L'intensité des cyclones prévisible grâce aux bulles de savon !

Des bulles de savon pour prévoir l'intensité des ouragans et des typhons ? C'est en partant de cette question qui peut paraître étonnante que des physiciensphysiciens du Laboratoire ondes et matièrematière d'Aquitaine ont réalisé une expérience pour le moins originale. Ils ont utilisé des bulles de savon pour modéliser les écoulements atmosphériques. L'étude détaillée de la vitesse de rotationvitesse de rotation des tourbillons sur les bulles a permis d'en tirer une loi qui régit de façon précise l'évolution de leur intensité et de proposer un modèle simple pour prévoir celle des cyclones. Ces résultats menés, en collaboration avec des chercheurs de l'Institut de mathématiques de Bordeaux et une équipe de l'Université de la Réunion, viennent d'être publiés dans la revue Nature Scientific Reports.

Prévoir l'intensité ou la force des vents des cyclones tropicaux, ouragans, typhons est un objectif majeur en météorologie : la vie de centaines de milliers de personnes peut en dépendre. Or, malgré des progrès récents, cette prévision reste difficile à faire car elle fait intervenir de nombreux facteurs liés à la complexité de ces tourbillons géants et à leur interaction avec l'environnement. Une nouvelle piste de recherche vient d'être ouverte par les physiciens du Laboratoire ondes et matière d'Aquitaine qui ont réalisé une expérience originale avec... des bulles de savon.

Superbe zoom sur un tourbillon généré dans une bulle de savon. © Hamid Kellay

La vitesse de rotation liée à l’intensité du cyclone

Les chercheurs ont réalisé des simulations d'écoulements sur des bulles de savon, reproduisant la courbure de l'atmosphère et s'approchant le plus possible d'un modèle simple d'écoulements atmosphériques. L'expérience a permis d'obtenir des tourbillons qui ressemblent à des cyclones et dont la vitesse de rotation ou intensité montre une dynamique étonnante : celle-ci commence par être faible au départ ou juste après la naissance du tourbillon puis augmente de façon importante dans le temps. Après cette phase d'intensification, le tourbillon atteint son intensité maximale et amorce ensuite une phase de décroissance.

L'étude détaillée de la vitesse de rotation de ces tourbillons a permis d'en tirer une loi simple qui régit de façon précise l'évolution de leur intensité. Cette loi permet par exemple d'estimer l'intensité maximale que va atteindre le tourbillon et la duréedurée nécessaire pour l'atteindre à partir de son évolution initiale. Cette prévision peut commencer une cinquantaine d'heures après la formation du tourbillon, période représentant à peu près le quart de sa durée de vie pendant laquelle les vitesses des vents s'intensifient. Les chercheurs ont ensuite voulu vérifier que ces résultats étaient applicables sur de vrais cyclones.

En appliquant la même analyse sur près de 150 cyclones de l'océan Pacifique et de l'océan Atlantique, il s'est avéré que cette loi était valable pour ces dépressions météorologiques. Ces travaux de physiquephysique proposent donc un modèle simple qui pourrait aider à l'avenir les météorologuesmétéorologues à mieux prévoir l'intensité des ouragans.