Mediachimie | Chimie et Sports

Date de publication : Jeudi 18 Janvier 2024
Rubrique(s) : Événements

Dans les compétions sportives, les résultats dépendent autant des performances du corps (énergie musculaire) que de la volonté de gagner (chimie de notre cerveau) et de la qualité technique du matériel utilisé.

Mediachimie vous propose une page dédiée à la chimie et au sport avec une sélection de ressources pour découvrir et comprendre pourquoi la chimie occupe une place si importante dans le domaine du sport de haut niveau.

Ne ratez pas le prochain Colloque de la Fondation  « Chimie et sports en cette année olympique et paralympique » qui se tiendra le mercredi 7 février 2024.

Afin de préparer votre venue, nous vous proposons de tester vos connaissances ainsi que celles de vos élèves au travers d’un quiz « sport et chimie » ludique et instructif.

Ouverture de Parcoursup 2024

Date de publication : Vendredi 12 Janvier 2024
Rubrique(s) : Événements

La plateforme d’admission post bac Parcoursup est ouverte depuis le 19 décembre. Dès le 17 janvier 2024 les lycéens pourront y entrer leurs dix vœux sans ordre de préférence et ce jusqu’au 14 mars.

La chimie et ses disciplines voisines telles que le génie chimique, la biochimie, la science des matériaux offrent des formations scientifiques et technologiques qui conduisent à des métiers recherchés par de nombreux secteurs économiques.

Pour vous aider à les découvrir, utilisez les outils d’informations que sont :

et retrouvez des fiches métiers, des parcours de formation et des vidéos dans l’espace métiers de Mediachimie.

Crédit illustration : capture écran vidéo Youtube "Parcoursup 2024 en 3 étapes" Ministère Enseignement supérieur et Recherche

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Dans le cadre du colloque " Chimie et sports en cette année olympique et paralympique " du 7 février 2024 à la Fondation de la Maison de la Chimie, l’équipe de Mediachimie.org vous propose de tester vos connaissances au travers d'un quiz ludique et instructif.

À vous de jouer !

Mediachimie | Colloque Chimie et Sports - mercredi 7 février 2024

Date de publication : Lundi 08 Janvier 2024
Rubrique(s) : Événements

Réservez votre journée du mercredi 7 février 2024 pour participer au colloque accessible au grand public à la Maison de la Chimie.

 Colloque Chimie et Sports en cette année olympique et paralympique
 Mercredi 7 février 2024

Maison de la Chimie, 28 bis rue Saint-Dominique, 75007 Paris

 

Le sport de haut niveau est vu comme un laboratoire de la performance humaine en cette année olympique 2024. Sachant que la performance sportive dépend des facteurs physiques, psychologiques et techniques, l’amélioration de ces trois facteurs est activement recherchée via : les matériels, les matériaux, les sciences médicales, l’entrainement, la diététique et la préparation mentale. La Chimie est partout présente. Notre corps lui-même est une usine chimique fascinante dans laquelle les relations entre la performance sportive, la biologie et la santé sont étroites. Mais si la chimie de notre corps peut apporter le meilleur, certains excès peuvent apporter le pire et la traque aux molécules dopantes ou simplement nocives est un véritable défi.

La chimie de notre corps ou celle des matériaux de la performance contribue à repousser les limites des possibilités physiologiques et le sport illustre la vision très contemporaine que l’espoir d’une bonne santé et d’une longue vie dépend fortement de l’entretien sportif de notre corps.

Les thèmes traités dans ce colloque intéressent donc tous les citoyens de toutes les générations et pour vous informer avec rigueur et objectivité, nous avons fait appel à des experts du sport et aux experts scientifiques universitaires et industriels des disciplines concernées.

Danièle Olivier
Vice-Présidente de la Fondation de la Maison de la Chimie

Téléchargez le programme (PDF)

En savoir plus

Inscription gratuite et obligatoire : INSCRIPTIONS

Afin de préparer votre venue, nous vous proposons de tester vos connaissances ainsi que celles de vos élèves au travers d’un quiz « chimie et sports » ludique et instructif.
 

