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Tornade EF1 à Leers (Nord) le 3 janvier 2014

Une tornade de faible intensité (EF1) a traversé quatre communes du département du Nord, le 3 janvier 2014, peu avant 16 heures locales. Le phénomène, confirmé par une enquête de terrain, a plus particulièrement touché la commune de Leers, avant de se dissiper juste après la frontière belge. Un employé de la briqueterie de Leers et un jeune enfant ont été blessés par des projections générées par la tornade.
 
Il est à noter que d'autres dégâts venteux, parfois importants mais de nature non tornadique, ont été observés sur la Picardie, le Nord-Pas de Calais et en Belgique durant cette même journée.
 
 

Principales caractéristiques de la tornade

Tornade EF1 de Leers (59) le 3 janvier 2014.* intensité maximale : EF1 soit des vents estimés de 135 à 175 km/h
* distance parcourue : 4,9 kilomètres
* largeur moyenne : 200 mètres

* commune traversée en France : ROUBAIX (rue de Lannoy, les Trois-Ponts), LYS-LEZ-LANNOY (rond-point de la porte de Lys), LEERS (briqueterie du Nord, les Trieux de Carihem, résidence du Hameau, canal de Roubaix),  WATTRELOS (station d'épuration)
* commune traversée en Belgique : ESTAIMPUIS (rue des Ouvroirs)
* département français: NORD (59)
* province belge: PROVINCE DE HAINAUT
* altitude moyenne du terrain : 25 mètres
* type de terrain : tissu urbain discontinu, zones industrielles et commerciales, terres arables hors périmètre d'irrigation

* principaux dégâts : arbres feuillus adultes déracinés ou brisés net (peupliers, saules-pleureurs, tilleuls), habitations endommagées (cheminées abattues, vitres brisées, tuiles envolées, faibles portions de toitures arrachées, antennes pliées ou arrachées), plusieurs toits en tôles avec charpente arrachés (constructions anciennes ou neuves), cheminée de 40 mètres de hauteur d'une briqueterie écroulée, camion (44 tonnes) couché sur la chaussée, une caravane retournée, projections à distance (tôles projetées jusqu'à 500 mètres, palettes détruites et éparpillées dans les champs) 
 
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.
 
 

Trajectoire de la tornade

Les cartes ci-dessous présentent la trajectoire suivie par la tornade. Cliquer sur les cartes pour les agrandir:
 
Trajectoire de la tornade EF1 de Leers (Nord), le 3 janvier 2014.
fond de carte: Géoportail
 
Trajectoire de la tornade EF1 de Leers (Nord), le 3 janvier 2014. En rouge : zones présentant des dégâts. En jaune : projections à distance les plus importantes. (c) KERAUNOS
 fond de carte: Géoportail
 
 

Enquête de terrain et photographies des dommages

Une enquête de terrain a été menée par Keraunos en deux temps : tout d'abord dans les heures qui ont suivi la tornade pour effectuer un premier repérage général, puis le lendemain pour un second pointage précis des dégâts. Les analyses effectuées sur place ont permis d'établir le passage d'une tornade sur ce secteur. Cette dernière a suivi un couloir large mais parfaitement délimité, sans dégâts périphériques significatifs.
 
Les premiers dégâts, observés en zone urbaine à Roubaix, se généralisent pour atteindre leur paroxysme sur la commune de Leers. Ensuite, la tornade perd en intensité et se dissipe juste après la frontière belge. Au-delà de la zone inspectée, quelques branches au sol ont encore été observées, mais l'aspect diffus des dégâts laisse plutôt penser aux effets de rafales convectives classiques.
 
La tornade s'est illustrée par des projections de débris parfois spectaculaires, certaines tôles ayant été propulsées à des distances qui atteignent jusqu'à 500 mètres.
 
La cheminée de la briqueterie de Leers, haute de 40 mètres, a été soufflée par la tornade, après avoir résisté à toutes les tempêtes depuis plus de 80 ans. L'analyse des dommages tend à montrer que le coeur de la tornade a circulé à environ 20 mètres au nord de cette cheminée, lui imprimant des contraintes que sa structure en brique n'a pu supporter sans céder (vents ascendants et rotatifs).
 
