Dangers et impacts

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Les cyclones les plus tropicaux atteignent le Canada ou les eaux canadiennes en transition extratropicale (TE). Même l’ouragan Juan (2003), qui avait conservé plus de caractéristiques tropicales que la plupart des cyclones tropicaux lorsqu’il a atteint le Canada, était malgré tout en phase de TE. Il s’agit d’un élément important, car le temps et les répercussions d’un cyclone tropical en transition sont différents de ceux d’un cyclone purement tropical. Le temps est également différent des tempêtes purement extratropicales courantes au Canada.

Voici ce que vous réservent les cyclones post-tropicaux.

Vent

On note trois effets sur les vents des cyclones tropicaux qui passent en transition extratropicale :

  1. La vitesse maximale du vent chute (parfois peu).
  2. Le vent maximal s’éloigne du centre de la tempête, vers sa droite (quand on regarde dans la direction du vent).
  3. La zone de bourrasques (plus de 63 km/h) s’amplifie, parfois énormément.

Règle générale avec les cyclones tropicaux, le vent à droite de la tempête souffle plus fort que le vent à gauche, du double de la vitesse de déplacement de la tempête. Par exemple, une tempête tropicale qui se déplace à 15 km/h est accompagnée de vents de 30 km/h plus puissants à droite qu’à gauche de la tempête. Quand les cyclones tropicaux entament leur transition, l'écart entre les vents de part et d’autre de la tempête est à peu près égal à la vitesse de cette dernière. L’ouragan Juan (2003) amorçait sa transition quand il a touché terre à une vitesse de 55 km/h. Les vents se trouvant tout juste à l’ouest de sa trajectoire (à gauche) soufflaient à environ 100 km/h, tandis que les vents maximum à l'est de sa trajectoire (à droite) atteignaient près de 160 km/h.

Voici des photographies du parc de Point Pleasant, à Halifax, avant et après le passage de l’ouragan Juan en 2003. Près de 90 % de la végétation mature du parc a été détruite par des vents marginaux de catégorie 2 (155 km/h) et des rafales de 200 km/h dans les endroits à découvert.

Parc de Point Pleasant, à Halifax, avant le passage de l’ouragan Juan (2003) Photo: Parks and Open Spaces, HRM
Parc de Point Pleasant, à Halifax, avant le passage de l’ouragan Juan (2003) Photo: Parks and Open Spaces, HRM

Parc de Point Pleasant, à Halifax, après le passage de l’ouragan Juan (2003) Photo: Parks and Open Spaces, HRM
Parc de Point Pleasant, à Halifax, après le passage de l’ouragan Juan (2003) Photo: Parks and Open Spaces, HRM

L’ampleur des dommages causés aux structures par le vent dépend de nombreux facteurs : le respect du code du bâtiment dans la construction de la structure, l’état de la structure, le type de structure, etc. La vitesse du vent augmente énormément avec l'altitude dans les tempêtes tropicales. Les vents de catégorie 1 au niveau du sol peuvent augmenter jusqu’à des puissances de catégorie 2 au sommet d’un gratte-ciel.

Dans le même ordre d’idées, les risques de dommages aux arbres dépendent d'une série de facteurs : le type et la structure racinaire des arbres, les conditions du sol (sec ou mouilleux) et, dans le cas des arbres à feuillage caduc, le niveau de croissance des feuilles. Les dangers qui menacent les lignes d'électricité sont étroitement liés à la vulnérabilité des arbres avoisinants. Les branches et les arbres cassés sont la principale cause de dommages aux lignes d'électricité durant les tempêtes tropicales et post-tropicales.

Le tableau suivant donne une idée des types de dommages que peuvent causer des vents de différentes puissances dans l'est du Canada (selon l'étude des tempêtes et des ouragans post-tropicaux étudiés).

