Un nuage pèse comme quelques baleines
On a l’image d’un nuage vaporeux, léger, presque aérien. C’est une illusion d’échelle. Un modeste cumulus (ceux qu’on voit flotter l’été par dizaines dans un ciel bleu) fait environ un kilomètre de large sur un kilomètre de profondeur. À l’intérieur, l’eau sous forme de minuscules gouttelettes représente une masse de l’ordre de 500 tonnes. L’équivalent de sept à huit baleines bleues. En l’air. Au-dessus de votre tête. Sans s’écraser.
Les gros nuages d’orage, eux, peuvent transporter plusieurs dizaines de milliers de tonnes d’eau. Un gigantesque bassin suspendu.
Chaque gouttelette tombe si lentement qu’elle flotte
L’astuce, c’est la taille. Les gouttes d’eau d’un nuage ne sont pas les grosses gouttes de pluie qu’on imagine : elles font environ 0,01 mm de diamètre. Un millier de fois plus petites qu’une goutte de pluie. À cette échelle, l’air résiste énormément par rapport au poids de la gouttelette : c’est la même physique qui fait qu’une poussière dans un rayon de soleil descend à peine. Une gouttelette de nuage tombe à environ un centimètre par seconde. Il lui faudrait 28 heures pour descendre d’un kilomètre dans un air parfaitement immobile.
Or l’air n’est jamais parfaitement immobile. Les nuages se forment précisément là où de l’air humide monte : à quelques dizaines de centimètres par seconde, parfois bien plus. Ce souffle ascendant suffit à maintenir les gouttelettes en suspension presque indéfiniment. Elles flottent comme un brouillard coincé à un plafond invisible : le niveau où l’air se refroidit assez pour que la vapeur se condense.
Quand la pluie naît
Tant que les gouttelettes restent minuscules, le nuage tient. Mais à l’intérieur, elles se rencontrent, se collent, fusionnent. Certaines grossissent plus vite que d’autres. Lorsqu’elles atteignent environ un demi-millimètre de diamètre, leur poids prend enfin le dessus sur les courants ascendants. Elles se mettent à tomber pour de bon, en accélérant, jusqu’à 9 mètres par seconde pour une grosse goutte de pluie.
Un nuage qui pleut, c’est un nuage qui a laissé ses gouttelettes trop grossir. Dans les orages les plus violents, les courants verticaux sont tellement puissants qu’ils rattrapent les gouttes en chute, les renvoient vers le haut, les font geler, les relâchent, les regèlent — et c’est ce qui fabrique la grêle.