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Gelée blanche

La gelée blanche (ou simplement gelée) est un dépÎt de glace qui provient de la vapeur d'eau contenue dans l'air par passage direct de la phase gazeuse à la phase solide (processus thermodynamique de condensation solide), le plus souvent par rayonnement nocturne, au point de givrage. Elle ne met pas en jeu de surfusion de l'eau, au contraire du givre, terme que l'on emploie indistinctement dans la vie pratique. Il est possible, mais rare, que la gelée blanche soit obtenue par advection ou évaporation. La gelée blanche se présente généralement sous un aspect cristallin, prenant la forme d'aiguilles, de plumes ou d'écailles[1].

Gelée blanche sur des tuyaux

Formation

Gelée blanche à l'ombre avec fonte progressive au sol (France)

La gelĂ©e blanche est un type de prĂ©cipitations solides qui se forment par diffĂ©rents mĂ©canismes sur les surfaces extĂ©rieures lorsque la saturation de l'air se produit et que la surface en question a dĂ©jĂ  Ă  une tempĂ©rature infĂ©rieure Ă  zĂ©ro Celsius. Il s'agit du passage direct de la phase gazeuse Ă  la phase solide (cristal de glace) sans passage par l’état liquide[1]. Ceci la distingue de la rosĂ©e blanche, qui se forme quand les gouttes de rosĂ©e se dĂ©posent par condensation puis viennent ensuite Ă  geler[2] - [3].

Par radiation

Rose gelée

Les objets Ă  l'extĂ©rieur par une nuit d'hiver claire et froide sont exposĂ©s Ă  la formation de gelĂ©e blanche. L'air ambiant se refroidit alors par radiation et forme une inversion de tempĂ©rature sous laquelle les vents sont faibles ou nuls. La masse d'air prĂšs du sol perd alors son Ă©nergie vers les couches supĂ©rieures et la tempĂ©rature sera donc plus basse au sol. On peut ainsi assister Ă  la formation de gelĂ©e blanche au sol avant qu'il y ait saturation en humiditĂ© au niveau de l'abri Stevenson (1,5 mĂštre du sol), oĂč on prend la mesure de la tempĂ©rature et de l'humiditĂ©. La tempĂ©rature peut mĂȘme ĂȘtre encore au-dessus de zĂ©ro Ă  ce dernier endroit. En pratique, la gelĂ©e blanche peut se former lorsque la tempĂ©rature de l'air Ă  l’abri est infĂ©rieure Ă  +3 °C.

Les surfaces mĂ©talliques et autres bons conducteurs, se refroidissent plus rapidement que l'air et la vapeur d'eau contenue dans l'air se cristallisera Ă  leur contact. Si la tempĂ©rature continue de descendre, tous les objets en auront une couche. C'est le genre de givre que l'on retrouve sur les vitres de fenĂȘtres.

L'air froid Ă©tant plus dense, il s'accumulera dans les dĂ©pressions et c'est pourquoi la gelĂ©e blanche se formera dans les vallĂ©es avant les zones plus en hauteur. Elle se formera Ă©galement plus tĂŽt et sera plus importante prĂšs de source d'humiditĂ© comme les bouches d'Ă©gout, le sol non gelĂ© et les toits mal isolĂ©s. Pour avoir une couche importante de gelĂ©e blanche, il faut que l'humiditĂ© de dĂ©part soit supĂ©rieure Ă  90 % et la tempĂ©rature infĂ©rieure Ă  −8 °C.

Par advection

La formation par advection demande que de l'air chaud et humide passe au-dessus dans une couche d'air trÚs froide. Le refroidissement soudain de l'air chaud crée la saturation et l'excÚs de vapeur d'eau formera la gelée blanche si la température ambiante est sous le point de congélation. Afin que la couche chaude ne puisse perdre son humidité avant le refroidissement, il faut que le passage soit rapide et en général cette situation se produit par temps venteux, le dépÎt se faisant du cÎté sous le vent plus calme. La gelée blanche par advection peut se produire à n'importe quelle heure du jour mais sera plus probable dans les régions cÎtiÚres, source d'humidité.