Il est intéressant de noter que les dommages les plus marqués sont concentrés sur le flanc droit de la trajectoire suivie par la tornade, ce qui s'explique selon toute vraisemblance par sa vitesse de translation élevée.
 
Les témoins s'accordent sur une durée de passage inférieure à 10 secondes. L'orage, décrit comme très électrique, s'est tout d'abord manifesté par de fortes pluies rapidement mêlées de chutes de grêle et accompagnées d'un vent déjà soutenu. La tornade est survenue juste après la grêle, puis a été rapidement suivie par le retour d'un temps calme et lumineux.
 
La tornade relève de la catégorie EF1, compte tenu des dommages observés entre l'extrême-nord de Lys-lez-Lannoy et le quartier de Carihem à Leers. En amont et en aval de cette zone, l'intensité du phénomène est essentiellement du niveau EF0.
 
 
Premiers dégâts mineurs sur la commune de Roubaix (tuiles déplacées). Tornade EF1 de Leers, dans le Nord (59), le 3 janvier 2014. (c) KERAUNOS      Tôles arrachées et projetées à plusieurs centaines de mètres et enroulées autour de clôtures au sol. Tornade EF1 de Leers, dans le Nord (59), le 3 janvier 2014. (c) KERAUNOS
(c) KERAUNOS / P. MAHIEU - E. WESOLEK
 
Cheminée de 40 mètres de la briqueterie de Leers, totalement effondrée. Tornade EF1 de Leers, dans le Nord (59), le 3 janvier 2014. (c) KERAUNOS      La cheminée de la briqueterie de Leers, haute de 40 mètres, a été soufflée par la tornade, après avoir résisté à toutes les tempêtes depuis plus de 80 ans. L'analyse des dommages tend à montrer que le coeur de la tornade a circulé à environ 20 mètres au nord de cette cheminée, lui imprimant des contraintes que sa structure en brique n'a pu supporter sans céder (vents ascendants et rotatifs). Tornade EF1 de Leers, dans le Nord (59), le 3 janvier 2014. (c) KERAUNOS
(c) KERAUNOS / P. MAHIEU - E. WESOLEK
 
Tôle aspirée sur la briqueterie de Leers. Tornade EF1 de Leers, dans le Nord (59), le 3 janvier 2014. (c) KERAUNOS      Dizaines de palettes projetées à grande distance depuis la briqueterie de Leers, avec convergence vers le coeur de la tornade. Trajectoire de la tornade en rouge et sens d'aspiration des palettes en bleu. Tornade EF1 de Leers, dans le Nord (59), le 3 janvier 2014. (c) KERAUNOS
(c) KERAUNOS / P. MAHIEU - E. WESOLEK
 
Tôles arrachées et projetées à plusieurs centaines de mètres de distance à Leers. Tornade EF1 de Leers, dans le Nord (59), le 3 janvier 2014. (c) KERAUNOS      Morceau de bois arraché à une toiture et fiché dans le sol à plusieurs centaines de mètres de son toit d'origine. Sens de déplacement de la tornade en rouge, sens d'aspiration des palettes de la briqueterie en bleu, et sens de chute du morceau de bois en vert. Tornade EF1 de Leers, dans le Nord (59), le 3 janvier 2014. (c) KERAUNOS
(c) KERAUNOS / P. MAHIEU - E. WESOLEK
  
Trampoline soulevé du sol et projeté par-dessus les murs, à Leers. Tornade EF1 de Leers, dans le Nord (59), le 3 janvier 2014. (c) KERAUNOS      Aspiration et déformation d'une toiture à Leers. Tornade EF1 de Leers, dans le Nord (59), le 3 janvier 2014. (c) KERAUNOS
(c) KERAUNOS / P. MAHIEU - E. WESOLEK
 
Dommages suite à des projections de débris, à Leers. Tornade EF1 de Leers, dans le Nord (59), le 3 janvier 2014. (c) KERAUNOS      Cabanes de jardin endommagées, avec aspiration des débris en direction du coeur de la tornade. Trajectoire de la tornade en rouge, et direction des aspirations en bleu. Tornade EF1 de Leers, dans le Nord (59), le 3 janvier 2014. (c) KERAUNOS
(c) KERAUNOS / P. MAHIEU - E. WESOLEK
 
