Saetta, le rêve du chasseur d’éclairs

Le chasseur d’éclairs rêve de voir un éclair en 3D pour l’analyser sous toutes ses coutures. D’où part un éclair ? Où et comment se propage-t-il ? Comment interagit-il avec le nuage d’orage qui lui a donné naissance ? Pourquoi présente-t-il tant de formes différentes ?

Les éclairs sont des événements atmosphériques qui interviennent à la suite de nombreux processus imbriqués dans le phénomène de convection nuageuse profonde. Ils sont en outre une source d’oxydes d’azote, précurseurs de l’ozone, et de ce fait sont récemment devenus une variable climatique. Chacun de ces processus fait l’objet de questionnements scientifiques, l’enjeu final étant une meilleure représentation dans les modèles numériques de prévision du temps.

Saetta1 est l’instrument français qui permet de répondre à ces questionnements. Opéré par le Laboratoire d’aérologie, ses 12 détecteurs ont été déployés en Corse dans le cadre de la plateforme d’observations atmosphériques Corsica. Cette région montagneuse et maritime complexe est en effet fréquemment touchée par des orages fortement précipitants et difficilement prévisibles.
Parmi les perspectives scientifiques et opérationnelles qu’apporte Saetta, qui vient d’obtenir le label d’Instrument national d’excellence de l’INSU, figurent le meilleur suivi des orages, la validation de la représentation numérique des éclairs dans le modèle de simulation des nuages Meso-NH, l’évaluation de la production d’oxydes d’azote par les éclairs, la validation des systèmes opérationnels de détection de la foudre, la validation des futures observations spatiales des missions MTG (Meteosat third generation) et Taranis (Tool for the analysis of radiation from lightning and sprites).

Les premières années d’observation ont permis à une équipe franco-américaine de construire une climatologie de l’activité électrique totale des orages en Corse, mettant en évidence des tendances très différentes selon les mois de l’année. La convection diurne domine sur les reliefs en été avec un maximum en juillet localisé au carrefour de trois grandes vallées, puis se décale à l’est et sur la mer en automne.

Parmi les innombrables décharges observées, l’accent mis sur l’événement orageux du 8 juin 2015 a permis aux chercheurs de mettre en évidence des décharges de haute altitude (situées dans la partie stratiforme du nuage), rarement observées et qui semblent confirmer une théorie récente d’électrisation à méso échelle.

• 1Fonctionnant par télédétection passive, Saetta est constitué de 12 stations de technologie LMA (Lightning mapping array du New Mexico Tech) réparties majoritairement sur des points hauts et isolés de l’île. Chaque station échantillonne le rayonnement électromagnétique émis par les éclairs dans la gamme VHF (60-66 MHz). La localisation des décharges est réalisée selon la méthode des temps d’arrivée appliquée aux observations recueillies par au moins 6 stations. Saetta permet ainsi de cartographier des éclairs, avec une haute résolution temporelle (10 ns) et spatiale (des dizaines de mètres au dessus du réseau). Il permet également de documenter en temps réel l’activité électrique totale sur un rayon de 350 km.