Les principes de base utiles en météorologie

La météorologie fait appel à beaucoup de principes plus ou moins simples. Ces principes sont en général directement liées à des lois de physique des gaz. Voici plusieurs de ces principes qui vous permettrons de mieux comprendre pourquoi certains phénomènes surviennent en météorologie.

L'air chaud est moins dense que l'air froid

Pour comprendre ce principe, il faut connaître celui de la densité. La densité d'un corps est la quantité de matière qu'il contient dans un volume donné. Autrement dit, c'est le rapport entre la masse d'un corps et son volume. On compare la densité des corps à celle de l'eau à 4 degrés Celsius.

Imaginons deux cubes vides. Si l'on place du mercure dans le premier et de l'eau dans le deuxième, le premier cube sera plus dense que le deuxième. Le mercure est un métal dont la masse atomique est très élevée (voir le tableau périodique). Les corps dont la masse est plus élevée sont plus pesants à cause de la gravité. Dans une bouteille remplie à 80%, ajoutez de l'huile. Ensuite, fermez la bouteille et agitez là. Lorsque vous déposez la bouteille, l'huile qui est moins dense que l'eau montera à la surface.

L'air est un gaz qui possède aussi une densité. L'air chaud est moins dense que l'air froid car il contient moins de molécules d'air pour un volume égal (les molécules sont plus distancées les unes des autres à cause de leur agitation plus élevée). L'air chaud étant moins dense, il monte en altitude.

La densité de l'air est à la base du principe de convection. Ce dernier permet la formation de nuages et d'orages l'été.

Plus l'air est chaud et plus il peut contenir de l'eau

Lorsque l'air est chaud, la distance entre les molécules d'air est plus grande. La place est donc plus disponible pour avoir des molécules d'eau.

L'air sec est plus dense que l'air humide

La différence entre l'air sec et l'air humide est la proportion de molécules d'eau dans un volume donné. Si, dans un cube d'air, on ajoute de la vapeur d'eau, quelques molécules d'air doivent laisser leur place aux molécules d'eau. Ces dernières sont plus légères que les molécules d'air.

L'air sec étant plus dense, il s'élève plus difficilement. L'air sec est aussi plus stable que l'air humide. Donc, il y a moins de chance d'avoir des averses ou des orages durant l'été.

Lorsqu'on comprime l'air, ce dernier s'échauffe

L'air est un gaz. Les molécules qui le composent bougent dans tous les sens. Dans leur mouvement, les molécules entrent en collision produisant ainsi de la chaleur. Lorsqu'on comprime l'air, la distance entre les molécules diminue et les chances de collisions augmentent. La chaleur dégagée sera d'autant plus grande que l'air est compressée. C'est exactement ce qui se produit lorsqu'on souffle un pneu de bicyclette. La pompe devient chaude.

Dans une haute pression, l'air circule dans le sens horaire tout en convergeant vers le sol. La convergence est un phénomène qui provoque une accumulation de l'air à la surface (hausse de pression) ainsi qu'un réchauffement puisque l'air se trouve relativement plus comprimé.

Lorsqu'on relâche la pression sur un volume d'air, ce dernier se refroidit

Si la pression de l'air contenu dans un volume diminue c'est que l'air occupe moins de place, les molécules sont moins nombreuses et par conséquent les collisions entre elles sont plus rares. Lorsqu'il y a moins de collisions, la chaleur dégagée est plus faible.

C'est le phénomène inverse qui se produit. Il survient dans les basses pressions. C'est eu peu pour ça que le mauvais temps l'été apporte aussi une baisse des températures.

L'eau surchauffée s'évapore

L'eau peut se présenter sous trois phases: solide, liquide, gazeux. La différence entre chaque phase est la quantité d'énergie se retrouvant dans l'eau. Plus la quantité est élevée et plus les molécules sont excitées et se déplacent rapidement jusqu'au moment ou la cohésion moléculaire soit nulle. C'est alors que l'eau devient un gaz et forme la vapeur d'eau.

L'été, lorsque le soleil réchauffe les océans ou les lacs, l'eau s'évapore dans l'atmosphère. En fin d'été, ce phénomène d'évaporation au-dessus de l'océan atlantique est en partie responsable de la création des ouragans.

L'humidité joue un rôle important dans l'instabilité de l'air

L'humidité est de l'eau sous forme de vapeur. La vapeur c'est de l'eau sous forme de gaz, c'est-à-dire une des trois phases possibles de l'eau (solide, liquide, gazeux). Examinons chacune des phases.

