Cartes des vents et fichiers grib, comment les utiliser au mieux

L’interprétation des cartes de vent/fichiers grib et routage

Les cartes de vent dérivées de fichiers grib ne sont qu’une des représentations possibles de l’évolution de la situation météorologique. L’attention se porte sur le vent mais aussi sur les cartes de vent dérivées de fichiers grib, avec un peu de pratique il est possible de tirer bien d’autres conclusions très importantes. C’est pour ça elles méritent une étude approfondie, pour comprendre les cartes de vent dérivées des fichiers grib et surtout les limitations. Cela les rendra plus utiles en rappelant quelques considérations importantes que nous allons maintenant découvrir.

Le ciel avant le front chaud
Le ciel avant le front chaud 

Le cycle de vie d’une dépression

Pour bien comprendre une carte de vent ou un grib, il faut tout de suite évoquer la plus importante des limites de cette représentation des prévisions. Les cartes des vents ou les gribs ne signalent pas la couverture nuageuse, les fronts chauds, froids et occlus. Ils n’indiquent pas non plus quels sont les centres des hautes ou des basses pressions. L’utilisateur moins expérimenté peut avoir des difficultés à faire une évaluation. Il est peu utile d’observer de nombreuses flèches colorées et d’espérer que la réalité correspond à la prédiction.

À partir des cartes de vent ou des gribs, nous pouvons déduire par étapes logiques beaucoup plus d’informations que ce qui sont représentés. On pourrait tout d’abord trouver des cyclones et des anticyclones ou des zones de hautes et basses pressions. Les hautes pressions seront caractérisées par des vents faibles soufflant dans le sens horaire. Les dépressions se reconnaîtront aux tourbillons classiques de vent intense en rotation antihoraire.

Le ciel à l'approche du front chaud
Le ciel à l’approche du front chaud 

Fronts chauds et fronts froids

La deuxième étape logique est de rappeler que les fronts, chauds et froids, sont exclusivement associés aux dépressions. Comprendre la naissance d’une dépression, son évolution et sa dissolution est la première étape pour comprendre ce qui se passe lorsque l’on analyse la situation météorologique. Le sujet peut être abordé en étudiant un texte sur la météorologie ou en s’inscrivant à un cours ou en se référant aux nombreuses ressources en ligne.

La question est sans doute complexe et souvent on finit par avoir des idées encore plus confuses. Pire encore, ceux qui pensent avoir tout compris et souffrent du syndrome du je-sais-tout. Ces gens, pointant du doigt les nuages, s’imaginent qu’en un coup d’œil on peut tout comprendre. Parfois, ils ont raison et parfois ils se trompent complètement, vous montrant que leur intuition et leur interprétation brillantes n’étaient rien de plus qu’une coïncidence. Il ne faut pas tomber dans cette catégorie et se fier au hasard!

Connaître la situation globale, en revanche, vous permettra d’interpréter les phénomènes locaux. L’inverse n’est pas forcément vrai et la possibilité de faire des déductions logiques en observant une carte des vents ou des gribs vous aidera à vraiment comprendre ce qui se passe.

Entre le front chaud et le front froid
Entre le front chaud et le front froid 

Traverser une dépression

Dans la navigation transatlantique, où les systèmes météorologiques ne sont pas perturbés par les masses continentales, il est possible d’expérimenter clairement le cycle de vie d’une dépression. Même en observant une carte des vents ou des fichiers grib, vous pouvez comprendre beaucoup de choses, mais vous devez apprendre à lire entre les lignes, ou plutôt entre les flèches. Après avoir identifié les centres des hautes et basses pressions en observant la répartition des vents, vous pouvez essayer de déduire les fronts associés à chaque dépression.

Front chaud.

Si nous sommes au sud d’une dépression lorsqu’un front chaud arrive, le vent tourne d’abord d’ouest-sud-ouest vers le sud. Par la suite, avec une rotation progressive dans le temps, il reviendra souffler du sud-ouest. Vous pouvez rechercher les zones où de droite à gauche le vent suit une rotation du sud au sud-ouest, c’est là que se trouve le front chaud. Dans la zone où le vent souffle du sud, vous aurez probablement encore un ciel dégagé avec des températures élevées apportées par le vent du sud.

