Comment fonctionne un radar météo ?

Le radar météo traque la pluie et la neige

Aussi appelé radar à précipitations, le radar météo fait partie des appareils de mesure principaux pour Météo France et d’autres organisations météorologiques.

Affichant en temps réel les précipitations sur la carte de tout un territoire, le radar météo est redoutable pour les prévisions de pluie comme de neige.

Un radar monostatique (le plus commun des radars météo) est constitué d’un émetteur, d’où émane une onde radio. Ensuite, cette onde est amenée vers l’antenne à l’aide d’un guide d'onde. Le duplexeur est en charge de diriger l'onde vers l'antenne au moment de l'émission ou le signal de retour depuis l'antenne et en direction du récepteur lors de la réception.

Comme vous l’avez vu, il n’y a qu’une seule antenne sur le radar météo et elle a deux fonctions : d’abord, elle diffuse l'onde électromagnétique à travers l'atmosphère et ensuite, elle récupère cette même onde rétrodiffusée par la cible (les gouttes de pluie ou de neige, plus précisément les hydrométéores). Le radar doit être minutieusement calibré pour pouvoir résister à la puissance en mégawatt que le récepteur reçoit.

Lorsque le récepteur reçoit le signal incident, c’est son rôle de le traiter. C’est le traitement du signal brut par le radar météo qui permet de fournir les données recherchées par l'opérateur : la cartographie des précipitations et leur suivi, l’extraction de paramètres météorologiques ou océanographiques, les prévisions de pluie ou de neige, etc.

C’est le système électronique du radar météo qui contrôle tout cela directement et qui affiche ces données aux utilisateurs. Transformer une onde en information digeste sur les prévisions de pluie et de neige n’est pourtant pas chose aisée à première vue !

Fonctionnement d’un radar météo pour les prévisions de pluie et de neige

Avant d’aller plus loin et pour commencer à comprendre comment un radar météo peut prévoir les précipitations, revenons la signification du mot radar : “Radio Detection And Ranging”, ce qui veut dire en bon français “détection et télémétrie par ondes radioélectriques”.

Il est donc question d’envoi et de réception d’ondes. Mais encore ?

Entrons ensuite dans le détail : comment ça marche concrètement, un radar météo ?

Contrairement à un pluviomètre, un radar météo ne permet pas de calculer ni de prévoir le niveau des précipitations en eau, mesuré en mm/h. Ils déduisent une réflectivité radar en fonction de la mesure de la puissance rétrodiffusée.

La mesure radar fonctionne selon un principe physique bien connu : c’est la réflexion des ondes électromagnétiques par certains objets, les cibles (ici, les hydrométéores des précipitations). Dans le cas d’un radar météo, ce dernier mesure donc la puissance qui est rétrodiffusée par un ensemble de gouttes de pluie, c’est de cette manière qu’il peut définir précisément où se trouvent les précipitations et comment elles se déplacent.

Par la suite, pour mesurer l'intensité des précipitations (parce que la météo annonce ces données, il faut bien les obtenir à un moment), il faut la déduire en utilisant une conversion réflectivité – intensité, selon la loi Z-R. Attention, cela devient technique ! Qui a dit qu’un radar météo avait un fonctionnement simple ?

Nous pourrions entrer bien plus dans les détails du fonctionnement d’un radar météo, mais nous allons en rester là pour cette fois. Sauf si vous êtes météorologue, il y a peu de chance que vous ayez besoin de plus d’informations... et si vous l’êtes, vous savez déjà précisément comment fonctionne un radar météo !

Comment sont utilisées les données des radars météo ?

Si vous avez à disposition sur votre smartphone, sur votre station météo, à la télévision ou ailleurs des prévisions de pluie ou de neige, c’est très probablement que vous utilisez sans le savoir un radar météo. Il est très difficile de prévoir les précipitations autrement qu’avec cet appareil et c’est souvent directement de Météo France qui provient l’information.

Connaître les prévisions de pluie permet de pouvoir mieux jardiner, d’organiser plus facilement des randonnées exceptionnelles ou encore de savoir comment vous habiller cet après-midi. Il vous suffit de jeter un œil à vos appareils connectés ou de regarder une carte des précipitations interactive sur internet : actualisées toutes les 15 minutes, elles sont aussi déclinées sous forme de pages que vous connaissez peut-être : “va-t-il pleuvoir dans l’heure ?” en est un bon exemple.

Savoir quel est le risque de précipitations est très utile et parfois nécessaire dans certains secteurs. On utilise aussi les radars météo pour mieux appréhender les orages et autres tempêtes : les analyser est la clé pour en limiter les impacts. C’est par ailleurs l’une des grandes missions de Météo France.

Pour résumer, retenons que la mesure faite par ces radars est la réflectivité, c’est à dire la proportion de l'onde émise par le radar rétrodiffusée par les hydrométéores. Pour simplifier ce principe de fonctionnement, vous pouvez juste noter que les ondes émises par les radars météorologiques frappent les gouttes de pluie et sont renvoyées au radar. C’est ainsi qu’on établit leur position et des prévisions.