Ajout du 10/02/2024 : La captation du colloque du colloque est disponible sur Mediachimie ou sur Youtube ainsi que sur Viméo.

 

 

Conception graphique : CB Defretin | Images : © peopleimages.com – © skampixelle – © aАлексей Коза – © Danijela – © MarekPhotoDesign.com / Adobe Stock – © Arkema – © Paris 2024

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Mots-clés : écran tactile, affichage, LED, OLED, batterie lithium ion, terres rares, circuits imprimés, recyclage, matériaux critiques

Avec le démontage en direct d’un smartphone, vous découvrirez comment fonctionnent l’écran tactile, la dalle d’affichage et prendrez conscience de tous les éléments chimiques présents dans votre smartphone et leurs rôles. La vidéo se présente en 6 chapitres :

  • Partie 1 : Structure en mille feuille
  • Partie 2 : Comment fonctionne l’écran tactile
  • Partie 3 : L’affichage
  • Partie 4 : LCD vs OLED
  • Partie 5 : La composition globale
  • Partie 6 : L’impact environnemental
Auteur(s) : Auteurs : Raphaël Blareau et Françoise Brénon
Production : Association LABOXYGENE, Fondation de la Maison de la chimie
 

Mediachimie | Pourquoi ne faut-il pas jeter son smartphone hors d’usage ?

Date de publication : Jeudi 04 Janvier 2024
Rubrique(s) : Question du mois

Vous avez peut-être reçu en cadeau le dernier bijou électronique qu’est votre smartphone. Mais savez-vous que c’est un condensé de chimie au sein d’un assemblage très complexe souvent comparé à un mille feuille ?


Figure 1. Structure en mille feuille. Source : capture de la vidéo La chimie cachée du smartphone ! (Blablareau au labo)

L’écran tactile qui permet à vos doigts de sélectionner des lettres sur le clavier, agrandir les images, bref en un mot à « cliquer » … est constitué d’un verre résistant à base d’aluminosilicate(i) avec un peu d’oxyde de potassium pour limiter les fissures superficielles. En plus petites quantités il contient également des éléments chimiques qui contribuent par exemple à la vivacité des couleurs de l’affichage comme le lanthane (La) ou d’autres qui limitent l’émission de lumière UV.

Derrière l’écran tactile se trouve la dalle d’affichage qui permet à l’écran d’être lumineux et de reconstituer de très belles images colorées. La dalle est caractérisée par un très grand nombre de pixels (en moyenne 2,5 millions). A chaque pixel est associée une couleur qui sera émise grâce à des LED ou des OLED(ii) selon le type de votre smartphone. De nombreuses terres rares telles que Ytrium (Y), Lanthane (La), Terbium (Tb), Thulium (Tm), Praséodyme (Pr), Europium (Eu), Dysprosium (Dy), Gadolinium (Gd) et Cérium (Ce) sont utilisées sur l’ensemble des dalles d’affichage LCD et OLED.

Pour continuer la description du mille-feuille, il y a plusieurs cartes de circuit imprimés où sont soudés les circuits intégrés et les processeurs, les « cerveaux » du smartphone. Ceux-ci sont constitués de milliers de transistors contenant les puces qui commandent les fonctions de votre appareil. Les éléments chimiques qui s’y trouvent peuvent être regroupés selon la fonction à laquelle ils contribuent.

Le câblage nécessite du cuivre (Cu), de l’argent (Ag), de l’or (Au) et du tantale (Ta).

Pour le microphone il faut du nickel (Ni) et des terres rares telles que du dysprosium (Dy), du praséodyme (Pr), du terbium (Tb), du néodyme (Nd) et du gadolinium (Gd).

Les puces ont besoin de silicium (Si) ultrapur dans lequel est incorporé en quantités infinitésimales de l’antimoine (Sb), de l’arsenic (As), du phosphore (P) et du galium (Ga). On parle de dopage du silicium.

Et le tout doit être soudé, le plus souvent avec un mélange étain, plomb (Sn, Pb), ou pour les soudures sans plomb avec un mélange étain, cuivre, nickel (Sn, Cu, Ni) et plus rarement car très coûteux avec un mélange étain argent cuivre (Sn, Ag, Cu).