La phase solide de l'eau c'est la glace. La glace est le résultat d'un manque d'énergie; les molécules d'eau se déplacent que très peu car l'énergie pour le faire est rare. Si on ajoute de l'énergie en chauffant la glace, les molécules d'eau se mettront à bouger d'avantage et les liens qu'elles tissaient entre elles seront supprimés. La glace devient maintenant liquide, les molécules se déplacent avec beaucoup plus de facilité. Si on ajoute encore de la chaleur, les molécules s'exciteront encore davantage en se déplaçant dans tous les sens. Les liens entre elles seront de plus en plus faibles : les molécules d'eau se détacheront pour littéralement prendre le large! C'est la phase gazeuse l'eau. Pour résumer, lorsque l'eau est sous forme gazeuse c'est uniquement une question de chaleur élevée.

En revenant au concept d'humidité et d'instabilité, on observe que plus il y a d'humidité dans l'air, plus il y a de l'énergie (chaleur) dans l'atmosphère (l'eau ne s'évapore pas sans l'aide de l'énergie). Qu'est-ce qui se produit si l'atmosphère est surchauffée? L'air amorce un mouvement vers le haut en formant des cellules convectives. Les nuages se forment. Cette dernière phrase est capitale!

Les nuages se forment parce que l'air qui monte se refroidi. Plus l'air est froid et moins elle peut contenir de la vapeur d'eau (pour savoir pourquoi, voir plus haut). Lorsque la vapeur se condense c'est que l'énergie potentielle se libère (on appelle ça la chaleur latente). C'est donc dire que, lorsque les nuages se forment, l'énergie potentielle que l'air contenait se libère. Mais où va t'elle? Dans l'air! C'est là clé. L'air poursuit sa montée car il continu, grâce à la chaleur latente, à se maintenir plus chaud que l'air ambiant, qui lui est plus froid. Voilà! La boucle est fermée. Ce principe sera d'autant plus fort que l'air de l'atmosphère sera chauffé et contiendra de la vapeur d'eau

L'humidité et l'instabilité de l'air jouent un rôle déterminant dans la formation des orages et du temps violent l'été.

Pour qu'il y ait instabilité de l'air il doit y avoir de la chaleur

L'on a vu que l'énergie joue un rôle capital dans le processeur d'instabilité. Dans la plupart des cas, l'air monte parce qu'il est chauffé. Il peut monter pour d'autres raisons mais c'est plus rare.

Si la chaleur du soleil était insuffisante pour aider à amorcer l'instabilité de l'air, les orages ne pourraient pas exister.

Relation entre la pression et la quantité d'eau que l'air peut contenir

La quantité d'eau que peut contenir une particule dépend directement de sa température et de la pression. Par exemple, à 1000 mb à 25 degrés Celsius la quantité maximale de vapeur d'eau que la particule peut contenir est de 20g/kg alors qu'à 900 mb à 25 degrés Celsius cette quantité passe à 23g/kg. Toutefois, il ne faut pas oublier que si l'air monte, il se refroidit donc la capacité de l'air pour contenir de la vapeur d'eau diminue ; il y a risque de condensation (nuages).

Plus la pression est basse et plus l'air peut se charger d'humidité. Il s'agit d'un mécanisme important dans la formation des ouragans.

L'air chaud et l'air froid c'est comme de l'huile et de l'eau

L'air est un gaz qui obéit au principe suivant : deux portions d'air avec des caractéristiques de température différente ne se mélangent pas bien. C'est comme si l'air chaud qui monte était une sorte de bulle d'huile qui monte dans un verre d'eau. En fait, l'air est un mauvais conducteur d'énergie. Au point de contact entre l'air chaud et l'air froid, l'échange d'énergie n'est pas tellement efficace (mais il existe!).

Ce principe entre en jeux dans les cellules convectives qui produisent des nuages comme les cumulus et cumulonimbus.

C'est en partie pour cette raison qu'une cellule d'air chaud peut se maintenir plus chaude que l'air ambiant tout en montant en altitude.

La chaleur latente

La chaleur latente est de l'énergie qui est libérée lorsque la vapeur d'eau se condense. En physique, l'énergie prend plusieurs formes. Dans un cas il s'agit de chaleur, dans d'autres cas d'énergie mécanique ou encore d'énergie potentielle. Lorsque l'eau se présente sous forme de vapeur, l'énergie qu'elle possède est très élevée. Pour récupérer cette énergie, il s'agit de faire condenser la vapeur. L'énergie se trouve libérée sous forme d'une chaleur latente.

La chaleur latente joue un rôle important dans plusieurs phénomènes météorologiques. Elle joue un rôle particulier dans les orages mais aussi dans les ouragans. Elle permet de fournir l'énergie nécessaire afin qu'un ouragan puisse se maintenir en vie.