À l’approche du front chaud, vous commencerez à observer les fameux nuages de barbe à papa dans le ciel et lentement le soleil se couvrira d’un halo. Des nuages plus bas et plus sombres suivront, il commencera d’abord à bruiner. Le vent n’aura pas forcément beaucoup augmenté et il ne sera pas particulièrement instable ou en rafales. Au passage du front chaud, on peut s’attendre à quelques averses, pas particulièrement violentes. Même le vent ne sera pas excessivement violent et ne subira pas une rotation importante. Après les pluies du front chaud, il y aura une période de vent doux, très régulier, typiquement de sud-ouest. Le ciel sera couvert avec la possibilité d’une bruine continue de style campagne irlandaise ou de pluies éparses.

Ces conditions, bien que moroses et désagréables, sont celles où se font les records en course. En effet, le vent est stable et réparti et les rafales ne s’écartent généralement pas de plus de 30% de la moyenne. Dans les records du tour du monde sur les grands multicoques, le navigateur recherche cette situation. Grâce aux vitesses très élevées des bateaux, les records-men essaient de rester le plus longtemps possible dans cette zone de la dépression. Ce faisant, ils se déplaceront approximativement à la même vitesse que le système météorologique.

Passage du front froid
Passage du front froid 

Front froid

Pour nous mortels sur des bateaux plus lents, cependant, après cette zone de vents stables, il faudra s’attendre à l’arrivée du front froid. En effet, nous ne pourrons pas faire face à la dépression qui se déplace en moyenne à 25-35 nœuds. La distance entre le front chaud et le front froid est d’autant plus grande que l’on s’éloigne du centre de la dépression. Près du centre, ces changements se produisent en quelques heures tandis que des centaines de kilomètres plus au sud, nous entendrons comme un écho lointain des mêmes conditions. Tout se passera sur une période plus longue et le vent et la couverture nuageuse seront moins importants.

L’arrivée du front froid est l’un des moments cruciaux du cycle de vie d’une dépression. Quand on parle de tempêtes on fait souvent référence au passage de ce front. Elle est souvent associée à de violentes averses et rafales de vent suivies d’une amélioration rapide des conditions. Après les vents les plus forts, les orages et les tempêtes, le beau temps suit souvent.

L’approche du front ne se fait pas toujours selon le même schéma, la prudence est donc de mise. Parfois, il y aura un renforcement progressif du vent et de la couverture nuageuse et le vent effectuera une légère rotation du sud-ouest à l’ouest. Dans certains cas, cependant, le vent peut baisser légèrement avant l’arrivée du front réel. Il est très important de reconnaître cette étape afin de ne pas se laisser tromper par cette chute de vent temporaire.

De violentes averses suivront, des orages surtout en été avec des rafales de vent pouvant même être le double par rapport au vent moyen jusqu’alors. Après une intensification et une succession d’averses et de rafales de vent, le ciel va soudainement s’ouvrir. Le vent effectuera une rotation rapide allant jusqu’à 90 degrés, soufflant du nord-ouest.

Mers croisées associées au passage du front froid
Mers croisées associées au passage du front froid 

Mers croisées

En navigation hauturière, l’arrivée du front froid est également anticipée par la dégradation progressive de l’état de la mer. En effet, le vent nouveau encore loin de nous envoie en avant un train de vagues croisé par rapport à celui que nous avions rencontré jusque-là. Une mer croisées est certainement un signe fort que les choses sont sur le point de changer. Derrière le front, il y a souvent une zone de vents plus faibles et le soleil apparaîtra. Après les coups portés jusqu’ici par l’équipage, les rayons dans les nuages rassurants donneront à chacun un soudain sentiment de sécurité. Mais attention, ce n’est pas tout, le soulagement dans l’équipage est énorme mais ce n’est pas encore le moment de baisser la garde.

Après cette baisse temporaire le vent se renforcera à nouveau et sera maintenant très instable, froid et avec des rafales très violentes et avec d’autres orages ou averses. La mer sera encore croisée et ce n’est qu’au bout de plusieurs heures qu’elle commencera à se réaligner avec le vent qui se stabilisera également et diminuera progressivement. S’il s’agissait d’une dépression isolée, une phase de beau temps devrait suivre. Cependant, les dépressions se déplacent souvent dans les trains et après un court laps de temps, le vent recommencera à tourner vers le sud. C’est un signe clair que le cycle est sur le point de se répéter avec une dépression secondaire.

Il s’agit bien sûr d’une simplification, surtout en Méditerranée où les dépressions qui arrivent sont déjà à un stade avancé de leur cycle de vie. Avec la maturation d’une dépression, les masses d’air chaud et froid commencent à se chevaucher, formant ce que l’on appelle les fronts occlus. La situation est beaucoup moins claire et prévisible qu’on ne l’a dit précédemment.