Tout cela ne peut pas fonctionner sans une batterie performante, puissante et légère. Actuellement vos smartphones possèdent des batteries lithium-ion dont la cathode contient les éléments lithium (Li), cobalt (Co), manganèse (Mn) et nickel (Ni) et l’anode du carbone graphite. L’électrolyte contient des composés organiques et des sels à base de lithium, phosphore et fluor(iii).

La majorité des boitiers est en matière plastique, donc à base de carbone et d’hydrogène, dans lequel un peu de brome (Br) est présent pour jouer le rôle de retardateur de flamme. Des composés à base de nickel sont également incorporés pour limiter les interférences électromagnétiques. Dans certains cas les boitiers sont en alliage de magnésium.

Alors oui la liste des éléments chimiques présents dans un smartphone est longue et on estime qu’elle représente environ la moitié de la classification périodique !

Beaucoup de ces éléments sont devenus des matériaux critiques soit parce qu’ils sont en quantité limitée sur la planète ce qui conduira à un épuisement de la ressource non renouvelable, soit que leurs disponibilités, leurs répartitions et leurs accès rencontrent des problèmes de géopolitique. Sans compter certaines conditions d’extraction dans quelques pays qui soulèvent de véritables questions éthiques.

Les procédés d’extraction et de purification sont consommateurs d’énergie et pour certains, sources de pollution. Il faut donc impérativement améliorer toutes les étapes.

Enfin le smartphone aura fait environ 4 fois le tour de la terre avant de vous être vendu entre l’extraction des matières premières, la fabrication des principaux composants, l’assemblage et la distribution, toutes ces étapes ne se faisant pas dans les mêmes pays (fig. 2). Donc son bilan carbone est très mauvais.

Figure 2. Source : Les défis du CEA #244 : les matériaux critiques, Smartphone, une mine urbaine, p.27

Alors prenez en soin et utilisez le plus longtemps possible votre smartphone, changez la batterie quand elle devient défaillante, faites réparer quand c’est possible avant de décider d’en changer.

Et alors ne jetez pas votre smartphone. Plusieurs solutions existent : il peut être reconditionné ou subir des transformations pour récupérer les matières premières.

Pour cela apporter le dans le bac de récupération des objets électroniques soit de votre déchetterie soit dans les bacs dédiés en ville ou via le circuit de récupération « ecosystème »(iv).

On en est qu’au début mais le recyclage devient impératif(v).

À ce jour certains matériaux présents dans les cartes électroniques comme l’or l’argent et le cuivre sont récupérés car ils ont une haute valeur marchande. Les coques en plastique sont incinérées. Mais il faut mettre en place le développement du recyclage des autres et tout particulièrement des terres rares et du lithium.

Les procédés sont difficiles à mettre en place compte tenu de la complexité du produit dont on part mais cela avance.

Donc plus il y aura de smartphones mais aussi de tablettes récupérées, plus cela deviendra une mine de seconde main, et plus les procédés de recyclage pourront trouver une base économique viable.

Un beau défi pour les chimistes !

Françoise Brénon
 

 

(i) Les verres en aluminosilicates contiennent des oxydes de silicium et d’aluminium (SiO2 et Al2O3). L’oxyde de potassium a pour formule K2O.

(ii) Il y a deux types de smartphones sur le marché soit à cristaux liquides (LCD) soit à AMOLED. Les smartphones dit à cristaux liquides utilisent des LED et les autres smartphones dit à AMOLED utilisent des OLED. LED est le sigle anglais pour diode électroluminescente. OLED est le sigle anglais pour diode organique électroluminescente

(iii) LiPF6

(iv) ecosystem je donne mon téléphone

(v) Pour en savoir plus aller voir la conférence en ligne Le recyclage des terres rares : une stratégie d’approvisionnement à la taille de leurs enjeux du colloque « Chimie, Recyclage et Économie circulaire » du 8 novembre 2023

 

Pour en savoir plus

La chimie cachée du smartphone ! (vidéo) R. Blareau et F. Brénon. Mediachimie / Blablareau au labo. Les fonctionnements des écrans tactiles et de la dalle d’affichage à Amoled y sont décrits en détail en plus des diverses compositions chimiques.