Impacts types selon les vitesses du vent
Vitesse du vent (rafales)Impacts types
70-90 km/h
Petites branches cassées, petits objets épars projetés, possibles pannes de courant
90-100 km/h
Branches d’arbre cassées, ploiements occasionnels d’arbres, affiches plus faibles endommagées, pannes de courant
100-120 km/h
Grosses branches d’arbre cassées, ploiement de certains arbres, bardeaux et pièces de recouvrement de maisons endommagés, pannes de courant
120-140 km/h
Nombreux arbres ployés ou déracinés, nombreuses enseignes endommagées ou détruites, carreaux de verre d'immeubles en hauteur cassés, pannes de courant étendues
140 km/h +
Grandes surfaces de forêt arrachées, dommages importants aux toitures et revêtements extérieurs des maisons, certains toits arrachés ou gravement endommagés, possibles pannes de courant étendues

La tempête post-tropicale Florence (2006), de grande envergure, a soufflé des vents de l’intensité d’un ouragan sur la côte sud de Terre-Neuve. Cette maison neuve, dans le village de François, a été arrachée de son solage et détruite par des vents violents.

Maison neuve à Terre-Neuve détruite par la tempête post-tropicale Florence (2006). Photo : James Durnford
Maison neuve à Terre-Neuve détruite par la tempête post-tropicale Florence (2006). Photo : James Durnford

Pluie

Au Canada, les fortes pluies qui accompagnent les cyclones tropicaux et post-tropicaux sont pour maintes raisons plus préoccupantes que les vents violents, car elles surviennent beaucoup plus souvent. Une étude américaine menée de 1970 à 1999 a démontré qu’environ 60 % des décès dus aux cyclones tropicaux au pays étaient le résultat d'inondations causées par de fortes pluies.

Contrairement à ce que d’aucuns peuvent croire, le rapport entre l’intensité de la tempête et la cadence des précipitations de pluie est nul ou presque nul. L’intensité et le stade de développement d’un cyclone tropical dépendent de la puissance de ses vents et n'ont aucun lien avec la pluie. Les dépressions tropicales (avec des vents très inférieurs aux bourrasques) peuvent déverser autant de pluie qu’un ouragan.

Quand les cyclones tropicaux subissent une transition extratropicale, les bandes de pluie symétriques qui l’entourent prennent de l’expansion jusqu’à occuper la presque totalité de l’espace à gauche de la trajectoire de la tempête. Ce changement à la zone pluvieuse révèle que la transition est commencée. Dans ces systèmes, peu importe la quantité de pluie, l’intensité de celle-ci est égale à celle des orages. On peut dès lors enregistrer des précipitations entre 25 et 50 mm de pluie en quelques heures à peine. En fait, il n'est pas rare d'observer des précipitations de 20 à 50 mm à l'heure, avec une visibilité quasi nulle et de brusques trombes d'eau très dangereuses pour la conduite. En 2008, la tempête post-tropicale Hanna a jeté quelque 140 mm de pluie sur la côte de Fundy, dans le sud-ouest du Nouveau-Brunswick en 12 heures environ. La ville de Saint John a vécu l’une des pires inondations de son histoire en plusieurs décennies, comme le montre la photographie ci-dessous.

Inondation de la rue Walter, à Saint John, N.-B., causée par la tempête post-tropicale Hanna en 2008. Photo: Cheryl Killam
Inondation de la rue Walter, à Saint John, N.-B., causée par la tempête post-tropicale Hanna en 2008. Photo: Cheryl Killam

Les précipitations des systèmes post-tropicaux sont très souvent amplifiées par un système frontal qui se trouve déjà dans les parages quand le cyclone tropical arrive. L’humidité élevée du cyclone tropical est aspirée par ce système frontal. L’atmosphère extirpe toute cette humidité et la convertit en pluie torrentielle.

