1. C’est quoi exactement, la grêle d’orage ?
La grêle, ce sont des morceaux de glace compacts qui tombent d’un nuage d’orage (cumulonimbus).
Elle se distingue :
de la pluie, qui est de l’eau liquide,
de la neige, qui tombe par temps froid généralisé, hors orage,
du grésil, qui correspond à de petites billes de glace plus légères et souvent associées à des averses hivernales ou de temps froid.
Les grêlons d’orage :
sont formés dans le nuage d’orage,
peuvent faire de quelques millimètres à plusieurs centimètres de diamètre,
sont souvent irréguliers, avec des couches internes visibles lorsqu’on les coupe.
Quand on parle de grêle “géante” ou “grosse grêle”, on pense à :
des grêlons de la taille d’une noisette,
puis d’une balle de ping-pong,
d’un œuf, voire plus dans des cas extrêmes.
2. Où se forme la grêle ? Dans le “laboratoire” du cumulonimbus
La grêle se forme dans des nuages très particuliers : les nuages d’orage (cumulonimbus).
Un cumulonimbus :
peut atteindre 10 à 12 km de hauteur, voire plus,
contient des zones :
d’eau liquide (gouttes),
de glace (cristaux, grésil, grêlons),
d’eau surfondues : de l’eau liquide à une température inférieure à 0 °C (par exemple -10 °C), mais qui n’a pas encore gelé faute de noyau pour cristalliser.
À l’intérieur, il y a :
des courants ascendants (air chaud qui monte),
des courants descendants (air refroidi par la pluie, la grêle, la fonte).
Ce “mélangeur géant” est le terrain parfait pour fabriquer de la grêle.
3. Comment naît un grêlon ?
On peut découper la formation d’un grêlon en plusieurs étapes.
3.1 Le noyau de départ
Tout commence par un petit noyau :
un cristal de glace,
un petit morceau de neige,
un grain de grésil,
ou même une particule de poussière gelée.
Ce noyau se trouve dans une zone du nuage où la température est négative, et où il y a beaucoup de gouttes d’eau surfondues.
3.2 La croissance par accrétion
Au contact de ce noyau de glace, les gouttes surfondues :
gèlent instantanément,
s’ajoutent en couche autour du noyau.
C’est ce qu’on appelle l’accrétion : le grêlon grossit en captant et en gelant les gouttes d’eau surfondues qui entrent en collision avec lui.
Ce processus se déroule dans la zone du nuage où circulent à la fois glace et eau surfondues, typiquement entre 0 °C et -20 °C environ.
4. Le rôle des courants ascendants : l’ascenseur à grêlons
Ce qui rend la grêle d’orage vraiment particulière, ce n’est pas seulement qu’elle gèle, c’est qu’elle fait des allers-retours dans le nuage.
4.1 L’ascenseur
Dans un cumulonimbus actif, les courants ascendants peuvent être très puissants :
50 km/h, 80 km/h, voire plus dans les orages les plus forts.
Imaginons :
Un petit grêlon se forme dans la zone glacée du nuage.
Le courant ascendant est suffisamment fort pour continuer à le soulever, malgré son poids.
Le grêlon remonte vers le haut du nuage, dans des zones plus froides, puis redescend en rencontrant des zones où l’air monte, où il y a d’autres gouttes surfondues, etc.
Au fil de ces allers-retours :
il croise sans cesse de nouvelles gouttes surfondues,
ces gouttes gèlent à son contact,
il grossit, grossit, grossit.
4.2 Des couches comme un oignon
Si tu coupes un gros grêlon en deux, on observe souvent :
des couches successives, un peu comme des anneaux d’oignon ou des cernes d’arbre.
Chaque couche correspond à une phase où le grêlon :
a traversé une zone riche en gouttes surfondues,
a pris du poids en gelant ces gouttes à sa surface.
Certaines couches sont :
plus opaques (gel rapide, bulles d’air piégées),
d’autres plus translucides (gel plus lent, structure plus homogène).
Le grêlon est donc, en quelque sorte, une archive de son histoire dans le nuage.
5. Pourquoi certains grêlons deviennent-ils si gros ?
La taille des grêlons dépend principalement de trois facteurs :
La force des courants ascendants,
La quantité d’eau surfondues disponible,
La durée de séjour du grêlon dans le nuage.