Exploser un smartphone, C. Agouridas, J.-C. Bernier, D. Olivier  et P. Rigny, in La chimie dans les Technologies de l'Information et de la Communication, collection Chimie et junior Mediachimie – EDP Sciences (page 56 et suivantes). Entre autres, le fonctionnement des smartphones à cristaux liquides (LCD) y est détaillé.

Accumulateur lithium-ion : une révolution technologique portable ! (vidéo) R. Blareau et F. Brénon, Mediachimie / Blablareau au labo

Garder son smartphone le plus longtemps possible , sur le site de l'ADEME

Zoom sur Les progrès de l’optoélectronique : des LED aux OLED, J.-P. Foulon (Mediachimie.org)

Pour les problématiques et les solutions liées au recyclage : Colloque Chimie, Recyclage et Économie circulaire du 8/11/2023 à la Fondation de la maison de la chimie

Pour les problématiques relatives aux matériaux critiques : Colloque Chimie et Matériaux stratégiques de novembre 2022 à la Fondation de la maison de la chimie
 

Mediachimie | Les cristaux de synthèse

Date de publication : Jeudi 21 Décembre 2023
Rubrique(s) : Zoom sur...

Longtemps les cristaux naturels trouvés dans la roche, pierres rares, transparentes, incolores ou colorées par des impuretés, ont été utilisés principalement en joaillerie. Sous forme de monocristal, un composé peut posséder des propriétés physico-chimiques particulières et depuis longtemps les chercheurs ont recours au monocristal pour accéder à la structure et aux propriétés qui en découlent. Certains cristaux sont désormais indispensables dans des applications modernes : cristaux de quartz (piézoélectricité), cristaux de silicium ou de germanium (semi-conducteurs), cristaux utilisés pour les besoins de l’optique (transparence, biréfringence), de l’électronique, des lasers solides… L'électronique et l'informatique s’appuient sur les propriétés de cristaux ultra-purs.

Or les cristaux naturels (pierres précieuses, quartz, etc.) ont souvent des défauts et/ou sont issus de processus géologiques de plusieurs millions d’années. Leur rareté mais aussi l’impact environnemental et économique de leur extraction les rendent très coûteux.

De nombreuses techniques de synthèse ont été développées pour obtenir, dans des conditions de croissance reproductibles, des cristaux ultra-purs (ou volontairement dopés par des atomes spécifiques), exempts de défauts et répondant aux exigences industrielles (dimension, densité de défauts, homogénéité, orientation, couches minces, etc).

Accédez au Zoom sur Les cristaux de synthèse
 

L’évolution de notre univers depuis son origine, qu’il soit minéral, végétal ou animal, se poursuit inéluctablement sur la base de mécanismes chimiques complexes et autonomes. A l’échelle de la planète, ce n’est que très récemment que l’homme a commencé à observer, comprendre, reproduire ce que la nature lui montrait avant de construire sur plusieurs dizaines de siècles la science chimique majeure et innovante telle que nous la connaissons aujourd’hui.

Pour donner matière à cette échelle de temps, il faut retenir quelques époques clés :

  • 3,5 milliards d'années : la naissance du monde végétal
  • 350 millions d’années : les premières traces d’un monde animal
  • 300 000 ans : la découverte des plus anciens fossiles de l’homo-sapiens, ancêtre de l’homme moderne
  • 18e siècle : après 15 siècles d’observations, de tâtonnements, d’expériences réussies, et d’échecs, c’est Antoine Laurent de Lavoisier qui pose les bases de la chimie moderne.

Depuis lors, la science chimique, en étroite symbiose avec l’ensemble des autres sciences a évolué de façon exponentielle. Il est coutume de dire que «la chimie est partout ».

Nombreuses sont les raisons qui pourraient motiver tout un chacun à choisir un métier de chimiste pour en faire son avenir professionnel. Voici 10 bonnes raisons de sauter le pas.