En 1999, les restes mineurs de la tempête tropicale Harvey ont remonté le littoral de l'est des États-Unis. Les vents étaient très faibles, mais la tempête avait conservé toute son humidité tropicale. Quand Harvey a atteint les Maritimes, un front stationnaire sur la Nouvelle-Écosse a suffi à provoquer des pluies torrentielles sur un vaste territoire. On a enregistré une pluie maximale de 300 mm à Oxford, en Nouvelle-Écosse (voir la carte).

Au Canada, l'ouragan le plus mémorable demeure Hazel en 1954. L’inondation a fait 80 victimes à Toronto lorsque la rivière Humber a quitté son lit au cours de la nuit durant laquelle plus de 200 mm de pluie sont tombés.

Carte de la trajectoire des précipitations de la tempête tropicale Harvey dans les Maritimes en 1999
Carte de la trajectoire des précipitations de la tempête tropicale Harvey dans les Maritimes en 1999

Ondes de tempête

Nos voisins américains on un excellent slogan pour inciter les gens à se préparer aux ouragans :

« Hide from the wind--run from the water. » - Cachez-vous du vent; fuyez l’eau.

De récentes statistiques démontrent que la plupart des décès aux États-Unis causés par les cyclones tropicaux sont dus aux inondations. Cependant, ce n’est pas parce que les dangers le long des côtes ont diminué. C’est parce que les gens s'éloignent dorénavant des côtes lorsque l’alerte est donnée. Les avertissements d’ouragan plus efficaces, ces dernières années, ont sauvé d’innombrable de vies. Aujourd’hui, grâce à suffisamment d’avertissements, les gens « fuient l’eau » le long de la côte et se réfugient à l'intérieur des terres, à l'abri du vent.

L’onde de tempête est le danger provoqué par l’eau sur la côte. Il s’agit du plus grand danger que présente un ouragan pour tous les gens sur la terre ferme. Une onde de tempête est une élévation des eaux de la mer ou d'un lac le long de la côte ou des rives causée par une combinaison de vents violents et de basse pression. Les ondes de tempête se produisent avec les cyclones tropicaux (par exemple, les ouragans) et les cyclones extratropicaux (comme les orages d'hiver). La basse pression au centre de la tempête soulève l’eau de la mer comme le fait un aspirateur sur un tapis. Certains croient que cet effet est la principale cause des ondes de tempête qui viennent avec les ouragans. En fait, c’est le vent qui précède l’ouragan qui provoque les grandes ondes le long du littoral; 75 % de l'onde ou plus est causée par le vent et non par la basse pression.

Voici la règle de calcul simple et générale pour estimer l,apport de la basse pression à l'onde d'une tempête: 1 cm d'élévation au-dessus de la marée prévue pour chaque millibar (hectopascal) sous la pression atmosphérique standard de 1 013 hPa. Par exemple, la pression centrale de l’ouragan Juan (2003) était de 974 hPa lorsque celui-ci a frappé la côte tout juste à l'ouest du port de Halifax. La pression seule aurait provoqué une onde d’environ 39 cm. Toutefois, l’onde mesurée dans le port de Halifax faisait environ 150 cm. Il est donc clair qu’un phénomène plus puissant était à l'œuvre.

Le vent est la clé. Quand un ouragan approche de la côte, le gradient barométrique élevé (différence marquée de pression atmosphérique dans une zone restreinte) pousse la surface de la mer devant la tempête et principalement à droite de sa trajectoire. D’autres facteurs tels que la vitesse de déplacement de la tempête, l’angle d’arrivée de la tempête sur la côte et la bathymétrie côtière (la forme du fond de l'océan) sont tous des facteurs qui influent sur l'onde de la tempête aux divers endroits frappés sur le littoral. Mais le vent demeure le facteur de premier plan.

Voici les quatre événements indépendants qui doivent se conjuguer pour qu’on observe le « pire des scénarios » d’une onde de tempête dans la région atlantique canadienne : marée du printemps, périgée lunaire, marée haute durant le jour et puissante tempête. Voyez comment ceux-ci se sont conjugués pour l’ouragan Juan

Photos de dommages causés par l'ouragan Juan (2003). Les hautes eaux ont érodé le sol sous les rails et renversé les wagons dans le port de Halifax.