L'école

L'école était au bord du monde,
L'école était au bord du temps.
Au dedans, c'était plein de rondes ;
Au dehors, plein de pigeons blancs.
On y racontait des histoires
Si merveilleuses qu'aujourd'hui,
Dès que je commence à y croire,
Je ne sais plus bien où j'en suis.
Des fleurs y grimpaient aux fenêtres
Comme on n'en trouve nulle part,
Et, dans la cour gonflée de hêtres,
Il pleuvait de l'or en miroirs.
Sur les tableaux d'un noir profond,
Voguaient de grandes majuscules
Où, de l'aube au soir, nous glissions
Vers de nouvelles péninsules.
L'école était au bord du monde,
L'école était au bord du temps.
Ah ! que n'y suis-je encor dedans
Pour voir, au dehors, les colombes.

Maurice Carême ("La flûte au verger")

Bonne rentrée à tous nos petits écoliers...

gros bisous à tous

 La Passerelle des Arts



Située entre l’Institut (Académie Française) et le Louvre, la première passerelle a été édifiée entre 1802 à 1804. C’est le premier ouvrage de ce type utilisant la fonte et s’inspirant de techniques anglaises. C’est très certainement grâce au rapport de l’inspecteur général des Ponts et Chaussées Emiland Gauthery qui insistait sur le fait que le fer était plus compétitif que la pierre que la décision d’utiliser cette technologie a été prise.

Les travaux ont été confiés à Louis-Alexandre de Cessart âgé de 82 ans, doyen des inspecteurs généraux des Ponts et Chaussées et à Jacques Dillon son élève. C’est aussi le seul pont de Paris à avoir un tablier rigoureusement horizontal et légèrement surélevé par rapport aux quais. Elle était constituée de 9 arches ayant chacune 17 mètres d’ouverture.



Lors de l’élargissement du quai Conti en 1852 deux des arches ont été remplacées par une arche unique en acier puddlé*. Sa largeur était de 10 mètres. Gênant la circulation fluviale ses piles étant fréquemment heurtées par des péniches, elle a été démolie en 1981.

Il faut savoir que c’était le premier « pont » de Paris exclusivement réservé aux piétons. Jusqu’en 1849 il faut payer un sou pour traverser, ce que 65000 parisiens font le jour de l’inauguration. Si de nos jours on privatise les autoroutes on a rien inventé. En effet en 1801 une concession à été donnée à une compagnie pour la construction et l’exploitation de trois ponts. Le premier à été construit en bois et, quand la fonte lui a été imposée pour les deux autres, cette compagnie face au surcoût a demandé que ses droits d’exploitation soient prolongés de 25 à 60 ans.



En 1979, le pont s’effondre en partie après avoir été heurté par une barge. Après bien des palabres la décision de le reconstruire est prise, L’actuelle passerelle édifiée de 1982 à 1984 par Louis Arretche, large de 11 mètre et longue de 155 mètres, est constituée de sept arches en acier de 22 mètres d’ouverture appuyées sur des piles [1] et des culées [2] en bétons armé, d’un tablier composé de 5 poutres en acier de 152 mètres qui supportent un plancher en azobé [3]. Cet ouvrage à été inauguré le 27 juin 1984 par Jacques Chirac alors Maire de Paris.

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[1] Massif de maçonnerie servant de support intermédiaire au tablier d’un pont.

[2] Ouvrage d’appui à l’extrémité d’un pont, d’une voûte. Une culée d’arc-boutant par exemple.

[3] Bois très dense qui perd et reprend difficilement de l’humidité, il ne jouera donc pas sous l’influence des variations saisonnières de l’humidité ambiante.

 Le Pont de Sully



Ce pont qui porte le nom de Maximilien de Béthune, duc de Sully, ministre d’Henri IV est en fait une succession de deux ponts construits dans le prolongement l’un de l’autre.

Ils ont été construits de 1874 à 1876 dans le prolongement des boulevards Henri IV et Saint-Germain sous la direction des ingénieurs Vaudrey et Brosselin. Leur inaugation eut lieu le 25 août 1877.

Le premier pont dit du « petit bras » commence quai Henri IV pour finir quai d’Anjou. Sa longueur est de 93 mètres, pour une largeur de 20 mètres. Il est composé d’une arche centrale de 42 mètres en fonte et de deux arches latérales de 15 mètres en maçonnerie.

Il a remplacé la passerelle de Damiette construite par Surville. Elle enjambait la Seine entre les quais d’Anjou et des Célestins. Elle fut détruite en 1848.


