La foudre est souvent mesurée par des réseaux de détection au sol, mais on peut aussi la détecter par les satellites. Ces systèmes utilisent des techniques de détection différentes : on mesure l’onde électromagnétique ou le spectre visible de l’éclair.
MétéoSuisse dispose des données de foudre en temps réel. Elles sont fournies par l’entreprise française Météorage. Ces données peuvent être visualisées sur l'application MétéoSuisse ainsi que sur notre site internet. Météorage exploite un réseau de capteurs de foudre, analyse les données brutes pour localiser les éclairs et transmet les données à MétéoSuisse. Vous pouvez trouver une description de ces données dans cet article.
La détection de la foudre est importante pour les systèmes de nowcasting qui permettent la prévision à court terme des orages et l'émission des flash-orage et pour l'aviation afin d'assurer la sécurité.
Il existe différentes techniques de détection de la foudre par les systèmes au sol. Les satellites peuvent également permettre de repérer la foudre. Dans ce blog, nous présentons différentes techniques : les systèmes basés sur la basse fréquence, typiquement de 30-300 kHz (comme celui de Météorage), les systèmes basés sur la très basse fréquence, typiquement de 3-30 kHz (par exemple, utilisés par le service météorologique britannique, le Met Office) et les systèmes satellitaires basés sur des instruments optiques.
Les systèmes de détection au sol requièrent un réseau de capteurs de foudre. Dans le cas de Météorage, il s'agit d'un réseau européen de capteurs. Chaque capteur mesure en permanence les variations du champ électromagnétique et est capable de distinguer celles créées par les éclairs. La localisation de l’éclair est possible lorsque le même signal (la même signature d'onde) est mesuré par plusieurs capteurs. La combinaison des techniques de triangulation et de différence de temps d'arrivée permet de localiser un éclair avec une bonne précision, de l'ordre de 100 m à 1 km. Un tel système de détection nécessite une densité de capteurs assez élevée (la distance entre les capteurs est de l'ordre d'une centaine de kilomètres).
Un deuxième type de réseau au sol assez similaire utilise les très basses fréquences. Cela permet de détecter les signaux électromagnétiques plus lointains, et la densité du réseau peut être moins élevée. Ce type de réseau détecte les ondes qui peuvent être réfléchies par l’ionosphère (couche de l’atmosphère partiellement ionisée, qui se trouve au-dessus de la troposphère où se produisent les phénomènes météorologiques) et le sol. L'onde se propage alors comme dans une fibre optique, c’est-à-dire que les ondes sont refléchies par la terre et l’ionosphère sans grande atténuation. Ici aussi, plusieurs capteurs sont nécessaires pour réussir à localiser la foudre.
Grâce à la différence de temps d'arrivée du signal, les algorithmes peuvent déterminer la position de la décharge. Ce type de réseau a été préféré par exemple par le Met Office, qui gère un réseau de ce type de capteurs (LEELA). La distance entre les capteurs est de l'ordre de plusieurs centaines de kilomètres, ce qui permet une couverture plus large. Un capteur de ce réseau est installé sur notre site de Payerne et nous disposons aussi des données du réseau LEELA.
La technologie émergente qui permet de localiser les décharges est celle des satellites. Les satellites équipés de caméras utilisent le spectre visible des éclairs pour les localiser. Il s'agit de caméras à haute résolution temporelle qui observent la Terre. Grâce à plusieurs étapes de filtrage et de traitement de ces images, il est possible de distinguer les éclairs sur ces produits satellitaires.
Avec les satellites de troisième génération MTG, l'Europe disposera de son premier instrument de type, "Lightning Imager". Les données opérationnelles devraient être disponibles à partir de la mi-2024. MétéoSuisse les recevra également.
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