Wagons balayés par l’onde de tempête de l’ouragan Juan (2003) dans le port de Halifax. Photo : Roger Percy et Andre Laflamme
Wagons balayés par l’onde de tempête de l’ouragan Juan (2003) dans le port de Halifax. Photo : Roger Percy et Andre Laflamme

Vagues océaniques

L’onde de tempête est le principal danger pour les gens sur la terre ferme, mais les fortes vagues demeurent la principale menace d'un ouragan pour ceux qui sont en mer. Des statistiques canadiennes révèlent qu’entre 1900 et 1950, 75 % des décès causés par les cyclones tropicaux canadiens l'ont été en mer. Depuis 1950, ce pourcentage a chuté à environ 25 %.

Toutefois, suivant le même raisonnement sur les pourcentages de décès causés par les ouragans aux États-Unis, il serait faux de croire qu'on court aujourd'hui moins de danger en mer quand arrive un cyclone tropical. Cela veut tout simplement dire que les marins sont mieux avertis et qu’ils font le nécessaire pour se mettre à l'abri. Les tempêtes tropicales et les ouragans demeurent très dangereux et les marins doivent bien comprendre la nature du danger.

Les cyclones tropicaux sont généralement plus petits que nos tempêtes aux latitudes moyennes. Les zones océaniques perturbées sont donc également plus restreintes. Mais cela ne signifie par pour autant que les vagues sont moins hautes. En fait, c’est tout le contraire. Certaines des vagues océaniques les plus hautes et les plus rapides à se former au monde ont été mesurées dans les eaux canadiennes pendant des cyclones tropicaux.

Illustration d’un cyclone tropical et de sa trajectoire. Les vents violents et les grosses vagues se trouvent à droite du centre de la tempête. Photo: Environnement Canada © 2009
Illustration d’un cyclone tropical et de sa trajectoire. Les vents violents et les grosses vagues se trouvent à droite du centre de la tempête. Photo: Environnement Canada © 2009

Les vagues océaniques sont formées par le vent. L’ouragan est une immense soufflerie. Il agit comme un gigantesque batteur à œufs dans l'eau, agitant la mer et projetant des vagues dans toutes les directions. Le vent qui accompagne la tempête à sa droite génère des vagues qui suivent la direction de la tempête. À gauche de la tempête, les vagues se dirigent dans le sens opposé à sa trajectoire. Les vagues de droite suivent plus longtemps les vents qui les génèrent et gagnent donc plus d’intensité que les vagues de gauche.

Vagues côtières

En novembre 2007, l’ouragan Noel s’est transformé en tempête post-tropicale énorme et s’est dirigé tout droit vers la Nouvelle-Écosse. La totalité de la côte atlantique et de la Nouvelle-Écosse a encaissé des rafales de 135 à 140 km/h et les vagues les plus destructrices jamais vues depuis des générations. Les vagues ont fait tellement de ravages que la Commission géologique du Canada a créé un site Web spécial sur l’impact côtier de la tempête post-tropicale Noel.  À Halifax, la bouée flottante qui mesure les vagues a enregistré des vagues de 15 m de haut, mais les pires conditions sont survenues à l’ouest de la ville, près de Peggy’s Cove, où les vagues déferlant sur la côte faisaient plus de 17 m.

Ce n'était pas la première fois que Peggy's Cove encaissait une onde de tempête extrême. En 1915, on a érigé un brise-lame pour réduire la violence des vagues. Mais l'ouragan Juan (2003) l'a tout de même enjambé avec des vagues en provenance du sud-est. Les vagues de la tempête post-tropicale Noel, montant du sud-ouest, l’ont détruit. Cela dénote bien toute la puissance et la taille des vagues de Noel, car le brise-glace se trouvait deux fois plus loin de la mer à l'intérieur des terres dans l’axe sud-ouest que dans l’axe sud-est.