Pont de Sully (petit bras)

Le second pont dit du « grand bras » commence quai de Béthune pour finir quai Saint-Bernard. Sa longueur est de 163 mètres pour une largeur de 20 mètres. Il est composé de trois arches en fonte d’un largeur respective de 46 mètres, 49 mètres, 46 mètres.

Il à remplacé le pont à péage de Constantine. Ce pont situé en aval du pont actuel, construit de 1636 à 1638 par Surville s’est écroulé tout seul le 8 octobre 1877.

Il existait aussi une passerelle pour piétons placée sur l’estacade [1] construite en 1818 entre la pointe amont de l’île Saint-Louis et le quai Henri IV, pour mettre les bateaux à l’abri de la dérive des glaces. Incendiée en 1833 et 1843, elle sera détruite en 1938.


Pont de Sully (grand bras)

La Cornaline (du latin cornus qui signifie corne) est une variété de quartz rouge à brun-rouge appartenant au groupe des calcédoines rouges. Elle est principalement utilisée pour la bijouterie. Les gisements se trouvent principalement en Inde, au Brésil et en Uruguay.

Lors de l'achat de cornaline, il faut être vigilant car la plupart des pierres proposées sont en fait des agates teintées. La Cornaline est une pierre de couleur unie, alors que les agates teintées présentées possèdent souvent des lignes multicolores.

LE CORAIL

Le corail permet de fabriquer de la joaillerie d’un charme spécial et attrayant. Il est la réalisation parfaite, de ce que l’on peut désirer porter pendant l’été : le soleil et les mers lointaines.

Son nom, toutefois, pose un problème aux linguistes. Certains prétendent qu’il vient du mot grec « koraillon » qui désignerait le squelette dur et calcaire du corail, en tant qu’animal vivant.
Une autre origine possible serait « kura-halos » qui veut dire « sirène » et, en fait, les fins rameaux de corail pourraient nous en évoquer plus ou moins, la forme.
D’autres experts favorisent la thèse suivant laquelle « corail » viendrait de l’hébreu « goral », le mot désignant les pierres, utilisées pour rendre un oracle. Nous savons que des branches de corail servirent effectivement, dans les temps anciens, en Palestine, en Asie Mineure et dans le bassin méditerranéen, pour faire des prédictions.

Le corail vit, à des profondeurs très variables, allant de moins de dix mètres jusqu’à des abîmes extrêmes. On le trouve. dans les mers du Japon, de Taïwan et de l’Archipel malais, dans la mer Rouge, le golfe de Biscaye et autour des îles Canaries.
Il y en a également au Nord-Est de l’Australie et au large des Midway.
En Méditerranée, il y a des récifs de corail, au large des côtes tunisiennes, algériennes, yougoslaves et turques.

Quand on parle de corail, les premières images qui viennent à l’esprit, sont les récifs coralliens de l’Océan Pacifique ou de l’Australie : bancs, récifs, atolls, qui sont parmi les miracles de beauté, les plus impressionnants de toute la Nature.
Mais ce n’est pas à ces espèces protégées de coraux que nous nous intéressons particulièrement ici. Pour l’usage en joaillerie, seuls sont utilisés les coraux des espèces « coralium rubrum » ou « coralium japonicum ».

Ainsi que les perles, les coraux font partie des produits organiques utilisés en bijouterie.
C’est un phénomène intéressant, en vérité : tous deux sont issus du milieu marin ; tous deux sont parents, du point de vue chimique. Tous deux sont constitués, à 90%, de carbonate de calcium. C’est presque un miracle que la nature fasse usage du même matériau, terne et sans éclat particulier, pour créer du corail rouge feu ou faire croître de superbes perles.

QUE SONT LES CORAUX ?

 

Les coraux sont produits par la forme de vie la plus infime qui, bien longtemps avant notre ère, s’est installée en grandes colonies, dans les profondeurs des mers chaudes. Le corail cnidarian, nom scientifique désignant une variété spécifique de corail, est recouvert d’une peau charnue. Il sécrète des substances calcaires, à partir desquelles se constituent des structures en forme de branches, qui partent du tronc originel.
Elles sont susceptibles d’atteindre 40 cm. de haut, alors que l’épaisseur des branches n’excède guère 4 cm. Les structures sont légèrement plus épaisses aux embranchements.
Ce sont ces morceaux, constituant le précieux matériau brut, qui se transformera en pièces de joaillerie, en boules ou en objets gravés.

