En fin d’après-midi et pendant la soirée du vendredi 4 juin 2021, de multiples foyers orageux ont éclaté sur le Luxembourg. Quelques orages se sont avérés particulièrement violents à certains endroits, notamment au niveau du cumul de pluie, ayant provoqué des inondations importantes. Le Corps grand-ducal d’incendie et de secours (CGDIS) a dû intervenir 344 fois pendant cet épisode orageux. Cet article a pour objectifs d’examiner les conditions atmosphériques étant à l’origine des orages localement virulents et de donner un récapitulatif de l’activité orageuse. En outre, la répartition des précipitations sera analysée et les phénomènes venteux isolés seront discutés.
Arrivée d’un orage multicellulaire à l’Aéroport Luxembourg-Findel le 4 juin 2021 vers 18:30 heure locale. Auteur de l’image : Laurent Grof (Source).Situation météorologique générale
La situation synoptique en basses couches au-dessus de l’Europe Centrale était définie par un marais barométrique (très faible gradient de pression avec tendance dépressionnaire). Une masse d’air humide d’origine subtropicale, amenée dans nos régions dans un flux de sud les jours précédents, était prédominante. Un faible front froid ondulant était situé sur l’ouest de la France et la mer du Nord (Fig. 1a). À l’avant de ce front, une ligne de convergence s’étirant du Massif Central vers le centre de la Belgique s’est lentement dirigée vers le Luxembourg en début d’après-midi du vendredi 4 juin 2021 (Fig. 1a), tout en déclenchant des cellules orageuses dans la masse d’air très instable avec une CAPE aux alentours de 800 à 1000 J/kg, voire localement même jusqu’à 1400 J/kg. En altitude, un flux peu dynamique et assez faible de secteur sud à sud-ouest était présent avec des vitesses de vent maximales aux alentours de 30 km/h (Fig. 1b).
Figure 1 : a) Analyse de surface du Deutscher Wetterdienst (DWD) du 4 juin 2021 à 14:00 heure locale. Les lignes noires représentent les isobares (en hPa) et les lignes orange montrent les zones de convergence des vents en basses couches. b) Un profil vertical de l’atmosphère du 4 juin 2021 à 14:00 heure locale mesuré à Idar-Oberstein en Allemagne (environ 60 km à l’est du Luxembourg). Ce profil est considéré comme représentatif pour les conditions atmosphériques au-dessus du Luxembourg dans ce cas-ci. Les lignes rouge/verte représentent respectivement la température/le point de rosée, la ligne noire jaune montre la trajectoire verticale d’une parcelle d’air près du sol et CAPE (Convective Available Potential Energy) est indiquée par la surface jaune transparente. Les flèches noires montrent la direction et la vitesse du vent (en nœuds ; 1 nœud = 1.852 km/h).
Évolution de l’activité orageuse
Les premières cellules orageuses associées à la ligne de convergence ont abordé la frontière ouest du pays vers 15:50 heure locale en se déplaçant lentement vers le nord-nord-est. À l’avant de ces cellules, de nouveaux développements orageux se sont manifestés sur l’Oesling (Fig. 2, à gauche). Simultanément, des orages ont été déclenchés au-dessus de Thionville. Entre ces deux foyers orageux, plusieurs cellules convectives isolées se sont développées et ont rapidement fusionné sur le sud du pays jusqu’à 16:40 heure locale (Fig. 2, à gauche). Ainsi, de forts orages à caractère multicellulaire étaient actifs au-dessus de Luxembourg-Ville et dans les régions de Kischpelt, Clervaux et Hosingen entre environ 16:30 et 17:15 heure locale. Ces orages ont été marqués par de très fortes réflectivités sur une distance verticale assez étendue, ce qui se reflète dans des valeurs élevées (30 à 40 mm) de la masse de la colonne de précipitations (angl. vertically integrated liquid ; Fig. 2, à droite). De plus, une très forte activité électrique a été observé dans ces deux systèmes orageux au-dessus du canton de Luxembourg et de Clervaux avec un pic d’environ 300 éclairs (nuage-sol et intra-nuageux) en 5 minutes (Fig. 3).
Figure 2 : Animation des images radar (réflectivité en dBZ) du 4 juin 2021 14:38 à 19:38 heure locale (à gauche). Image de la masse de la colonne de précipitations (en mm) du 4 juin 2021 à 16:49 heure locale (à droite). Source des données : Radar météorologique du DWD situé à Neuheilenbach (Allemagne).
Après l’évacuation graduelle de cette première offensive orageuse vers l’Allemagne jusqu’à 17:30 heure locale, de nouvelles cellules convectives ont été déclenchées sur le sud-ouest du pays à partir de 17:00 heure locale (Fig. 2, à gauche). Ces développements avaient une tendance légèrement rétrograde, c’est-à-dire que certains endroits (par exemple Reckange-sur-Mess et Differdange) ont été affectés par de nouvelles cellules fortement pluvieuses à plusieurs reprises. Vers 18:10 heure locale, un orage multicellulaire assez intense est remonté par la Lorraine et a traversé la moitié sud-est du pays jusqu’à 19 :15 heure locale (Fig. 2, à gauche) en provoquant de fortes bourrasques de vent. Localement des chutes de grêle avec un diamètre d’environ 1 cm ont été observées pendant la première et seconde offensive orageuse, par exemple à Frisange et Consdorf. Finalement, plus de 15.000 éclairs ont été observés au-dessus du Luxembourg et des régions frontalières entre 14:30 et 20:30 heure locale, dont la majeure partie était des éclairs intra-nuageux (environ 90 à 95 % ; cf. Fig. 3).