5.1 Des courants ascendants très puissants
Pour qu’un grêlon devienne gros, il faut que le courant ascendant :
soit assez fort pour soutenir le grêlon malgré sa masse croissante,
continue de le remonter à plusieurs reprises.
Plus le grêlon grossit :
plus il devient lourd,
plus il faut de la vitesse verticale pour le maintenir en l’air.
Si les courants ascendants sont faibles :
le grêlon tombe assez vite → il reste petit.
Si les courants ascendants sont forts :
le grêlon peut rester longtemps en altitude → il grossit beaucoup avant de chuter.
C’est pour ça que les plus gros grêlons sont souvent associés à des orages violents, parfois supercellulaires, où les courants ascendants sont particulièrement puissants.
5.2 Beaucoup d’eau surfondues dans le nuage
Le grêlon a besoin de matière première pour grandir : des gouttes d’eau surfondues.
Plus le nuage d’orage est :
riche en humidité,
alimenté en air chaud humide (énergie),
plus il y a de gouttes en suspension prêtes à geler sur les grêlons.
Un orage bien nourri en air chaud humide peut donc produire :
non seulement beaucoup de grêle,
mais aussi des grêlons de grande taille.
5.3 Un séjour prolongé dans la “zone de fabrication”
Enfin, il faut du temps :
le grêlon doit faire plusieurs tours dans la machine orageuse,
passer et repasser dans les zones de gouttes surfondues.
Plus il reste longtemps dans ces zones :
plus il accumule de couches,
plus son diamètre et sa masse augmentent.
Il finit par tomber quand :
soit il atteint une taille telle que même les courants ascendants ne peuvent plus le porter,
soit il est expulsé vers une zone du nuage où les courants descendants dominent.
6. Ce qui se passe quand la grêle arrive au sol
Une fois que le grêlon “a gagné son poids”, il chute vers le sol :
en traversant différentes couches de température,
parfois en fondant partiellement s’il passe dans une couche d’air plus doux.
Un grêlon :
garde sa forme glacée s’il tombe vite et que l’air ne le fait pas trop fondre,
peut arriver un peu plus arrondi et lisse s’il a commencé à fondre en surface.
Plus le grêlon est gros :
plus il tombe vite,
plus son énergie cinétique à l’impact est élevée.
C’est ce qui explique les dégâts :
carrosseries enfoncées,
pare-brise brisés,
tuiles cassées,
cultures hachées,
blessures sur les personnes ou animaux surpris dehors.
7. Pourquoi la grêle tombe-t-elle parfois dans une ville et pas dans la voisine ?
La grêle est un phénomène très localisé :
chaque cellule d’orage a sa propre zone de grêle,
celle-ci peut ne couvrir que quelques kilomètres de large.
En plus :
la grêle fond plus ou moins en descendant,
d’un côté de la cellule, tu peux avoir :
uniquement de la pluie,
voire de la pluie à peine froide,
et quelques kilomètres plus loin :
des grêlons violents.
Résultat :
une ville peut subir une averse de grêle massive,
alors que la ville voisine a juste reçu de la pluie,
ou même presque rien.
C’est aussi pour cela que, lors de bulletins météo, on parle souvent de :
“orages localement grêleux”
ou
“grêle possible par endroits”,
sans pouvoir dire à l’avance quels villages précis seront touchés.
8. Résumé simple : pourquoi la grêle peut être si grosse ?
On peut résumer tout ce qui précède en quelques phrases :
La grêle se forme dans les nuages d’orage, à partir de noyaux de glace qui captent les gouttes surfondues.
Des courants ascendants puissants soulèvent les grêlons à plusieurs reprises,
ils passent et repassent dans des zones riches en eau surfondues,
à chaque passage, ils grossissent en ajoutant une nouvelle couche de glace.
Tant que les courants ascendants sont assez forts pour les porter, ils continuent à grandir.
Ils tombent quand ils deviennent trop lourds (ou sont entraînés par un courant descendant) → parfois sous forme de gros projectiles.
Plus l’orage est :
puissant,
bien organisé,
riche en humidité,
plus il a de potentiel pour produire des grêlons de grande taille.
