Vent de surface

Le vent de surface décide du décollage et de l’atterrissage, les deux phases qui concentrent les incidents. Trois critères du catalogue le décrivent : la force (wind_10m), la régularité (gust_spread, et gust_10m pour les textes libres) et la direction par rapport au site (sector). Cette page commence par la convention de mesure, parce que tout le reste en dépend.

Comment on mesure un vent

La convention mondiale est fixée par le guide des instruments de l’OMM S1 et reprise par Météo-France S2 S3 :

Pourquoi 3 secondes : une rafale de cette durée parcourt 50 à 100 m par vent fort, assez pour envelopper entièrement une structure de taille courante et lui appliquer toute sa charge S1. Un parapente et ses suspentes font 10 à 15 m : une rafale de 3 secondes le prend en bloc.

Le rapport G = V_rafale / V_moyen s’appelle facteur de rafale. Il dépend de la fenêtre d’observation : plus la période est longue, plus on a de chances d’y rencontrer un maximum élevé. En terrain « assez dégagé », G ≈ 1,5 sur 10 minutes et G ≈ 1,6 sur une heure S5. Il dépend aussi de la rugosité du sol : 1,4 sur une prairie plate à 10 m de hauteur S57, davantage en relief ou en ville.

Le modèle fournit wind_gusts_10m comme maximum de l’heure précédente S4. Les balises publient en général un max sur 10 minutes. Les deux écarts rafale ne sont donc pas directement comparables : à turbulence égale, celui du modèle est plus grand d’environ 0,1 × U, soit 2 km/h pour un vent de 20 km/h S5.

Vent 10 m

Définition

wind_speed_10m : vitesse instantanée à l’heure ronde, 10 m au-dessus du sol de la maille, en km/h S4. C’est un vent de maille, lissé sur 2,5 km, sans correction de relief (voir Modèles et données).

Mécanisme

Trop de vent empêche d’avancer, de revenir au terrain et de se poser ; il ajoute de la turbulence mécanique sous le vent de tout obstacle. Trop peu de vent n’est un problème que pour le vol de pente, qui a besoin d’un écoulement pour tenir.

Dérivation des bornes hautes

Trois raisonnements indépendants convergent vers 25–35 km/h (Le parapente comme système de mesure) :

1. Pénétration. V_sol = V_air − V_vent ; garder 10 km/h de marge donne 28 km/h bras hauts, 40 km/h accéléré.
2. Règle constructeur. Vent ≤ 2/3 de la vitesse maximale S17 : 25 km/h sans accélérateur, 33 km/h avec.
3. Survitesse de crête. Le vent de maille sous-estime le vent au décollage de 2 × h / L, souvent 20 à 50 % S12. Un vent de maille de 20 km/h vaut 25 à 30 km/h sur la crête.

Les repères publiés confirment l’ordre de grandeur :

• Échelle de Beaufort : force 4 « jolie brise » 20–28 km/h (« soulève poussière et papiers, agite les petites branches »), force 5 « bonne brise » 29–38 km/h (« les petits arbres en feuilles se balancent ») S32.
• La grille d’analyse de risque du Brevet de pilote FFVL pose la question « À quelle hauteur souffle un vent supérieur à 30 km/h ? » et gradue le risque selon cette hauteur S33. Un site école de la fédération interdit le décollage « par vent fort supérieur à 30 km/h » S34.

La conclusion est une hiérarchie de marges : plus le profil ajoute d’autres sources de turbulence (thermique) ou d’exposition (passager), plus la borne descend sous la limite physique.

Pas de minimum, sauf en soaring

Le vent nul n’empêche pas un décollage face à la pente ni un vol thermique. Le manuel du planeur de la FAA note que les thermiques se forment par vent calme ou faible, et qu’un vent de 5 à 10 nœuds (9–19 km/h) tend seulement à mieux les organiser S35. Les profils thermiques, débutant, biplace et treuil n’ont donc pas de minimum ; sous 5 km/h l’axe n’est simplement plus jugé (voir Secteur).

Soaring : 15 à 35 km/h

Le vol de pente a besoin d’un écoulement ascendant. Quand le vent rencontre une pente d’angle α, il la suit, et sa composante verticale vaut, pour un vent U faisant un angle φ avec la perpendiculaire à la pente :

w ≈ U × cos φ × tan α

Avec U = 15 km/h = 4,2 m/s, face à la pente (φ = 0), et une pente à 30° (tan α = 0,58) : w ≈ 2,4 m/s, soit environ deux fois le taux de chute de l’aile. C’est la marge minimale pour tenir en l’air et se déplacer le long de la pente. Sous 15 km/h, la pente ne porte plus que par vent exactement perpendiculaire et sur un relief raide.

