Une tornade de très faible intensité (EF0) a frappé le Cambrésis, le 23 août 2010 à 00h40 locales (22 août 2010 à 22h40 TU). Le phénomène, qui a été confirmé par un témoignage et par une enquête de terrain, s'est formé au sein d'une cellule qui a balayé le sud du département.

La tornade d'Avesnes-lès-Aubert s'inscrit dans un outbreak de tornades (épisode de tornades groupées) qui totalise 2 cas pour les journées des 22 et 23 août 2010 (24 heures glissantes) dont la tornade EF2 de Humbert (Pas-de-Calais), survenue trois heures plus tard.

Principales caractéristiques de la tornade

intensité maximale : EF0, soit des vents estimés de 105 km/h à 135 km/h
distance parcourue : 6 kilomètres
largeur moyenne : 20 mètres

communes traversées: RIEUX-EN-CAMBRÉSIS (village, Trou aux Cailloux), AVESNES-LÈS-AUBERT (le Donjon, les Grands Champs), SAINT-AUBERT (les Dix-Huit du Château, village)

département : NORD (59)
altitude moyenne du terrain : 75 mètres
type de terrain : tissu urbain discontinu, terres arables hors périmètres d'irrigation

principaux dégâts :  grosses branches cassées, un arbre de taille modeste déraciné, une toiture faiblement endommagée (<20%), phénomène d'aspiration sur tôles et gouttières

NB : l'intensité des tornades est déterminée sur l'échelle EF augmentée. Cette version de l'échelle EF, mise en place par KERAUNOS depuis 2009, ajoute aux critères américains une série de spécificités propres à l'habitat européen.

Parcours de la tornade



© Keraunos (fond de carte : Géoportail)


Un axe de convergence identifié près d'un château d'eau

La tornade d'Avesnes-lès-Aubert a été ressentie par un habitant du quartier du Donjon, qui nous a livré le témoignage suivant : " Il y a eu plusieurs orages dans la nuit. Mais vers 1h du matin, il y en a eu un qui était différent des autres. Ca flashait tout le temps. Il y a eu de la pluie, puis de la grêle, et ensuite il y a eu un sifflement continu qui a duré environ 1 minute. Je suis sorti pour aller voir ce qu'il s'était passé, et j'ai vu comme un nuage très bas illuminé par de nombreux éclairs circuler à toute vitesse. Le calme est revenu immédiatement après et la pluie s'est arrêtée. Plusieurs de nos voisins ont entendu la même chose. Je suis allé voir s'il y avait eu des dégâts: les plus importants sont situés dans la cour du château d'eau, au nord du village."

La nature du phénomène a pu être identifiée entre autres au niveau du château d'eau d'Avesnes-lès-Aubert. Le site, protégé par un enclos, renferme de nombreux arbres qui ont subi des dommages plus ou moins sérieux. L'orientation des dégâts a permis d'en déduire les faits suivants:

- les branches tombées au nord du château d'eau sont orientées vers l'Est-Sud-Est ou le Sud-Est,
- les branches tombées au sud du château d'eau sont orientées vers l'Ouest ou le Nord-Ouest,
- un arbre déraciné a été abattu dans un sens quasiment contraire à la trajectoire.

L'ensemble de ces éléments permet d'attester que le phénomène en cause n'était pas un système de rafales rectilignes mais bien un phénomène tourbillonnaire.



Une trajectoire totale de 6 kilomètres

Une enquête de terrain a été effectuée par Keraunos. Les dégâts, ponctuels mais réguliers, forment un couloir parfaitement droit de 6 kilomètres de long et de 20 mètres de large. Aucun dommage périphérique n'a été constaté. 

RIEUX-EN-CAMBRÉSIS - Chemin des Rouliers - Premiers dégâts sur la végétation:
© P. MAHIEU / E. WESOLEK - KERAUNOS

RIEUX-EN-CAMBRÉSIS - Voie de Villers - Phénomène d'aspiration sur une tôle et une gouttière:
 © P. MAHIEU / E. WESOLEK - KERAUNOS

AVESNES-LÈS-AUBERT - Château d'eau - Orientation des dégâts (flèches bleues) contraire au
sens de déplacement du vortex (flèches rouges) [voir détails plus bas] :
 © P. MAHIEU / E. WESOLEK - KERAUNOS

SAINT-AUBERT - Rue Narcisse Petit - Légers dommages sur un bâtiment agricole:
 © P. MAHIEU / E. WESOLEK - KERAUNOS
 

Observation de la cellule orageuse depuis le sol

La cellule orageuse qui a donné naissance à la tornade d'Avesnes-lès-Aubert s'est formée à 23h10 locales, sur le nord-est de la Somme, à proximité immédiate de la commune de Maurepas. Dans la demi-heure qui suit sa formation, la cellule convective s'intensifie sensiblement et un dédoublement s'opère lors de son transit sur l'extrême sud-est du Pas-de-Calais, à proximité immédiate de la frontière avec le département du Nord (secteur d'Havrincourt / Gouzeaucourt / Bertincourt), vers 23h45 locales. Ce 'split' signale alors l'existence d'un très probable mésocyclone, positionné en extrémité sud du système orageux en plein développement.

