond à la densité de l'air multipliée par le coefficient de résistance multiplié par la vitesse du vent au cube (voir Emanuel 1999 pour plus de détails). On peut soit intégrer un profil typique de vent sur une série de rayons compris entre le centre de l'ouragan et le rayon le plus externe de la tempête, ou estimer une vitesse moyenne de vent au centre de l'ouragan. En choisissant la dernière option et en utilisant des vents de 40 m/s (144 km/h) sur un rayon d'e l'ordre de 60 km, on obtient un taux de dissipation (taux de génération de vent) de 1,3.1017 joules/jour ou 1,5.1012 watts.

Cela correspond à peu près à la moitié de la production mondiale d'électricité, ce qui représente également une quantité d'énergie produite impressionnante !

Les deux méthodes montrent qu'une énorme quantité d'énergie est générée par les ouragans. Toutefois, on voit que la quantité d'énergie libérée dans un ouragan (en créant des nuages et de la pluie) effectivement destinée à maintenir les vents tourbillonnants de l'ouragan correspond au taux énorme de 400 pour 1.


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