Arbre pris par le givre.

Le givre est un dépôt assez lent de micro-gouttelettes d'eau en surfusion (à une température inférieure au point de congélation de 0 °C) sur une surface froide (à une température inférieure à 0 °C). En effet, l'eau peut rester sous forme liquide jusqu'à −39 °C à la pression atmosphérique au niveau de la mer, si elle ne rencontre pas de noyau de congélation^[1]. Mais lors d'un tel contact, elle passera directement à l'état solide et formera des cristaux de glace, comme se forme la neige^[2].

Source

Dans l'atmosphère, la source de gouttelettes pour le givre est un nuage ou le brouillard. Le givrage effectué sur des surfaces solides constitue alors un revêtement opaque et granuleux qui s'accroit dans la direction d’où vient le faible vent. Il est fréquent en hiver sur le sol, la végétation, les objets et les aéronefs. Le givre peut également se déposer sur des flocons de neige dans les nuages et les enrober d'un dépôt glacé qui augmentera leur densité (grésil).

Dans le manteau neigeux, la source est la vapeur d'eau :

• en cas de fort gradient de température, le givre de profondeur se constitue lentement (plusieurs jours) à la base du manteau, avec un cristal en forme de gobelet (creux à l'intérieur),
• en cas de fort rayonnement nocturne, le givre de surface se constitue rapidement (quelques heures) à la surface du manteau, avec un cristal en forme de flamme plane.

Ces 2 derniers givres sont translucides et sans cohésion.

• 
  Givre sur un carreau de vitre.
• 
  Accumulation de cristaux de givre de surface.
• 
  Givre sur une rose.
• 
  Givre vers Dülmen, Allemagne. Février 2021.

Givre par rapport à gelée blanche et au verglas

La gelée blanche n'est pas liée au phénomène de surfusion, au contraire du givre. Elle se déclenche immédiatement dès que le refroidissement de l'air (contenant de la vapeur d'eau) près de la surface solide, le plus souvent par rayonnement nocturne, lui a fait atteindre la température du point de gelée, et sans passer par une température plus basse. C'est donc une condensation solide (passage de l'état gazeux à l'état solide). La gelée blanche se présente généralement sous un aspect cristallin, prenant la forme d'aiguilles, de plumes, d'écailles, d'éventails etc. Ce que l'on voit sur une vitre, au sens scientifique, n'est pas du givre mais de la gelée blanche^[3].

Le verglas est de la pluie ou de la bruine qui gèle. Les gouttes sont plus grosses et ne sont pas nécessairement surfondues. En se congelant au contact d'objets sous le point de congélation, elles forment une couche claire uniforme sur ces surfaces^[4].

Conséquences du givre

Givre opaque sur un tube montrant la direction du vent lors de la déposition (depuis la gauche).

Sur des moteurs à carburateur (Ultra-léger motorisé, avions...), le givrage peut créer une obstruction du Venturi et donc, par manque d'oxygène, un dysfonctionnement voire un arrêt du moteur. Le problème peut être résolu par aspiration d'air préchauffé (prélevé au-dessus ou autour de l'échappement par exemple).

Le refroidissement brutal d'un air humide autour d'une aile d'avion très froide peut également créer les conditions favorables à la formation de givre sur son bord d'attaque. Un aéronef qui demeure un certain temps dans la zone de formation de ce givrage peut connaitre de sérieux problèmes :

• l'aérodynamisme de l'aile change et diminue la portance ce qui peut mener à un décrochage ;
• le poids du givre peut devenir excessif.

La détente brusque d'un gaz peut aussi conduire au givrage. Le cas peut se présenter à la sortie de détendeurs de plongée sous-marine, lorsque l'eau est particulièrement froide (plongée profonde ou plongée sous glace). Dans le premier étage de décompression des gaz du détendeur, le froid ambiant, augmenté par l'effet Venturi fait parfois givrer l'air sortant de la bouteille de plongée. Les clapets se figent alors et l'air sort en débit continu vidant la bouteille en quelques minutes. Cet incident peut avoir de graves conséquences et nécessite, outre une prévention indispensable, de fermer le robinet en panne et de respirer sur un second système de détente, d'où la nécessaire assistance d'un second plongeur en cas de risque de ce type.

Voir aussi

• Givrage en aéronautique
• Gelée blanche
• Givre mou
• Point de givrage ou Point de gelée

Notes et références