1/ Chimie et grands enjeux du 21e siècle

Nombre d’enjeux majeurs doivent être relevés dans un contexte démographique mondial croissant : suffisance alimentaire et accès à l’eau potable pour tous, santé, transition énergétique, réchauffement climatique, raréfaction des ressources naturelles, protection de l’environnement… Pour tous ces sujets, la chimie est en première ligne et sera amenée à largement contribuer à la découverte et la mise en place de solutions innovantes en concertation et collaboration avec l’ensemble du monde scientifique. L’échec ne peut pas être envisagé.

2/ Le chimiste sera un acteur majeur de l’économie circulaire

Le progrès et la nécessité c’est aussi d’avoir un monde plus durable, un monde préoccupé par l’épuisement des ressources naturelles et la préservation de l’environnement. Un des chemins pour y arriver, c’est l’économie circulaire avec un objectif ciblé du zéro déchet. Cette cible engage le chimiste à une démarche d’écoconception pour la préparation de toute nouvelle substance et tout nouveau matériau en prenant en compte dès le début l'aspect recyclabilité et valorisation de chacun des produits ou sous-produits de la réaction.

Au-delà du périmètre de la chimie, les chimistes seront amenés à apporter leur expertise pour résoudre ou traiter les problèmes de recyclage des autres industries.

À ce titre l’économie circulaire engendrera la création d’un certain nombre de postes et il y aura probablement aussi davantage de chimistes impliqués au niveau des organismes de contrôle.

3/ La Chimie, une science moderne

La chimie est vivante, elle se réinvente en permanence. Il est évident qu’au moins trois domaines de la chimie vont prendre une importance croissante dans les décennies à venir et conduiront à des innovations majeures :

  • La chimie biosourcée qui a pour objectif de substituer les matières premières fossiles par des produits issus de la biomasse dans une démarche de développement durable
  • La chimie des nano-objets enrichie de la chimie des matériaux hybrides qui est une chimie de rupture, conduisant à faire évoluer drastiquement des domaines comme l’électronique, la médecine, les technologies de l’information, l’astrophysique, le domaine des matériaux…
  • La chimie de la mer qui est un monde pratiquement inexploré aux richesses biologiques organiques et minérales considérable. Rappelons que 71% de la surface de notre planète est couvert par les océans. Mais c’est aussi un monde fragile qu’il faut préserver et respecter. Tout ce qui pourra être fait au niveau de cet espace ne devra l’être que dans une démarche responsable, durable et éthique dans le souci de préserver les équilibres fragiles dans lesquels les océans jouent un rôle majeur.

4/ Économie de la chimie

De très longue date la Chimie a été en France l’un des secteurs industriels majeur. En 2022, l’industrie chimique en termes de chiffre d’affaires, est au deuxième rang européen derrière l’Allemagne et au 7e rang mondial, elle est le 1er exportateur français devant les industries agroalimentaire et aéronautique, elle est aussi le 4e secteur industriel français en dépenses de R&D.

La chimie a de beaux jours devant elle, les demandes d’emplois tous niveaux confondus et tous secteurs d’activités concernés sont en croissance et ces demandes resteront d’autant plus fortes que la pyramide des âges actuelle conduira à de nombreux départs dans les 10 prochaines années.

Compte-tenu de ces résultats et de ces perspectives, les flux d’entrée en chimie ne peuvent pas se permettre de régresser faute de vocations. Pour le reste, comme en toute chose c’est l’imagination qui tirera l’innovation.

5/ Des chimistes présents dans tous les secteurs d’activité

L’omniprésence de la chimie dans tous les aspects de notre quotidien est une réalité.

Au-delà du domaine de l’industrie chimique, dont la chimie est le cœur de métier pour la production de matières premières chimiques, minérales et organiques de synthèse ou biosourcées et qui alimente la plupart des secteurs de l’économie, les chimistes sont présents dans de très nombreux autres domaines : santé, traitement de l’eau, environnement, énergie, bâtiment, ciments, transports (terrestres, maritimes, aériens ou spatiaux), police scientifique, arts, textiles, polymères, caoutchoucs, peintures, agriculture, alimentation, , sports, loisirs, communication, cosmétiques, savons et détergents… Dans tous ces domaines, leur expertise est indispensable.

