Savez-vous ce qui peut être froid ou chaud, déplace les nuages, soulève les jupes des filles et dessine les paysages, tout en restant invisible ? Vous l’avez deviné, c’est bien le vent ! Ce phénomène assez extraordinaire est en réalité généré par trois types de forces différentes : les forces de pression, la force de Coriolis et la force de frottement. Nous allons nous intéresser un peu plus en détail à ces différentes manifestations, qui nous permettront de répondre à la question suivante : d’où vient le vent ?
Les forces de pression
Pour comprendre les forces de pression, il est tout d’abord essentiel de faire le point sur les interactions entre le soleil et l’atmosphère, c’est-à-dire la couche de gaz qui englobe un astre. L’atmosphère de notre planète Terre se compose d’azote et d’oxygène. Elle est structurée en plusieurs couches : la troposphère, la couche la plus proche du sol, la stratosphère, la mésosphère, la thermosphère et l’exosphère, à plus de 50 000 km d’altitude. Plus la couche est proche du sol, plus elle est riche en gaz. Aussi, dans l’exosphère, la densité gazeuse est presque nulle.
Les gaz contenus dans l’atmosphère sont chauffés par le soleil. Toutefois, ce phénomène n’est pas uniforme, d’une part car la Terre est ronde et d’autre part, en raison de la présence de nuages, des mers, des océans et des continents. De ce fait, les premiers rayons du soleil qui atteignent la Terre et chauffent les gaz de son atmosphère se situent au niveau de l’équateur. Voilà qui explique pourquoi les pôles nord et sud sont les régions les plus froides du globe.
Mais revenons aux effets des rayons du soleil sur l’atmosphère. Les gaz, lorsqu’ils sont chauffés à plus ou moins haute température, ont tendance à gonfler et prennent de plus en plus de place, jusqu’à occuper un volume important. De ce fait, une pression est alors exercée dans l’atmosphère, générant des mouvements au niveau de l’équateur vers les pôles nord et sud. Voilà ce que l’on appelle les forces de pression.
La force de Coriolis
La force de Coriolis pourrait être comparée à la force centrifuge, engendrée par les mouvements de deux référentiels différents (le sol fixe et une voiture en marche prenant un virage, par exemple). Mais, là où la force centrifuge varie en fonction de la vitesse du corps en mouvement, la force de Coriolis modifie la position d’un objet en mouvement situé sur un objet en rotation.
De ce fait, les vents créés par les forces de pression qui soufflent au niveau de l’hémisphère sud ont tendance à dévier de leur trajectoire, pour aller vers la gauche. À l’inverse, les vents de l’hémisphère nord, sous l’effet de la force de Coriolis, ont tendance à se déplacer vers la droite.
La force de Coriolis peut être observée très aisément, notamment pendant un cyclone. En effet, cette zone d’air en rotation se déplace selon un mouvement circulaire et une direction antihoraire, par la force que nous venons d’expliquer.
Les forces de frottement
Nous venons d’évoquer les forces de pression, ainsi que la force de Coriolis. Mais, pour bien comprendre d’où vient le vent, il est essentiel d’évoquer également les forces de frottement. Lorsque les masses d’air qui forment le vent se déplacent, elles rencontrent des obstacles en chemin. Ceux-ci peuvent provenir du sol bien sûr, et notamment de ses reliefs, mais également d’autres masses d’air en déplacement, à l’origine de la modification de leur trajectoire.
Voilà qui explique le changement de direction du vent, sa force plus ou moins importante ou à l’inverse, l’absence de mouvements d’air importants. En effet, lorsque rien ne se dresse sur la route du vent, il est même possible de ne pas le sentir, puisque le déplacement des masses d’air se fait tout en douceur.
En résumé, d’où vient le vent ?
Nous l’avons vu, le vent est en premier lieu généré par les rayons du soleil, qui chauffent les gaz en engendrent une augmentation de leur volume. Les forces de pression occasionnent donc un déplacement des masses d’air. Celui-ci est accentué par la force de Coriolis, qui dirige les vents du nord vers la droite, et les vents du sud vers la gauche, dans un mouvement antihoraire. Enfin, le vent vient également des frictions des masses d’air entre elles, mais aussi avec le sol, les montagnes, les reliefs, etc.
Il est tout à fait possible de mesurer la vitesse du vent. D’ailleurs, l’unité de mesure utilisée est le nœud, correspondant à 1,60934 km/h. Au même titre que pour les tremblements de terre, il existe une échelle permettant de décrire la force du déplacement de masses d’air. L’échelle de Beaufort est graduée de 0 à 17, 0 désignant un déplacement d’air nul (et donc l’absence de vent) et 17 la force d’un ouragan.