Vidéo : l’allée des vortex

Jean-François Cliche
Jean-François Cliche
Le Soleil
24 PAR SECONDE / Quand le vent rencontre un obstacle, le flux d’air se sépare en deux branches afin de contourner l’objet. Et quand le vent souffle juste à la bonne vitesse par rapport à la taille de l’objet, il peut alors se produire tout un spectacle : une «allée de vortex» !

C’est ce que l’Institut coopératif de recherche sur l’atmosphère (CIRA), de l’Université Colorado State, a vu récemment sur des images satellites prises au-dessus de La Guadeloupe. Comme on le voit dans cette vidéo (en accéléré), le vent pousse des nuages contre l’île, ce qui les force à passer de chaque côté. Une fois l’île passée, les deux courants d’air peuvent se rejoindre et (comme il arrive dans ces cas-là) ils se mettent alors à osciller d’un côté et de l’autre. À chaque oscillation, un tourbillon est créé, que l’on peut voir «imprimé» dans les nuages.

Chercheur au CIRA, le météorologiste Dakota Smith a ensuite traité cette vidéo afin de garder l’image centrée sur les tourbillons — comme si la caméra se déplaçait à la même vitesse que le vent. Et cela donne ceci :

Notons que les «allées de tourbillons de von Karman», de leur nom complet, sont un phénomène important en génie civil. Toutes les structures ont ce qu’on appelle une «fréquence de résonance», notion que l’on peut aisément comprendre en s’imaginant une balançoire : si celle-ci fait son aller-retour une fois, disons, à toutes les 3 secondes, on ne la fera pas aller plus vite en accélérant la fréquence des poussées à toutes les 2,5 secondes. On va juste pousser au mauvais moment. Pour atteindre une vitesse maximale, il faut synchroniser la poussée avec la fréquence de la balançoire.

Or toute construction en hauteur est susceptible de générer des tourbillons de Karman et, si l’oscillation survient juste à la bonne fréquence, elle entrera «en résonance» avec la structure — ce qui risque de la jeter par terre ! Les ingénieurs doivent donc en tenir lors de la conception de leurs ouvrages. C’est d’ailleurs justement pour cette raison que beaucoup de grandes cheminées sont munies de pales en tourbillons dans leur partie la plus haute (voir photo ci-dessous) : c’est pour «embrouiller» le flux de l’air qui passe autour et éviter que des tourbillons de von Karman se forment.