Par Ă©vaporation

La gelĂ©e blanche se forme aussi lorsqu'une masse d'air est amenĂ©e Ă  une tempĂ©rature prĂšs du point de congĂ©lation dans une masse d'air non saturĂ©. L'eau s'Ă©vaporera dans l'air, refroidissant les surfaces environnantes sous le point de congĂ©lation oĂč la vapeur d'eau pourra former de la gelĂ©e blanche. Un aĂ©ronef qui monte rapidement au sein d'une inversion peut se trouver dans cette situation. En pareil cas, il faut que l'Ă©cart des tempĂ©ratures d'un niveau Ă  l'autre soit suffisamment grand pour provoquer la sublimation. En rĂ©alitĂ©, cette situation n'est pas trĂšs courante, car les Ă©carts de tempĂ©ratures dans une inversion sont relativement faibles[4].

Par mouvement

La gelĂ©e blanche se forme Ă©galement en cours de vol d'un avion lorsqu'un appareil, volant Ă  des tempĂ©ratures au-dessous du point de congĂ©lation, descend brusquement en air humide et plus chaud mais non saturĂ©. Cette condition persiste jusqu'Ă  ce que la tempĂ©rature du fuselage soit la mĂȘme que celle de l'air ambiant. Il arrive souvent que le gel se forme plus tĂŽt et dure plus longtemps autour des rĂ©servoirs structuraux, parce que le carburant se rĂ©chauffe plus lentement que l'appareil ayant une capacitĂ© calorifique supĂ©rieure[4].

Conséquences

Curitiba (sud du BrĂ©sil) est la plus froide des capitales d'État du BrĂ©sil ; la serre du Jardin botanique de Curitiba protĂšge les plantes sensibles.

Sur des moteurs Ă  carburateur (ULM, avions...), le givre blanc peut crĂ©er une obstruction du venturi et donc un arrĂȘt ou un dysfonctionnement du moteur; le problĂšme peut ĂȘtre rĂ©solu par aspiration d'air prĂ©chauffĂ© (prĂ©levĂ© au-dessus ou autour de l'Ă©chappement par exemple). La dĂ©tente brusque d'un gaz peut aussi conduire au givrage, le cas peut se prĂ©senter Ă  la sortie de dĂ©tendeurs de plongĂ©e.

Le refroidissement de l'air autour d'une aile par effet Venturi peut également créer les conditions favorables à la formation de gelée blanche sur le bord d'attaque. Ceci se produit quand l'air est prÚs de la saturation bien qu'on ne soit pas dans un nuage. Ce givrage est trÚs lent et compact et ne cause généralement pas de problÚme à moins que l'aéronef ne demeure trÚs longtemps dans la zone de formation. Auquel cas, l'aérodynamisme de l'aile change et diminue la portance ce qui peut mener à un décrochage.

Tendances

Le nombre de nuits avec gelée est en réduction en France au XXIe siÚcle avec l'évolution à la hausse des températures[5]. Ce n'est pas nécessairement le cas ailleurs.

Notes et références

  1. (fr) « Gelée blanche », Comprendre la météo, Météo-France (consulté le )
  2. Organisation météorologique mondiale, « Rosée blanche », Glossaire météorologique, Eumetcal (consulté le )
  3. « Comment la rosée ou la gelée blanche se forment-elles ? », sur Alertes Météo (consulté le )
  4. Service mĂ©tĂ©orologique du Canada, MÉTAVI : L'atmosphĂšre, le temps et la navigation aĂ©rienne, Environnement Canada, , 260 p. (lire en ligne [PDF]), chap. 12 (« Le Givrage (section 12.2.3 Givre blanc) »), p. 100.
  5. Audrey Garric, « TempĂ©ratures plus Ă©levĂ©es, moins de gelĂ©es : les normales climatiques ont changĂ© en France », Le Monde,‎ (lire en ligne).

Voir aussi

Articles connexes

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