6/ Des emplois ouverts à l’issue de tous les niveaux de formation

Un enseignement, dont la qualité est reconnue, est dispensé dans un panel varié d’établissements de formation couvrants l’ensemble du territoire : Lycées généraux et professionnels, IUT, Universités, Écoles d’ingénieurs... Bon nombre de ces formations peuvent être préparées dans le cadre de la modalité de l’alternance entre entreprise et établissement d’enseignement.

La grande diversité des besoins a conduit à la mise en place de filières de formation permettant d’accéder à des niveaux de formation allant du CAP au Doctorat.

Ces niveaux sont les suivants :

  • niveau CAP, BAC Pro, BAC techno
  • niveau BAC +2 : BTS
  • niveau BAC +3 : BUT, Licence Pro, Licence
  • niveau BAC +5 : Master, Ingénieur
  • niveau BAC +8 : Docteur

En recherche, en développement, en production et maintenance, dans le secteur commercial (marketing, ventes), en qualité-hygiène-sécurité-environnement - dans les start-ups, les PME, les grandes entreprises … - dans le secteur public ou dans les entreprises privées - les opérateurs, conducteurs d’appareil, techniciens, ingénieurs, experts, chercheurs - tous les chimistes trouveront quantité de débouchés vers des métiers stables et valorisants.

Une proportion importante des emplois est dédiée à la R&D.

Tous les emplois sont ouverts sans distinction aux femmes et aux hommes.

7/ Des profils de compétences appréciés

Au-delà des connaissances théoriques larges s’ajoute un savoir-faire manuel et technique fiable, en raison de la nature expérimentale de l’activité.

Un bon chimiste doit faire preuve de rigueur, de curiosité, d’imagination, il doit posséder des capacités d’observation, d’analyse et de synthèse, il apprécie le travail en équipe. En R&D il est fréquemment amené à travailler ou à échanger avec des partenaires des autres disciplines scientifiques (analystes, biologistes, physiciens, biotechnologistes, électroniciens…), il est sensibilisé aux valeurs de sécurité et d’environnement. Il est généralement ouvert sur l’univers des sciences.

8/ Des voies d’évolutions nombreuses et variées

Au-delà des savoirs et apprentissages scolaires et universitaires, l’évolution rapide des sciences et des techniques conduisent le chimiste à se former tout au long de sa vie professionnelle et ainsi enrichir en continu ses compétences. Cet enrichissement se fait soit au quotidien dans la pratique de l’activité ou lors de sessions de formations spécifiques organisées par la structure.

Cette situation permet de légitimer des évolutions soit dans la filière soit transversales. Voici quelques exemples d’évolutions.

* Évolution dans la filière

  • Technicien de production → agent de maitrise de production → responsable d’équipe de production
  • Technicien d’analyse recherche → responsable de laboratoire d’analyse production
  • Ingénieur de production → Responsable d’unité de production → responsable d’usine

* Évolution transversale

  • Ingénieur de Recherche → Ingénieur Procédés → responsable de production industrielle
  • Opérateur de Production → Technicien adjoint à la sécurité → Technicien environnement
  • Ingénieur de Recherche → Ingénieur brevets (après complément de formation en droit de la propriété industrielle)

9/ Des compétences transférables à l’international

Le langage chimique, les pratiques, les équipements, les sources de documentation, les règles de sécurité sont universels. Un chimiste quel que soit son activité est en mesure d’exercer la même activité dans n’importe quel laboratoire ou atelier de la planète avec un minimum d’adaptation. Dans la très grande majorité des pays, les niveaux de sortie en matière de formation sont identiques et la structuration des équipes est très proche. C’est un avantage important pour qui envisage une mobilité à l’international.

La communication dans le monde chimique se fait en anglais.

10/ Les rémunérations en chimie

La chimie est un domaine d’activité majeur, les emplois sont stables et les rémunérations apparaissent dans le peloton de tête parmi les métiers scientifiques et industriels.
Pour en savoir plus, consulter la rubrique À propos des salaires et Parlons salaire sur Mediachimie.

Osez la Chimie, une science moderne, passionnante, multiple, source inépuisable d’innovations et de progrès.