Arbre abattu près du canal, dans la phase d'affaiblissement du phénomène. Tornade EF1 de Leers, dans le Nord (59), le 3 janvier 2014. (c) KERAUNOS      Dernier souffle de la tornade, à la frontière belge (Estaimpuis). Tornade EF1 de Leers, dans le Nord (59), le 3 janvier 2014. (c) KERAUNOS
(c) KERAUNOS / P. MAHIEU - E. WESOLEK
 
 
 

Analyse des conditions météorologiques

La tornade de Leers s'est formée dans un contexte à la fois instable et très dynamique, au sein d'une limite secondaire à caractère de front froid.
 
Un rapide flux d’ouest/sud-ouest à sud-ouest était alors en position sur la France et le proche Atlantique. Le nord de la France se situe durant l'après-midi de ce 4 novembre en sortie gauche d’un violent courant-jet qui pointe en direction de la Bourgogne (voir ci-dessous à gauche). Le flux d’altitude est dès lors rapide et fortement divergent, avec un soulèvement dynamique induit particulièrement propice à un entretien de la convection.
Dans ce flux rapide circule un thalweg thermique d'altitude dont l’axe principal se présente sur la Manche en milieu de journée, avant de gagner rapidement le Nord - Pas de Calais durant l'après-midi puis le Benelux en soirée (voir ci-dessous à droite). C’est sur le bord d'attaque de cet axe de thalweg qu'une activité convective profonde et active a été observée, entre Normandie, Picardie et Nord - Pas de Calais.
 
Vent moyen 250 hPa et Z250, le 3 janvier 2014 à 19h locales. Modèle WRF 16 km Europe. Run du 03.01.2014 00Z. (c) KERAUNOS       Température à 500 hPa et Z500, le 3 janvier 2014, à 19h locales. Modèle WRF 16 km Europe. Run du 03.01.2014 00Z. (c) KERAUNOS
 
 
Ces intrusions froides en altitude ont instabilisé les profils verticaux à partir de la Manche, avec des valeurs de MUCAPE qui sont certes restées modestes, mais qui ont localement avoisiné 200 J/kg, avec MULI jusqu’à -1 K (voir ci-dessous à gauche).
De forts cisaillements de basses couches ont accompagné cette situation. Le modèle WRF 16 km Europe simule ainsi une hélicité relative (SRH) qui avoisine 200 m²/s² sur l’épaisseur 0-1 km sur la zone frappée par la tornade (voir ci-dessous à droite).
 
MUCAPE et MULI, le 3 janvier 2014, à 19h locales. Modèle WRF 16 km Europe. Run du 03.01.2014 00Z. (c) KERAUNOS       SRH 0-1 km, le 3 janvier 2014, à 19h locales. Modèle WRF 16 km Europe. Run du 03.01.2014 00Z. (c) KERAUNOS
 
 
 
Le radiosondage effectué à Trappes à 13h locales est le plus proche, géographiquement et temporellement, de la tornade de Leers. Même si la position géographique de Trappes rend ce profil peu représentatif de l'instabilité réellement observée en milieu d'après-midi sur le Nord - Pas de Calais, son analyse est instructive dans la mesure où la répartition verticale des vents témoigne d'un contexte fortement cisaillé, avec hélicité relative élevée dans les très basses couches. Ceci génère un hodographe à la fois crocheté et étiré, propice aux lignes de grains avec risque ponctuel de développement tourbillonnaire.
 