Destruction par l’eau à Peggy's Cove (ouragan Juan (2003). Photo: Doug Mercer
Destruction par l’eau à Peggy's Cove (ouragan Juan (2003). Photo: Doug Mercer

Cinq mythes répandus sur les ondes de tempête

Mythe 1: Les vagues sont plus grosses à droite de l’ouragan parce que le vent y souffle plus fort.

En réalité, c'est plutôt le mouvement des vagues qui explique pourquoi celles se trouvant à droite de la tempête atteignent le double de la hauteur de celles de gauche. Les vagues de droite se déplacent avec la tempête sous de forts vents. Les vagues de gauche se déplacent dans la direction opposée et meurent rapidement derrière la tempête.

Mythe 2 : Les eaux sont calmes dans l’œil de la tempête.

Dans l'œil de la tempête, les vents sont calmes et le ciel est dégagé. Toutefois, les vagues océaniques sont loin d’être calmes. Les vents tournent dans le sens contraire des aiguilles d’une montre autour de tous les cyclones avec une spirale légèrement inclinée vers le centre. Étant donné que les vagues se déplacent dans le sens du vent qui les crée, celles qui apparaissent tout juste à l’extérieur de l’œil (dans les vents violents du mur de l'œil) convergent légèrement vers le centre. Bien que les vents deviennent à peu près nuls près du centre de la tempête, les vagues, une fois lancées, poursuivent leur route dans la même direction. Dans les ouragans stationnaires ou quasi stationnaires, les vagues ont tendance à se diriger vers le centre de la tempête, créant parfois des vagues gigantesques qui arrivent de toutes les directions. Une mer si désordonnée, qui ne semble pas avoir de direction, est la pire pour la navigation. C'est pourquoi les oiseaux et les insectes peuvent trouver refuge dans l’œil de la tempête, en altitude où les vents sont calmes, mais la surface de la mer est à éviter pour les navires qui veulent se mettre à l'abri.

Mythe 3 : « Le demi-cercle dangereux et le demi-cercle navigable »

Certains vieux manuels de navigation maritime (et parfois même certains manuels plus récents) font référence aux deux demi-cercles de l’ouragan : le demi-cercle dangereux et le demi-cercle navigable (que montre le schéma des vents plus haut). La description pourrait laisser croire que le demi-cercle navigable ne présente aucun danger. Rien n’est plus faux. S’il est impossible d’éviter un ouragan en mer, il est préférable de se trouver à gauche de sa trajectoire où la mer est plus navigable. Cependant, le danger persiste à cause des fortes rafales de vent et de la mer parfois chaotique, surtout près du centre de la tempête. Les deux demi-cercles sont dangereux. Il s’agit d'un ouragan!


Mythe 4 : Les ouragans « annoncent » leur approche par des lames qui les précèdent.

Là encore, de nombreux manuels de navigation maritime nous enseignent que l’une des « vertus » des ouragans est qu’ils s’annoncent en se faisant précéder de grandes lames océaniques. Souvent, ces lames arrivent plusieurs jours avant la tempête. Loin d'être un mythe, c'est tout à fait vrai pour les tempêtes qui se déplacent lentement. Toutefois, c’est rarement, voire jamais le cas au Canada, car les ouragans sous des latitudes moyennes voyagent beaucoup plus vite que les ouragans tropicaux (parfois de deux à trois fois plus vite). Les ouragans plus lents génèrent de grandes vagues qui avancent rapidement devant eux. Les tempêtes plus rapides forment de grandes vagues qui se déplacent à la même vitesse qu’elles. Et elles arrivent en même temps, les vagues étant captives de la formation de la tempête (la zone des vents qui génèrent les vagues).