La chimie est parfois présentée comme une matière compliquée, alors suivons ce sage précepte de Sénèque : « Ce n'est pas parce que les choses sont difficiles que nous n'osons pas, c'est parce que nous n'osons pas qu'elles sont difficiles ».
 

Gérard Roussel et Françoise Brénon

Pour en savoir plus sur Mediachimie.org ou ailleurs :

Mediachimie | Deux enfants terribles pour le climat, el Niño et La Niña

Date de publication : Mardi 12 Décembre 2023
Rubrique(s) : Éditorial

Des températures anormalement élevées cet automne en France, des précipitations fortes et continues en Europe en novembre, des cyclones à répétition dans le Pacifique Sud m’ont fait consulter les relevés de température globale de la moyenne atmosphère des organismes américains utilisant les satellites depuis 1979 (figure 1) (1).


Figure 1. Température de la basse atmosphère au niveau mondial basée sur le satellite UAH, jusqu'en septembre 2023

J’ai été surpris par le pic détecté pour octobre 2023 à plus de +0,91°C, bien au-delà du record relevé en 1998 de +0,6°C. D’après les climatologues ce serait dû à des phénomènes de dynamique des océans et en particulier de l’océan Pacifique. Je me suis alors rappelé un séjour au Chili invité par des collègues universitaires à Santiago et à Valparaiso. C’était une visite de l’École supérieure de la pêche dans cette dernière université où j’ai vu des écrans Sonar montrant l’abondance de bancs de poissons le long des côtes Ouest de l’Amérique du Sud attirés par la remontée d’eaux froides. On m’avait alors expliqué les phénomènes climatiques « la Niña » et « el Niño ». Depuis, ces deux manifestations de la dynamique des océans et leur influence sur le climat de la planète « La Niña » et « el Niño » ont eu les honneurs de la presse mondiale qui en a constaté leurs influences (2) sans que les scientifiques en comprennent bien les origines.

La Niña

Dans une situation normale dans le Pacifique Sud les alizés du sud-est sont bien établis autour de l’anticyclone de l’île de Pâques. Ces vents réguliers soufflent d’est en ouest entrainant les eaux chaudes de surface vers l’ouest. Ce déplacement provoque une remontée des eaux profondes froides à l’est du Pacifique le long des côtes du Pérou et du Chili et apparait au sud de l’équateur une langue froide. Ces eaux froides plus riches en nutriment à l’est attirent les bancs de poissons à la grande satisfaction des pêcheurs sud-américains. À l’ouest les eaux de surface sont plus chaudes et l’évaporation conduit à des précipitations plus abondantes vers l’Indonésie jusqu’au nord de l’Australie. Si la Niña se prolonge, elle peut entrainer des inondations dans ces pays (figure 2).


Figure 2. Conditions La Niña, superposée sur la carte des anomalies de température moyenne de surface de la mer. En orange les zones de réchauffement de la surface de la mer, en bleu-vert les zones plus froides. Dessin NOAA Climate.gov de Fiona Martin.

El Niño

Lors d’un épisode El Niño les hautes pressions de l’anticyclone de l’île de Pâques faiblissent, les alizés s’arrêtent voire s’inversent, les eaux chaudes refluent vers l’est avec leurs cortèges de nuages chargés d’eau, les tempêtes et les ouragans apparaissent bien plus à l’est et affectent la Polynésie française et les côtes du Pérou avec de fortes précipitations qui provoquent des inondations et des glissements de terrain.

De plus, le long des côtes les eaux chaudes plus pauvres en nutriments n’attirent plus les poissons au grand dam cette fois des pêcheurs péruviens et chiliens (3). Au contraire à l’ouest, le temps est bien plus sec et lors d’épisodes El Niño des incendies peuvent frapper l’Indonésie et l’Australie (figure 3).

Le nom El Niño a été donné à ce phénomène par les pêcheurs qui l’ont observé, car il apparaissait à son maximum souvent en décembre par référence au « petit garçon » ou « El Niño de Navidad », l’enfant Jésus célébré à Noël.


Figure 3. Conditions El Niño, superposée sur la carte des anomalies de température moyenne de surface de la mer. En orange les zones de réchauffement de la surface de la mer, en bleu-vert les zones plus froides. Dessin NOAA Climate.gov de Fiona Martin.

