Observatoire français des tornades et orages violents

Les tornades qui ont frappé le centre-ouest du pays ce 28 décembre 2020 se sont formées au sein d’un système convectif relativement étendu et durable (Mesoscale Convective System, MCS) qui a développé successivement plusieurs noyaux actifs en son sein.

Ce MCS s’est initié dès le début de matinée au sud du Finistère, puis a pris progressivement de l’ampleur en progressant sur le centre-ouest du pays, tout en développant une activité orageuse significative. Des noyaux de fortes réflectivités sont déjà identifiables en mer en milieu de matinée, dès la phase d’amorçage du futur MCS. Ils correspondent à des zones de forte activité convective, alimentée dans la portion la plus cisaillée et la plus dynamique de la limite pseudo-frontale (voir plus bas pour l’analyse de la situation météorologique).

La signature radar de l’un de ces noyaux se modifie alors rapidement vers 10h00 TU, lorsqu’il aborde la Baie de Bourgneuf, entre l’île de Noirmoutier et le littoral vendéen, à hauteur de Bouin. Il développe une forte ondulation et présente en quelques minutes une morphologie en S, signe d’une accentuation forte et concentrée des cisaillements, vraisemblablement consécutive à son arrivée dans un environnement riche en SRH de basses couches. On assiste alors à une probable circulation supercellulaire, qui devient rapidement tornadique.

L’animation radar ci-dessous montre la progression de ce noyau de fortes réflectivités entre 09h00 et 11h00 TU, par intervalles de 15 minutes, et illustre d’une manière plus générale le développement du MCS dans les terres du centre-ouest :

C’est ce noyau convectif intense qui a donné naissance aux tornades de Bouin et de Saint-Etienne-de-Mer-Morte, sans qu’il soit possible toutefois de certifier que ces deux tornades soient issues exactement du même vortex. Le cas échéant, ce vortex, situé de manière classique en bordure sud des plus fortes réflectivités, aurait alors parcouru l’ensemble de la zone sur plus de 30 kilomètres en ayant connu deux phases tornadiques successives. Même si cette hypothèse paraît la plus vraisemblable, il n’est pas exclu que la tornade de Bouin ait pu se développer sous un vortex situé en périphérie ouest de celui qui a généré quelques minutes plus tard la tornade de Saint-Etienne-de-Mer-Morte. Dans ce cas, les deux tornades seraient issues de deux zones de rotation distinctes mais proches.

Même si la première de ces deux hypothèses est la plus plausible, il est impossible pour l’heure de trancher de manière certaine entre ces deux possibilités. Quoi qu'il en soit, dans les deux cas, les deux phénomènes sont bien liés au même système convectif de manière générale, qui s’est donc révélé très actif et propice aux tornades.

Le système orageux producteur de cet oubtreak de tornades s’est formé sur le bord d'attaque d'une anomalie basse de tropopause dynamique, qui migrait alors rapidement depuis le sud-ouest de l'Angleterre vers le centre-ouest de la France, sur le flanc nord du courant-jet (voir ci-dessous à gauche la réanalyse ERA5 à 250 hPa). Cette anomalie s'est présentée en cours de matinée sur la Bretagne en se phasant avec un thalweg thermique à l'étage moyen, comme l'illustre le champ ci-dessous à droite ; on y identifie clairement  une limite froide d'altitude en cours d'enfoncement du Finistère à la Loire-Atlantique.

Associées à cette configuration d'altitude très dynamiques, les conditions près du sol étaient dominées par la descente, depuis les Ïles Britanniques, d'un vaste minimum dépressionnaire bien creusé. Celui-ci est venu se caler en journée au large des côtes de la Manche, induisant un fort flux de basses couches de la Bretagne à l'Aquitaine (ci-dessous à gauche). Une onde barocline bien alimentée dans les basses couches en air doux et humide, et pilotée directement par la dépression principale, se présente en matinée sur la Bretagne et s'enfonce vers les Charentes puis le Limousin en milieu de journée. Elle est identifiable sur le champ de thêta'w à 850 hPa, ci-dessous à droite, dans des teintes vertes. De l'air plus froid se rabat directement à l'arrière, constituant un pseudo front-froid, le long duquel s'est formé le système convectif tornadique. C'est ainsi une configuration très dynamique et bien phasée à tous les étages de la troposphère qui a présidé à la formation de ces orages producteurs de multiples tornades.

Afin d'analyser plus en détail la situation, le modèle WRF-ARW 3 km a été déployé dans une version « reforecast » initialisée sur ERA5 30 km (run lancé sur les conditions du 27.12.2020 18Z). Il apparaît notamment que les advections d'air doux et humide en basses couches liées à l'onde barocline ont sensiblement instabilisé les profils verticaux sur l'ouest du pays. Ainsi, en fin de matinée, des valeurs de MUCAPE souvent supérieures à 500 J/kg sont présentes des Landes à la Loire-Atlantique, soit des niveaux élevés pour une situation hivernale. C'est sur cet environnement instable que la limite secondaire s'est présentée et a développé un système convectif orageux actif ; le modèle représente d'ailleurs fidèlement ce système (voir ci-dessous à droite l'axe de fortes réflectivités sur le nord de la Loire-Atlantique notamment).

Les profils verticaux reconstitués pour Bouin et Touvois, à l'heure de survenue des tornades, témoignent bien de cet environnement à la fois instable et cisaillé, avec pour conséquence des ESRH respectives de 118 m²/s² et 148 m²/s², des MULI proches de -2 K et un STP qui oscille entre 0,1 et 0,5 :

On retrouve ainsi tous les ingrédients propices à un épisode convectif hivernal potentiellement tornadique sur ce secteur, que ce soit à échelle synoptique ou à méso-échelle.