Fatigue après le coup de vent près du front froid
Fatigue après le coup de vent près du front froid 

Les limites des cartes de vent et des fichiers grib

Cette longue introduction devrait maintenant nous permettre d’observer une carte des vents ou des fichiers grib et de faire des déductions bien plus significatives.

Vents légers

Passons donc aux exemples spécifiques et aux limitations des cartes de vent et des fichiers grib avec des vents légers. En ce qui concerne les vents légers, le modèle et la réalité peuvent être très différents. Il est très probable que des phénomènes locaux tels que des brises l’emporteront sur le vent créé par le gradient de pression. Si la carte des vents indique des vents légers, vous devriez naviguer avec ce que vous trouvez sans trop vous soucier de ce que dit le modèle. Surtout quand vous voyez des flèches déroutantes pointant dans toutes les directions, même dans des directions opposées de l’une à l’autre. Dans cette situation, il est clair que le modèle est en train de deviner. Ceci est typique près des centres de hautes pressions et hélas une situation très courante en Méditerranée en été. Ici, de vastes zones de haute pression rendent les cartes des vents et les fichiers grib très peu fiables.

Vents moyens et forts

Ce n’est que lorsque le coefficient de gradient augmente que les modèles sous-jacents à la carte des vents ou au fichier grib commencent à avoir une bonne fiabilité. Entre 8 et 15 nœuds, les rangées de cartes de vent ou de fichiers grib sont assez fiables mais un avertissement est impératif. Lorsque les vents sont supérieurs à 15 nœuds, certains calculs supplémentaires doivent être effectués avec prudence. Les marins ont tendance à se souvenir de la plus forte des rafales et non de la moyenne horaire. Ainsi, lorsqu’ils rencontrent des rafales, ils penseront que le chiffre de la carte des vents ou du fichier grib a été sous-estimé. Il faut comprendre que 15 nœuds (en moyenne horaire) peuvent beaucoup varier près des fronts.

Moyennes horaires

Les cartes de vent ou les fichiers grib rapportent le vent horaire moyen à une hauteur de 10 mètres au-dessus de la surface de l’eau. Une première considération est qu’en raison de la friction que le vent rencontre à la surface de la mer, le vent est moins intense que lorsque l’on monte en altitude. Pour un voilier avec un mât de 15m il faudra probablement ajouter un bon 10% au vent estimé. Pour un mât typique de 20 mètres d’un bateau de 40 à 45 pieds, le chiffre représente une bonne réduction de 20%. Plus on s’éloigne de la surface de l’eau, moins le vent est ralenti et donc plus fort.

Vent instantané

La deuxième considération importante est que la carte des vents rapporte des moyennes horaires, pas des rafales. Comme nous l’avons vu une petite flèche indiquant 15 nœuds de vent sur un bateau de 45 pieds doit être lue comme une moyenne horaire de 18 nœuds (+ 20%). Si vous naviguez dans une masse d’air stable, vous devrez prévoir 30% de rafales en plus. Dans une zone d’air instable telle que le passage d’un front froid, vous pouvez trouver des rafales jusqu’à 50% de plus. À certaines occasions, avec des fronts particulièrement actifs, même 100% de plus qu’indiqué par les prévisions.

Ainsi, une flèche inoffensive de 15 nœuds peut en fait signifier 20 nœuds de nœuds avec des rafales allant jusqu’à 30 nœuds. Peut-être même avec une rafale de vent jusqu’à 40 nœuds et plus au passage du front. Comme vous pouvez le constater, sortir du port en jetant un coup d’œil rapide à une carte des vents ou à un fichier grib peut entraîner de mauvaises surprises. Surtout si vous n’avez pas croisé cette information avec la situation générale synoptique et la présence de fronts passants. Pendant la Global Ocean Race, beaucoup nous ont écrit de chez eux en disant «vous devriez avoir 25 nœuds de vent». Si vous répétez les calculs effectués ci-dessus, nous avons eu un vent moyen d’environ 30 nœuds avec des rafales de 40 nœuds ou plus. Les rares fois où nous avons vu 60 nœuds ou plus, les cartes de vent ou les gribs nous montraient dans une zone de flèches autour de 30-35 nœuds de vent.