Ces vagues « captives » ont été étudiées de près et modélisées au Centre canadien des ouragans depuis l’ouragan Luis (1995). Luis a provoqué des vagues phénoménales qui ont été mesurées par une bouée canadienne NOMAD et par le navire de croisière Queen Elizabeth II. On a enregistré des vagues de plus de 30 mètres (100 pieds) de haut.

L’ouragan Danielle (1998) demeure l’un des meilleurs exemples de vagues « captives ». Le graphique ci-dessous montre les hauteurs de vagues maximales et importantes. Les vagues « importantes » (moyenne du plus haut tiers des vagues) mesurées dans Danielle par la bouée NOMAD sont passées de 7 m à 16 m en deux heures à peine, arrivant en même temps que la tempête comme un « mur de vagues ».

Après le passage de Juan (2003), des personnes ont raconté qu’un « mur d’eau et de vagues » est entré dans le port de Halifax avec la tempête. Les vagues « captives » ne vous préviennent pas de l’arrivée de la tempête.

Graphique des vagues maximales et importantes enregistrées par la bouée 44141 durant l’ouragan Danielle, les 2 et 3 septembre 1998
Graphique des vagues maximales et importantes enregistrées par la bouée 44141 durant l’ouragan Danielle, les 2 et 3 septembre 1998


Mythe 5 : Les tempêtes plus violentes engendrent de plus grosses vagues.

Les vagues océaniques sont formées par le vent. La taille des vagues dépend de trois facteurs : La vélocité du vent, la taille de la zone venteuse (où la vitesse et la direction du vent sont à peu près identiques; ce qu'on appelle le parcours de formation des vagues) et le temps nécessaire au vent pour créer les vagues. De nombreuses personnes croient que la vélocité du vent est la cause principale des grosses vagues. Pourtant, même dans les plus petites tempêtes telles que les cyclones tropicaux, le parcours de formation des vagues est tout aussi important. On en a déjà eu de nombreuses preuves avec des systèmes tropicaux plus faibles qui, dans les eaux canadiennes, forment des vagues tout aussi grosses que celles des grands ouragans sous les tropiques. Les vagues « captives » d’ouragan de catégorie 1 peuvent être aussi grosses que celles d’un ouragan de catégorie 4 sous les tropiques. En fait, les vagues en eaux canadiennes peuvent être pires, car elles accompagnent la tempête et n’avertissent pas de l’arrivée de l'ouragan. Elles font partie d'une tempête qui se déplace rapidement (de deux à trois fois plus vite que les tempêtes sous les tropiques) et peuvent franchir la distance des Carolines aux Maritimes en une seule journée.

Flots de retour

Les courants littoraux sont causés par les vagues qui déferlent en angle sur le rivage. Ils accompagnent généralement les vagues plus distantes l'une de l'autre (vagues dont les crêtes sont plus espacées) et surviennent avec les vents violents et soutenus, par exemple des tempêtes et des ouragans tropicaux. Si la bathymétrie (fond de la mer) de la plage est irrégulière, les vagues se concentrent à certains endroits à cause de la réfraction. La réfraction « détourne » les vagues vers les pointes ou les caps où elles prennent de l’ampleur. Les courants littoraux plus éloignés des plus gros brisants sont plus forts. L’eau qui s’accumule dans la zone de déferlement sous l’action des brisants finira par retourner au large, souvent en courants forts et étroits appelés les flots de retour (parfois appelés courant sagittal).

Formation des flots de retour. Photo: Environnement Canada © 2009
Formation des flots de retour. Photo: Environnement Canada © 2009

Les flots de retour peuvent atteindre des vitesses de 4 à 6 km/h. Certaines plages affichent des mises en garde, car ils sont dangereux.  Des baigneurs non avertis pris dans un flot de retour peuvent se débattre jusqu’à l’épuisement sans bouger. Un nageur entraîné vers le large par un flot de retour ne doit pas lutter contre celui-ci, mais tenter de s'en sortir en nageant parallèlement à la plage. Une fois sorti du flot de retour, il sera ramené vers la plage par les vagues.

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