Quelques minutes plus tard, vers 00h00 locales, la cellule droite issue de ce split pénètre sur le département du Nord, au sud de Cambrai, à hauteur de Marcoing. Tandis que la cellule gauche et d'autres cellules périphériques gagnent la région de Valenciennes en produisant des orages très pluvieux mais modérés, la cellule sud continue à s'intensifier et présente à partir de 00h30 des réflectivités radar très élevées, signes d'une convection très intense.

Une équipe mobile de l'Observatoire, qui a fait route en direction de cette cellule dès l'identification du split, atteint à ce moment précis son flanc avant. L'activité électrique observée y est intense en altitude, de l'ordre d'une décharge toutes les 2 à 3 secondes entre 00h40 et 00h55. Le tonnerre est continu, particulièrement rauque et caverneux.
 
Durant toute cette phase très électrique, les chutes de foudre sont inexistantes.

Le schéma ci-contre indique la position de l'équipe mobile lors des prises de vue réalisées vers 00h40, soit au moment où la cellule orageuse était en phase tornadique.
 
 
Les photos sont prises depuis le sud de Villers-Pol, en direction du sud-ouest, en visant la pointe sud du système orageux, qui présente alors une activité électrique intra- et internuageuse quasi incessante. Les lignes de fuite en pointillés violet indiquent l'angle couvert par ces photos : elles pointent donc Avesnes-lès-Aubert, situé au centre droit des clichés, soit la zone où la tornade est en cours.
 
 
 
Distante d'une vingtaine de kilomètres à cet instant, la tornade n'est pas visible sur ces photographies en raison de la distance et de rideaux de pluie parasites. On note toutefois les cisaillements importants qui impriment aux structures convectives du premier plan des inclinaisons et des étirements caractéristiques du fait de l'accélération et de la rotation prononcée des vents dans les étages inférieur et moyen de l'atmosphère.
 
 
crédit photo : (c) MAHIEU-WESOLEK / KERAUNOS / Observatoire Français des Tornades et des Orages Violents

crédit photo : (c) MAHIEU-WESOLEK / KERAUNOS / Observatoire Français des Tornades et des Orages Violents

Dans les minutes qui suivent, à partir de 00h55, l'activité électrique se modifie sensiblement et les chutes de foudre débutent à proximité immédiate du lieu d'observation, précédant de peu l'arrivée des précipitations associées aux courants descendants avant de la cellule. Il est intéressant de noter que, durant toute la phase tornadique, soit entre 00h33 et 00h53, aucune chute de foudre n'est observée, ni détectée d'ailleurs par Météorage, alors que l'activité électrique est particulièrement soutenue en altitude. A l'inverse, une fois la phase tornadique achevée, l'activité au sol reprend, avec 26 chutes de foudre détectées en 14 minutes par le réseau Météorage dans un rayon de 4 km autour du lieu d'observation. Une corrélation similaire entre activité électrique d'altitude et phase tornadique a déjà été observée dans d'autres cas et fait l'objet d'une étude systématique par l'Observatoire afin d'évaluer sa constance d'un cas à l'autre.

Il est également intéressant de noter qu'aucune rafale de vent n'a été relevée sur le lieu d'observation, ni ultérieurement lorsque les courants descendants avant de la cellule ont été traversés par l'équipe mobile. Il apparaît bien, comme le confirment les images radar, que la tornade s'est développée en extrémité sud de la cellule droite issue du split, qui adopte par ailleurs durant cette période une structure légèrement entaillée.

Durant les 30 minutes qui suivent sa phase tornadique, la cellule conserve de très fortes réflectivités avant de s'affaiblir en passant la frontière belge, peu après la ville de Bavay, à environ 10 km au nord de Hautmont.

