Une caméra pour l’observation des TLEs au Maïdo

“Farfadets danseurs” captés au-dessus de la Manche le 28 mai 2017. © Stéphane Vetter.

Les TLEs, phénomènes lumineux au-dessus des orages

Les phénomènes lumineux transitoires (TLE en anglais de Transient Luminous Event) sont de nature électrique et se produisent au-dessus des orages sous diverses formes qui permettent d’en faire une classification :

– les blue starters, les blue jets et les jets géants émergent du sommet nuageux et se différencient par l’altitude qu’ils atteignent (environ 20, 40 et 90 km, respectivement), la région du nuage où ils démarrent et la polarité de la charge qu’ils transfèrent ;

– les sprites (farfadets en français) se déclenchent aux alentours de 70 km d’altitude au-dessus des régions stratiformes par suite d’un éclair nuage-sol positif ;

– les ELVES (de l’anglais Emission of Light and Very low frequency perturbations due to Electromagnetic pulse Sources) sous la forme d’un anneau lumineux à la base de l’ionosphère (90 km la nuit) produites par des puissants éclairs nuage-sol.

Peu lumineux, de faible durée mais de grande taille, les TLEs nécessitent des caméras très sensibles pour les rendre visibles. Ils constituent une manifestation de l’orage au même titre que les éclairs mais en plus faible quantité. Ils sont étudiés pour l’impact qu’ils peuvent avoir sur le circuit électrique global et l’environnement électromagnétique du système Terre.

Représentation schématique des principaux TLEs dans leur environnement au-dessus d’un orage.

Exemples de TLE : À gauche, un sprite vu à 350 km depuis le Pic du Midi (2877 m, Pyrénées, France) le 2/09/2009 ; au centre, une ELVE enregistrée au Pic du Midi le 22/02/2012 ; à droite deux jets géants enregistrés à La Réunion à environ 50 km par Patrice Huet le 7/03/2010.

Une caméra haute-sensibilité installée à l’observatoire de physique de l’atmosphère de La Réunion (OPAR) au Maïdo

Pour l’observation de ces phénomènes à distance depuis l’OPAR sur le site du Maïdo (l’orage doit être à une certaine distance pour avoir une vue dégagée), une caméra très sensible est utilisée. C’est une caméra Watec qui a une sensibilité de 0,1 millilux, gérée, contrôlable et pilotable à distance par internet. Le climat tropical et l’atmosphère océanique sont favorables à tout type de TLE, notamment les jets géants.

Exemples d’observations réalisées à l’OPAR au Maïdo : à gauche, jet géant observé le 12 février 2020 ; à droite, halo et sprite observé le 17 février 2025.

Étude d’un cas exceptionnel d’orage ayant produit 13 jets géants

Treize jets géants ont été observés le 12 février 2020 à l’aide de la caméra vidéo installée à l’observatoire du Maïdo. Ils ont été produits en 68 minutes par des cellules orageuses intégrées à un système convectif situé à près de 500 km du Maïdo et associé à la dépression tropicale Francisco, qui était une tempête tropicale modérée du 5 au 7 février, mais qui s’est affaiblie et a dérivé vers l’ouest, en direction de Madagascar. Le 12 février, la dépression résiduelle est passée au nord-ouest de l’île de La Réunion, où elle a commencé à se réactiver et à se creuser pendant la nuit de ces événements. L’étude a été publiée dans le Journal of Geophysical Research.

À gauche : géopotentiel au niveau 500 hPa (altitude de la pression 500 hPa, échelle de couleurs en km) et vent horizontal (flèches) dans une grande zone de l’océan Indien occidental, à 20h00 UTC le 12 février 2020. Le carré blanc correspond à la zone de l’orage qui a produit les 13 jets géants et la flèche blanche indique l’île de La Réunion. À droite, température du sommet des nuages mesurée par Météosat le 12 février 2020 à 21h03 UTC dans la région de l’orage produisant les jets.Le cercle blanc en pointillés, d’un rayon de 500 kilomètres, est centré sur la caméra (triangle blanc) au Maïdo.Les lignes noires indiquent le champ de vision de la caméra. Les cercles roses et les symboles + rouges représentent respectivement les éclairs nuage-sol négatifs et positifs, détectés entre 21h00 et 21h05 UTC.Les jets géants ont été produits par l’orage 2 (Storm 2).

Images issues de l’imagerie vidéo de huit jets géants en plein développement. L’heure indiquée pour chaque cas (heure:minute) est en UTC. Les altitudes sont indiquées pour le sommet et la base de la partie visible des jets.

Pour en savoir plus :

Soula, S., Mlynarczyk, J., van der Velde, O., Montanya, J., & Leclerc, E. (2023). High production of gigantic jets by a thunderstorm over Indian Ocean. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 128, e2023JD039486. https://doi.org/10.1029/2023JD039486

Contact:

Serge Soula, Laboratoire d’Aérologie, Toulouse