L'analyse de celui-ci permet d'établir les valeurs suivantes :
* MUCAPE de 87 J/kg
* MLCAPE de 2 J/kg
* MULI de +2 K
* MLLI de +3 K
* LCL très abaissés à 379 mètres
* EL situés à 3.349 mètres (mais non représentatif de la situation plus au nord)
* cisaillements 0-6 km de 33 m/s
* SRH 0-1 km de 186 m²/s²
* SRH 0-3 km de 192 m²/s²
 
Profil vertical réalisé sur la base du radiosondage de Trappes, le 3 janvier 2014 à 13h locales. (c) KERAUNOS
 
 
 

Analyse du système orageux

La tornade de Leers est issue d'un système orageux linéaire, ou "ligne de grains". On désigne ainsi les orages qui s'organisent le long d'une ligne, souvent étroite, dont le passage est marqué par une forte chute de température et une saute de vent. Les phénomènes orageux associés sont le plus souvent brefs mais marqués, ce que le cas présent confirme.
 
Cette ligne de grains s'est constituée sur le département du Calvados vers 13h30 locales. Tout en traversant la Haute-Normandie, la ligne développe une structure de plus en plus aboutie et produit ses premiers impacts de foudre.
Peu après 14h30 locales, elle aborde le Pas-de-Calais et la Somme tout en accentuant son activité orageuse. Les rafales de vent deviennent tempétueuses à son passage. Elle progresse ensuite rapidement en direction de l'Aisne et du département du Nord, en présentant une structure très compacte et très dynamique. L'activité électrique devient forte pour une situation hivernale, notamment entre Béthune (Pas-de-Calais) et la région de Lille (Nord) où elle connaît son pic d'activité foudre. Les rafales dépassent fréquemment 100 km/h sur cette zone, avec pluies intenses et chutes de grêle. A Lille, une perte de 5°C et une hausse barométrique de 3 hPa sont observées en quelques minutes.
 
De fait, l'agglomération de Lille a été balayée par une portion tout particulièrement active de cette ligne de grains. En effet, si cette dernière s'est étirée sur toute la région Nord - Pas de Calais et une partie de la Picardie, elle a développé un noyau de petite dimension mais violent dans sa partie médiane.
Ce "noyau" très actif trouve son origine vers 14h45 à proximité d'Abbeville. Il transite ensuite à travers le Pas-de-Calais en conservant une structure très compacte mais très virulente, avec fortes réflectivités radar. Dans le même temps, la ligne de grains développe des tendances ondulantes avec signature en LEWP. Cette cellule très active vient se loger dans la principale ondulation du LEWP et continue à migrer en direction de la région lilloise en conservant une activité forte. C'est ce noyau convectif qui développe finalement une tornade et balaie la commune de Leers peu avant 16h00.
 
Image satellite NOAA de 16h07 locales, montrant la ligne de grains étirée de la Picardie à la Mer du Nord. On note les sommets nuageux bouillonnants, liés aux orages. L'image de droite figure en surimpression la localisation de la cellule très active qui a frappé Leers (cerclée en rouge). La ligne verte positionne l'axe principal des précipitations les plus intenses (bord d'attaque de la ligne de grains), qui forme deux ondulations, dont la plus marquée et persistante est positionnée juste au nord de la cellule de Leers. (c) KERAUNOS
 
 
Une analyse des vitesses radiales serait nécessaire pour certifier la présence d'un mésocyclone dans la portion la plus active du LEWP, mais compte tenu de l'observation à cet endroit du noyau convectif précité, particulièrement compact, monolithique, intense et persistant, il est fortement probable qu'une structure de type supercellulaire se soit développée. Même si l'on ne peut être catégorique sur ce cas, il est vraisemblable que la tornade de Leers soit dès lors d'origine mésocyclonique, et associée de fait à une mini-supercellule HP (ou supercellule LT HP). Des configurations identiques, avec mini-supercellules HP insérées dans des lignes de grains, ont déjà été documentées aux Etats-Unis, comme par exemple par le service météorologique du Kentucky en 1995. Ce type d'occurrence est plus fréquent en conjonction avec des signatures en LEWP, comme c'est le cas ici.
 
Cette conclusion, qui reste pour le moment à l'état d'hypothèse très probable, expliquerait par ailleurs les témoignages recueillis à Leers, qui font tous état de chutes de pluie et de grêle avant l'arrivée de la tornade, elle-même ayant été peu identifiable visuellement par les témoins sur place. On trouve là les caractéristiques typiques de ces structures convectives.
 
 

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