Spinnaker déchiré et nuages typiques après le front froid
Spinnaker déchiré et nuages typiques après le front froid

La nécessité de faire attention au passage des fronts

L’exemple le plus classique est celui de regarder la carte des vents qui, pendant la journée, indique une rotation du vent du sud-ouest au nord-ouest. Dans le cycle de vie d’une dépression, c’est un signe clair du passage d’un front froid. Le modèle effectue inévitablement une interpolation entre un point et un autre et au passage du front il indiquera une rotation progressive du vent. En réalité, les choses sont très différentes et le vent pourrait soudainement tourner à 90 degrés d’un coup. Le modèle vous montrera plutôt une belle brise de 15 nœuds en rotation progressive de 15 degrés toutes les heures sur 6 heures. En réalité il n’y aura rien de progressif, le vent va tourner en un éclair alors que vous êtes bousculé par une mer croisée très gênante!

Les accidents de navigation se produisent lorsque le front froid passe

C’est le moment du cycle de vie d’une dépression où les spinnakers sont déchirés, les bômes cassées et les bateaux démâtés. Tout d’abord, la rotation du vent amène une mer croisée qui complique tout. Après le front, dans ce moment de calme avant le renfort, c’est une erreur classique de tout hisser en pensant que tout est fini. Grand-voile pleine et spi de tête de mât léger relevé, pour se retrouver quelques minutes plus tard avec le bateau couché et le spi en lambeaux.

Optimisation de la route avec de cartes des vents ou de fichiers grib

Je ne fais ici que quelques indications sur le sujet qui est très complexe et n’intéresse particulièrement que les navigateurs de longue course. Les données des cartes de vent peuvent être téléchargées sur votre ordinateur avec des GRIB qui contiennent la représentation vectorielle du vent actuel et prévu. Ce fichier peut être visualisé avec des programmes grib viewers ou sur un logiciel de navigation. Parmi ceux-ci, les plus populaires sont Maxsea (Timezero), Expedition et Adrena, ce dernier se développant rapidement en tant que logiciel utilisé par les professionnels. Il existe un logiciel libre open source appelé qtVlm qui a gagné en popularité.

En plus des fichiers GRIB, pour effectuer notre routage, nous devons connaître la vitesse prévue du bateau pour chaque angle et intensité de vent possibles. Cette grille d’information est appelée les polaires du bateau.

Le logiciel de routage

Le logiciel de navigation, avec un fichier GRIB, des données polaires et un itinéraire peut effectuer une simulation de routage. A partir du point de départ, il calculera un nombre très élevé d’itinéraires possibles par itérations successives. A la fin de la simulation, le logiciel présentera l’itinéraire le plus vite pour atteindre la destination. Ceci, en plus de la gamme d’itinéraires sous-optimaux pour toutes les étapes successives le long des soi-disant isochrones. Ceux-ci permettent également de comprendre à quel point cet itinéraire diffère des itinéraires alternatifs.

Il s’agit évidemment d’une simplification extrême du procédé et mérite une réflexion applicable à tout type de simulation. Le résultat est aussi fiable que la qualité des données saisies. Si vos polaires ne sont pas indicatives des moyennes que vous pouvez réellement naviguer, le modèle fera des calculs avec une validité qui sera quasiment nulle. En ce qui concerne les données de vent, nous avons déjà vu à quel point il existe de nombreuses limitations des cartes de vent et des fichiers grib. Peu fiables par vent faible, les gribs sous-estiment les rafales et effectuent des interpolations en nous présentant des données erronées. Comme par exemple la rotation progressive du vent plutôt qu’un saut violent en correspondance avec le passage d’un front froid.

Le temps s'améliore mais le vent reste fort après le front froid
Le temps s’améliore mais le vent reste fort après le front froid

Conclusion

Les cartes de vent ou les fichiers grib sont un outil de plus en plus populaire parmi les coureurs et les plaisanciers, mais vous devez comprendre leurs limites afin d’en faire bon usage. La représentation du vent sous forme de grilles avec des données vectorielles a ouvert de nouveaux horizons pour le coureurs.

Au lieu d’analyser les cartes synoptiques pour se faire ses propres réflexions sur le cap optimal, le navigateur succombera bientôt à la tentation de s’appuyer sur l’informatique de son ordinateur. A l’aide d’un logiciel de navigation le marin va déléguer ce calcul difficile à l’ordinateur au risque de se tromper de réponse. C’est parce qu’il souffrira de toutes les limitations qui affligent les cartes de vent et les fichiers grib.

Le résultat aura peu de validité s’il n’est pas interprété avec un œil expert.