Contexte météorologique de la nuit du 22 au 23 août 2010

La tornade d'Avesnes-lès-Aubert et la tornade de Humbert se sont formées au sein d'une configuration météorologique dynamique, fortement barocline, caractérisée sur le Nord - Pas de Calais par la circulation nocturne d'une onde de thêta élevées en basses couches (langue d'air à la fois chaud et humide près du sol), dans un rapide flux d'ouest/sud-ouest piloté par un minimum d'altitude positionné entre Ecosse et Islande. La crête d'onde s'est formée en amont immédiat d'un front ondulant évoluant en front froid par la Manche. Les cisaillements de vent associés à ce type de configuration ont été accrus par le creusement d'une dépression en Manche au même moment (rotation accentuée des vents de surface au secteur SE sur le Nord - Pas de Calais).

La situation était également dynamique en altitude, grâce notamment à une forte ondulation du courant-jet (voir ci-contre), induisant une puissante divergence dans les couches supérieures de l'atmosphère.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Le modèle WRF en résolution 8 km, utilisé par l'Observatoire en prévision opérationnelle, permet de saisir certaines composantes essentielles de cette situation propice aux tornades. Les champs ci-dessous sont issus du run initialisé le 22 août 2010 à 00Z. Ils présentent la situation telle que prévue par le modèle pour le 23 août à 00Z (02h locales), soit à l'heure moyenne de formation des tornades d'Avesnes-lès-Aubert et de Humbert.

Le champ de tourbillon absolu à 500 hPa témoigne d'une configuration se dynamisant sensiblement par la Manche, avec de fortes advections de tourbillon dans le flux, en association avec la circulation d'un axe de thalweg relativement resserré. Dans le même temps, la masse d'air présente sur le nord de la France une instabilité suffisante pour autoriser une convection profonde (MUCAPE de 600 J/kg et MULI de -1°K), celle-ci ne devant pas être associée à une forte production de courants descendants (Downdraft CAPE inférieure à 200 J/kg). Or ces configurations présentant conjointement une instabilité modérée et une DCAPE limitée ont montré leur capacité à supporter des développements de tornades, comme cela avait déjà été le cas à Hautmont le 3 août 2008. Dans ces situations, l'élément capital est la présence conjointe de puissants cisaillements, notamment en basses couches. Le champ de LCL / SRH 0-1km montre des basses couches à la fois très humidifiées (niveaux de condensation à moins de 300 mètres du sol) et fortement cisaillées (puissant noyau de SRH 0-1 km à 300 m²/s² sur le secteur de Humbert). Ces cisaillements de très basses couches sont doublés de cisaillements moyens et profonds également sévères (SRH 0-3 km > 400 m²/s² et BRN Shear de 200 m²/s²). On note que l'ensemble de ces éléments favorables se sont rassemblés simultanément sur le Nord et le Pas-de-Calais entre 00h et 04h du matin, produisant ainsi une situation fortement propice à la survenue d'une tornade.

 
 
 

Prévision du phénomène (bulletin KERAUNOS du 22 août à 06hTU)

Le bulletin de prévision émis le 22 août à 08h locales indiquait un risque de tornade pour la nuit du 22 au 23 août 2010, sur les régions des frontières du nord et du nord-est de façon générale, et plus particulièrement sur le Nord - Pas de Calais et les Ardennes. On peut donc considérer que les tornades de Humbert et d'Avesnes-lès-Aubert ont été correctement anticipés.

C'est la seconde fois, depuis le 1er janvier 2010, que l'Observatoire émettait une prévision de risque tornade de niveau 3/4.

Extrait du bulletin :

** RISQUE DE NIVEAU 2/4 POUR RAFALES DE VENT POUVANT DEPASSER 90 KM/H SOUS ORAGE, RISQUE DE TORNADE, ET PLUS MARGINALEMENT PRECIPITATIONS LOCALEMENT FORTES ET CHUTES DE GRELE **
[...]
La tête d'onde circulera en début et milieu de nuit sur le Nord - Pas de Calais et les Ardennes, y générant des profils modérément instables (MULI < -3°K), très humidifiés (LCL < 300 m AGL) et sévèrement cisaillés en très basses couches (SRH 0-500 m > 180 m²/s², SRH 0-1 km > 250 m²/s²). Les orages susceptibles de se développer au sein de cette tête d'onde seront par ailleurs dynamisés par la circulation d'une forte ondulation du courant-jet (configuration simultanée d'entrée droite et de sortie gauche de courant-jet). Dès lors, même si le déclenchement d'orages nombreux n'y est pas certain à cette heure, le potentiel orageux y est significatif et en mesure de générer de fortes précipitations ainsi que des rafales de vent supérieures à 90 km/h, l'ensemble étant accompagné d'un risque modéré de tornade, en fin de soirée et début de nuit notamment. Ce risque de tornade concernera également l'ensemble des frontières du nord-est.