Les oscillations océaniques et le climat

Ces phénomènes couplés Océan /Atmosphère appelés ENSO (El Niño Southern Oscillation) par les météorologues dépendent principalement de la température des eaux de surface du Pacifique. Plus la température est élevée plus l’évaporation (4) est forte. A 15°C un m3 d’air au-dessus de la surface contient 13 g d’eau, à 26°C c’est presque le double (24 g/m3). D’où les fortes précipitations, la formation d’orages et un excédent de cyclones majeurs sur l’ensemble du Pacifique.

Dans le dernier épisode intense de El Niño de 1997/98, 18 cyclones y avaient été observés alors qu’en 1999 avec la Niña seuls 7 cyclones avaient été recensés sur l’ensemble de l’océan Pacifique. Ce phénomène se reproduit régulièrement avec une périodicité de 2 à 7 ans. Sont alors libérées davantage d’humidité et de chaleur dans l’atmosphère (5) ce qui conduit à une hausse des températures mondiales comme en 1998 et 2016 qui donnèrent des températures globales jusque-là jamais enregistrées. El Niño qui a commencé cet été et qui atteint son maximum en décembre est bien parti avec le réchauffement climatique (6) pour battre le record de température mondiale en 2023.

Ces oscillations océaniques font partie des phénomènes météorologiques encore peu expliqués, comme le « jet-stream » qui est un courant d’air se déplaçant à grande vitesse à haute altitude entre la troposphère et la stratosphère d’ouest en est et qui est mis à profit par les compagnies aériennes transatlantiques pour gagner du temps et économiser le carburant entre l’Amérique et l’Europe.

El Niño a semble-t-il aussi un effet sur ces jet-streams ; les précipitations augmentent en Californie et le courant jet polaire se déplace plus au sud. Ces courants d’air notamment en Atlantique Nord accompagnent aussi les tempêtes sur le « rail des dépressions » qui nait près de Terre-Neuve et lors des hivers doux et humides suit le 50° parallèle jusqu’aux Îles Britanniques et nos régions du Nord-Ouest.

Les météorologues suivent attentivement ces phénomènes planétaires et peuvent par exemple pour la France donner des tendances à 3 mois avec des probabilités pour cet automne à 70% plus chaud et à 50% plus humide que les normales.

Des études supplémentaires seront encore nécessaires pour expliquer tous ces phénomènes climatiques et les prévoir. La nature reste difficile à modéliser !

 

Jean-Claude Bernier
Novembre 2023


(1) UAH satellite based temperature of the global lower atmosphere, thru September 2023, site Dr Roy Spencer’s Global Warming Blog
(2) L’augmentation de température, Les conséquences du réchauffement climatique (vidéo) CEA 2015
(3) Une chimie de la mer pour l’avenir de la terre, E. Durocher, J.-P. Labbé, J.-C. Bernier, Fiche Chimie et... en fiches (Mediachimie.org)
(4) Changements d’état (vidéo) Palais de la découverte, hébergé sur le site www.canal-u.tv
(5) Chimie, atmosphère et climat, E. Durocher, J.-P. Labbé, J.-C. Bernier, Fiche Chimie et... en fiches (Mediachimie.org)
(6) Le changement climatique, C. Agouridas, J.-C.Bernier, D. Olivier et P. Rigny, La chimie, l'énergie et le climat, collection Chimie et... Junior, EDP Sciences, Fondation de la Maison de la Chimie (2017)

 


Circulation atmosphérique dans le Pacifique Sud au large du Chili : localisation des masses anticycloniques (A) et dépressionnaires (L), Isostasie123 - travail personnel, Wikimedia Commons (licence CC BY-SA 3.0)

Mediachimie | Les radicaux : quelques aspects particuliers…

Date de publication : Jeudi 30 Novembre 2023
Rubrique(s) : Zoom sur...

Les radicaux sont des espèces chimiques possédant au moins un électron non apparié. La spectroscopie paramagnétique électronique (RPE) permet de détecter ces espèces radicalaires.[…]

Accédez au Zoom sur Les radicaux : quelques aspects particuliers…

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