La borne haute de 35 km/h est la force 5 Beaufort ; elle n’est tenable que si le vent est laminaire, ce que le critère d’écart rafale du profil soaring impose (voir ci-dessous).

Réglage par profil

Limites

• Vent de maille, pas de crête : la survitesse est absorbée par la marge, pas calculée.
• Instantané : le vent de 13 h 30 peut différer de celui de 13 h et de 14 h.
• La rafale AROME est un diagnostic paramétré à partir de l’énergie cinétique turbulente ; elle représente bien les rafales synoptiques et convectives, mal les rotors et les décollements de relief que la maille ne résout pas S4 S6.

Ce que Sciron calcule

• Valeur lue : hour.windSpeed10m dans evaluateRule (src/lib/forecast/strategy.ts), comparée aux bornes min / max par evaluateNumeric.
• En soaring, la moyenne balise (beacon_avg) est un second critère bloquant quand la balise est utilisable : la prévision et la mesure doivent toutes deux être dans la plage (Balises).

Écart rafale

Définition

gust_spread = wind_gusts_10m − wind_speed_10m, en km/h : la rafale maximale de l’heure précédente moins le vent moyen instantané S4. Le catalogue contient aussi gust_10m, la rafale absolue, utilisée par le compilateur quand un pilote écrit « rafales max 25 km/h » ; aucun preset ne s’en sert.

Mécanisme

Une rafale impose à l’aile une variation d’incidence et de pression interne. Au décollage, une rafale de 10 km/h sur un vent de 15 km/h fait passer la vitesse relative de 15 à 25 km/h en quelques secondes : l’aile monte brutalement, puis retombe quand la rafale passe. En vol, c’est la cause première des fermetures, elles-mêmes première cause de mortalité (Le parapente comme système de mesure). Près du sol, la FFVL cite le gradient de vent (variation rapide de la vitesse du vent, qui change la vitesse relative de l’aile) comme danger à l’atterrissage, « par vent très fort mais aussi par vent modéré si le pilote est déjà à basse vitesse » S29.

Dérivation : un seuil absolu est une contrainte relative

L’écart rafale se réécrit avec le facteur de rafale :

Δ = V_rafale − V_moyen = U × (G − 1)

Un seuil fixe sur Δ est donc une exigence sur G qui se durcit quand le vent forcit. Pour chaque profil, au vent maximal autorisé :

Deux conclusions :

• Le profil soaring est le plus exigeant en régularité, ce qui est le bon ordre : à 35 km/h de vent, une rafale de 10 km/h met l’aile à 45 km/h relatifs, au-delà de sa vitesse bras hauts.
• Tous les seuils sont sous les 18 km/h qui définissent une « rafale » dans le langage de Météo-France S2. Les profils refusent des conditions que le bulletin public n’appelle même pas rafaleuses.

L’intensité de turbulence I = σ_u / U (écart-type de la vitesse sur la moyenne) se déduit de G par G − 1 ≈ k_p × I, avec un facteur de pointe k_p de 2,5 à 3,5 selon la fenêtre S5. G = 1,33 correspond à I ≈ 0,10–0,13 ; G = 1,6 à I ≈ 0,17–0,24, la valeur typique d’un terrain ouvert à 10 m S5.

Réglage par profil

Voir le tableau ci-dessus. Le biplace ajoute une alerte pour Δ entre 6 et 8 km/h.

Limites

• Fenêtre. La rafale du modèle est un max horaire : l’écart est gonflé d’environ 0,1 × U par rapport à une balise 10 min S5. Un seuil de 8 km/h sur le modèle vaut à peu près 6 km/h sur une balise.
• Nature de la rafale. Le diagnostic AROME capte la turbulence de la couche limite et des averses ; il ne voit pas les rotors de relief sous la maille.
• Pas de direction. La rafale du modèle n’a pas de direction ; or une rafale tourne souvent de plus de 45° S2. Seule la balise mesure la stabilité de direction.

Ce que Sciron calcule

evaluateRule, cas gust_spread (src/lib/forecast/strategy.ts) : hour.windGusts10m − hour.windSpeed10m, puis evaluateNumeric. Si l’un des deux manque, un bloquant rend l’heure incertaine.