Figure 3 : Animation des éclairs nuage-sol (carrés et cercles) et intra-nuageux (triangles) du 4 juin 2021 14:30 à 20:30 heure locale. Légende des couleurs : violet (14:30 - 15:30 heure locale), bleu foncé (15:30 - 16:30 heure locale), bleu clair (16:30 - 17:30 heure locale), vert (17:30 - 18:30 heure locale), jaune (18:30 - 19:30 heure locale), rouge (19:30 - 20:30 heure locale). Source des données : EUCLID via Siemens BLIDS.
Précipitations torrentielles
De nombreuses régions ont été impactées par des pluies torrentielles, notamment dans les cantons d’Esch-sur-Alzette, de Clervaux et de Luxembourg. Des cumuls de pluie supérieurs à 25 l/m² par heure ont été enregistrés au niveau de plusieurs stations appartenant aux réseaux automatiques du service météorologique de l’Administration des Services Techniques et de l’Agriculture (ASTA) et de la Kachelmann Group (KG). La station météorologique située à Obercorn, opérée par le service météo de l’ASTA (AgriMeteo), avait mesuré un cumul de 40.4 l/m² entre 17:40 et 18:30 heure locale (Fig. 4). Au centre de Luxembourg-Ville, 18.6 l/m² sont tombés en seulement 10 minutes (16:50 à 17:00 heure locale), cumul mesuré par la station météorologique située près de la Fondation Pescatore et opérée par la Kachelmann Group (Fig. 4). À l’Aéroport Luxembourg-Findel, MeteoLux a enregistré un cumul maximal de 11.0 l/m² en 10 minutes lors du passage d’un orage multicellulaire entre 18:30 et 18:50 heure locale. Le système RADOLAN du Deutscher Wetterdienst (DWD) a souvent sous-estimé les cumuls de précipitations en comparant les valeurs de RADOLAN avec celles des stations météo, notamment au sud du pays (Fig. 4). Cette sous-estimation était due à l’atténuation du faisceau radar lors de son passage à travers les fortes pluies. En général, ces précipitations extrêmes étaient dues à une humidité élevée de la colonne atmosphérique (contenu en eau précipitable entre 30 et 35 mm, humidité relative > 60 % en dessous de 3 km d’altitude), à un faible flux d’altitude (moyenne d’environ 20 km/h entre le sol et 6 km d’altitude) et à une instabilité modérée à forte (cf. Fig. 1b).
Figure 4 : Cumul de précipitations (en mm ou l/m²) le 4 juin 2021 entre 15:50 et 19:50 heure locale. Sources des données : RADOLAN (DWD), AgriMeteo, Kachelmann Group
Phénomènes venteux
Une première observation d’un éventuel phénomène venteux a été faite près de la région de Hosingen au nord du pays (cf. vidéo montrant un mouvement relativement rapide et turbulent de nuages plutôt déchiquetés). La nature de ce phénomène ne peut pas être identifiée à 100 % à ce stade en raison du manque de dégâts au sol et d’images audio-visuelles suffisamment claires. Cependant, l’imagerie radar de 16:45 à 16:50 heure locale montrent une région avec des vents cisaillés le long de l’azimut (cercle en bleu clair dans Figs. 5b et 5c) qui pourraient indiquer une faible rotation vers 900 à 1500 m d’altitude. L’origine de cette brève rotation très isolée en basse altitude au-dessus de Hosingen est probablement la collision de deux fronts de rafales (angl. outflow boundaries ; fines lignes de très faibles réflectivités dans Fig. 5a), l’un arrivant par le sud-ouest et l’autre par le nord. Pour conclure, nous restons sur un cas suspect et non confirmé d’un tourbillon de front de rafales (angl. gustnado). À noter que les conditions atmosphériques (très peu d’hélicité et faible cisaillement de vent, cf. Fig. 1b) n’étaient absolument pas propices à la formation d’une tornade « classique » ou mésocyclonique associée à un orage supercellulaire ce jour-ci au Luxembourg.
Au sud du pays, des rafales descendantes se sont produites en début de soirée sous un orage multicellulaire qui s’est avéré plus organisé. La station météorologique à Bettembourg, opérée par la Kachelmann Group, a mesuré une rafale maximale de 111.2 km/h entre 18:10 et 18:20 heure locale. À l’Aéroport Luxembourg-Findel, MeteoLux a enregistré une rafale maximale de 70.2 km/h lors du passage de cette multicellule.
Figure 5 : a) Image radar (réflectivité en dBZ) du 4 juin 2021 16:18 heure locale. b) Image radar (réflectivité en dBZ) du 4 juin 2021 16:48 heure locale. c) Image radar (vitesse radiale en m/s ; les valeurs positives indiquent des vents s’éloignant du radar et les valeurs négatives des vents s’en rapprochant) du 4 juin 2021 16:48 heure locale. La position du radar est indiquée par un point rouge. Source des données : Radar météorologique du DWD situé à Neuheilenbach (Allemagne).
