Nuages, îles, tourbillons de Karman spectaculaires et incendies observés par le satellite européen Envisat

Lîle d’Arros, à proximité de l’île Saint-Joseph, dans l’archipel des îles Amirante aux Seychelles a fait beaucoup de vagues cet été, avec l’affaire Woerth-Bettencourt, le statut juridique de l’île lié à une possible fraude fiscale.

Ici, il est question d’îles qui créent des tourbillons de nuages avec une image très spectaculaire acquise par le satellite ENVISAT dans la région autour de l’île Madère et de l’archipel des Canaries.

Il s’agit de tourbillons de Karman créés dans les nuages par l’écoulement du vent autour des îles. Bien que ce phénomène soit assez fréquent dans l’archipel des Canaries (voir un autre article sur ce blog), cet exemple en août 2010 est très caractéristique. Comprendre les conditions d’apparition de ce phénomène amène à s’intéresser à la mécanique des fluides et aux écoulements turbulents. L’observation de la terre illustre ici une situation qu’on rencontre plus habituellement en aéronautique (aérodynamique des avions) en dans les grands travaux (ponts suspendus par exemple).

L'image du 14 août montre malheureusement également un panache de fumée sur l'île de Madère : il s'agit d'un incendie important qui ravage la parc écologique de Funchal sur les hauteurs de la ville. L'incendie aurait presque intégralement détruit le parc, réduisant à néant les efforts pour réimplanter des espèces d'arbres et plantes rares ou endémiques de Madère (sorbier, muguet, laurier des Canaries et autres espèces de la familles des lauraceae). En dehors du mauvais coup porté à la biodiversité, cet incendie accroît les  risques et l'impact potentiel d'inondations sur la ville. En février 2010, la ville de Funchal a déjà subi des précipitations intenses qui avaient fait 51 victimes sur l'île de Madère.

Tourbillons de Karman dans l’archipel des Canaries vus par le satellite européen ENVISAT.
A gauche, image acquise le 14 août 2010 à 11h16 UTC par le capteur MERIS du satellite ENVISAT.
A droite, la même zone vue le 8 août (en haut) et le 11 août (en bas).
Les images publiées ici ont une résolution réduite d’un facteur 2 par rapport à la pleine résolution
des images d’origine. Crédit image : Agence Spatiale Européenne (ESA)

Les phénomènes de tourbillons de Karman se rencontrent en général à proximité de petites îles ou de chapelets. L’image ci-dessous est un autre exemple à proximité de l’île de Guadalupe, au large de la côte ouest du Mexique. L’image provient également du satellite européen ENVISAT.

L’île de Guadalupe au large du Mexique vue par le satellite Envisat.
Extrait d’une Image acquise le 14 août 2010 à 18h21 UTC. Cliquer sur l'image pour la voir en pleine résolution. Un léger rehaussement de contraste a été appliqué par Planète Sciences Midi-Pyrénées.
Crédit image : Agence Spatiale Européenne (ESA)

En savoir plus :

• Un autre article sur les tourbillons de Karman et un article sur les incendies de 2007 dans les îles Canaries sur le blog « Un autre regard sur la Terre ».
• Sur Wikipedia, un article sur les allées de tourbillons de Bénard-Von Karman (vortex street en anglais).
  
• Un cours de mécanique des fluides de Marc Fermigier, en français, du Laboratoire de Physique et de Mécanique des Milieux hétérogènes, sur le site de l’ESPCI (Ecole Supérieure de Physique et de Chimie Industrielles de la ville de Paris (ParisTech).
• Aspirisoufle,  une bande-dessinée mettant en scène le célèbre Anselme Lanturlu, créé par Jean-Pierre PETIT, où il est question de physique, d'aérodynamique, de mécanique des fluides et de théorème de Bernoulli. Presque élémentaire mon cher Watson !  A lire absolument...
• Pour mémoire, les coordonnées de l’île d’Arros (à voir avec Google Earth par exemple) : -5.416477° 53.299143° (latitude, longitute). Coller les coordonnées dans la fenêtre « Aller à… »), des photos de l’île sur Panoramio et sur le site du journal Libération.

Suggestions d’utilisations pédagogiques en classe :

• Un recherche de tourbillons de Karman : en utilisant le site MIRAVI de l’Agence Spatiale Européenne, rechercher des situations similaires au cours des 12 derniers mois, dans la même région et ailleurs dans le monde. Merci de poster un commentaire avec les résultats trouvés (date et position géographique). Je publierai un article si je reçois suffisamment d’exemples intéressants.
• Des expériences d'aérodynamique avec une maquette de soufflerie ou un bassin d'écoulement. Voir un très bel exemple de travail expérimental réalisé en classe (Héléna LACROIX et Marion DERIOT sous la direction d'Hervé IDDA, lycée Gustave Eiffel de Dijon) sur le site de sciences à l'école, ou comment s'instruire en buvant son café le matin !