Secteur

Définition

sector compare la direction du vent 10 m au secteur publié du site, exprimé en points de la rose des vents à 16 directions (22,5° chacune). Deux modes :

• required : le secteur doit être connu et le vent dedans ;
• if_wind_ge : le contrôle ne devient bloquant qu’à partir d’un vent seuil (8, 12 ou 15 km/h selon le profil) ; en dessous, un vent hors secteur n’est qu’une alerte.

Dans tous les cas, sous 5 km/h (AXIS_WIND_MIN_KMH), l’orientation n’est pas jugée.

Mécanisme

Le vent porte sur la pente seulement s’il la frappe. Pour un vent U faisant un angle φ avec la perpendiculaire à la pente, la composante verticale est :

w = U × cos φ × tan α

Le secteur publié d’un site est la discrétisation de cos φ > 0 avec une marge : il exclut en général les directions au-delà de 45 à 60° de la face.

Au-delà de 90°, le site est sous le vent. Le circulaire de la FAA sur les vents de montagne décrit, à partir de 20 nœuds (37 km/h) au niveau des crêtes, « une turbulence modérée ou plus, de forts courants ascendants et descendants, et des zones de rotor et de cisaillement très fortes » sous le vent S36 ; SKYbrary situe le rotor « sous les crêtes de l’onde, près ou sous le niveau de la crête » S37. Le manuel FFVL de Cycle 1 liste « turbulences sous le vent » et « rouleaux » parmi les pièges aérologiques, et avertit que sous le vent des arbres la turbulence « peut se faire sentir au-delà de 200 m » par vent fort S29.

Décollage vent arrière

La vitesse nécessaire pour décoller est une vitesse air. Avec une vitesse minimale d’environ 25 km/h S15, le pilote doit courir à 25 − V_vent par vent de face et 25 + V_vent par vent arrière. Un vent arrière de 5 km/h impose donc 30 km/h de course, qu’une pente ordinaire ne permet pas avec une aile qui traîne. C’est pourquoi le profil débutant exige le secteur dès 5 km/h : « une légère arrière n’est pas un vent nul ».

Pourquoi 5 km/h

La force 1 de Beaufort (1–5 km/h) est définie par « la direction du vent est indiquée par la fumée, mais pas par les girouettes » S32. Sous ce seuil, une direction n’a pas de sens physique stable, ni dans le modèle ni sur une manche à air. Le choix de ne pas juger l’axe sous 5 km/h est fondé sur cette définition.

Pourquoi 8, 12 et 15 km/h en thermique

En journée thermique, le vent de surface sur une pente ensoleillée est dominé par la brise de pente : un courant montant de 1 à 5 m/s (4 à 18 km/h), parfois 3 à 5 m/s dans les vallées alpines, dont la direction suit l’éclairement et change au fil des cycles thermiques S38 S39. Tant que le vent de maille est faible, sa direction raconte autant la brise que le vent météo ; la bloquer serait refuser des heures volables. Les seuils 8 / 12 / 15 km/h croissent avec l’exposition du profil (plus le pilote va loin, plus le vent météo compte) ; ils ne sortent pas d’une source, ce sont des choix d’ingénierie calibrés sur la vitesse des brises.

Réglage par profil

Limites

• Le secteur ne contrôle que le sol. Un vent de surface dans l’axe peut être une brise de pente sous un vent météo opposé. Le pilote décolle face à la brise et entre dans le rotor dès qu’il dépasse la crête. Ce cas est le critère lee_wind (Vent en altitude).
• Rose à 16 points. Un vent à 11° d’une limite de secteur est classé dedans ou dehors sans nuance ; la portance réelle varie continûment avec cos φ.
• Direction de maille. La direction du modèle est celle d’un terrain moyen ; les vallées canalisent le vent et le font tourner.

Ce que Sciron calcule

• directionInSector (src/lib/forecast/criteria.ts) : arrondit la direction au point de rose le plus proche (Math.round(deg / 22,5) mod 16) et teste l’appartenance au secteur publié.
• assessWindAxis et AXIS_WIND_MIN_KMH = 5 (src/lib/forecast/wind-axis.ts) : verdict dans_axe, hors_axe, trop_faible, secteur_absent, direction_absente.
• evaluateRule, cas sector (src/lib/forecast/strategy.ts) : applique le mode et le seuil du profil ; une balise fraîche (moins de 30 min) qui contredit la prévision sur l’appartenance au secteur rend l’heure inadaptée (beaconAxisContradiction).