Les fragiles branches de corail sont généralement remontées en surface, depuis les profondeurs marines, à l’aide de drèges, grands filets destinés à la pêche en profondeur.
Du fait, toutefois, que le corail de première qualité est devenu plutôt rare, une approche, plus attentive à l’environnement, est, en général, d’usage et ce sont les plongeurs qui vont eux-mêmes faire la cueillette des branches fragiles de corail.
Les morceaux sont ensuite nettoyés, classés, puis sciés, poncés et percés. Il est exceptionnel que le corail soit taillé comme les gemmes habituelles.

Avant finition, il semble mat et terne. Ce n’est qu’après le polissage, qu’il prend son éclat superbe.
Le corail est souvent poreux ou fissuré ; il est alors de basse qualité. On peut, dans une certaine mesure, améliorer son aspect, par l’application de cire colorée, qui procure une meilleure impression à l’oeil.
Le corail de bonne qualité, présente une coloration homogène. Il n’a ni fissure, ni tache, ni zone, ni partie creuse. Du fait que le corail authentique, non traité, est rare ; il atteint des prix élevés.
C’est pourquoi, ce qui semble une occasion, doit être considéré avec méfiance. Il est souhaitable de n’acheter de la joaillerie comportant du corail de haute qualité, que dans une bijouterie réputée.

LE MONDE SENSIBLE ET COLORE DU CORAIL

 

Le corail n’est pas nécessairement rouge, encore que le seul nom « corail » soit indicatif d’une couleur rouge rosée. La nature crée du corail, dans toute une palette de couleurs et de nuances variées.
Elles vont du rouge au blanc et du bleu au brun et au noir. Ce sont les teintes rouges qui sont le plus désirées ; elles s’étendent du rose le plus pâle au rouge velouté soutenu, en passant par la teinte saumon. Le sommet de la mode est, couramment, le noir ainsi que le doré.
Une variante, extrêmement rare, est le bleu.
Le corail blanc est extrêmement apprécié quand il a un soupçon de rose ou de bleu. C’est ce qu’on appelle le corail « peau d’ange ».
D’autres variétés fameuses sont, le corail japonais d’un rouge saturé, le « corail moro » ou le rose pâle « boke » et enfin le rouge « sardena »

Le corail n’est pas très délicat mais, avec sa dureté de 3 seulement, il est considérablement plus tendre que le matériau des gemmes en général. Rappelons que le diamant, la plus dure des substances connues, a une dureté de 10.

Sa beauté pourrait souffrir de traitements inappropriés. Il convient de ne pas le mettre en contact avec des produits cosmétiques ou de l’eau trop chaude. Il ne faut pas l’exposer à un soleil trop ardent.
La joaillerie comportant du corail doit être soigneusement rangée et nettoyée de temps en temps à l’aide d’un chiffon propre, doux et humide.
Si, en dépit de tous ces soins, la surface est légèrement rayée, un bijoutier sera en mesure de le faire repolir.

 DES POIDS LEGERS ATTRAYANTS : « RACINE DE CORAIL » et « CORAIL MOUSSE »

 

Plus légers en poids et moins onéreux que le corail de haute qualité, il y a la racine de corail et le corail mousse.
La racine de corail est, en fait, une espèce particulière – non pas en tant que racine mais le buisson dont elle est issue, est particulier.
Il lui arrive d’être mêlé à du corail mousse. Ce dernier est la partie du corail japonais «Corail Moro » qui est encastré dans du sable et de la boue et qui est un intermédiaire entre le pied et la tige.
Ce corail mousse est depuis longtemps sur le marché. Il a une plus forte densité que la racine de corail. Il est également un peu plus cher.
Ces deux variétés sont fournies en grandes quantités par la Chine et le Japon.
Leurs dimensions ainsi que leur poids, relativement léger, les rendent populaires quand il s’agit de couleur et de volume à bas prix.

LE CORAIL A MEME LA PEAU : IRRESISTIBLE !     

Voilà des années et des années, que le corail a été utilisé en joaillerie et qu’il a été apprécié comme porte-bonheur et comme protecteur.
De nos jours on s’en sert encore, dans certaines régions, comme talisman, pour écarter les mauvais esprits. L’enseignement moderne, qui prétend soigner par les pierres précieuses, fait cas du corail et de ses effets bénéfiques. On dit qu’il apaise les craintes et les tensions et qu’il favorise le vivre ensemble sur quoi il a une influence positive.

Cette ancienne croyance, en la vertu protectrice et revigorante du corail, est encore vivace.
C’est ainsi que l’on offre un collier de corail à un très jeune garçon.
Pour les petites filles, il est courant que leur premier bijou soit en. corail.
Mais le corail est plus et mieux encore. Il reflète la couleur du teint, de qui le porte et il fait montre de toute son irrésistible beauté, quand on le porte à même la peau.
Le corail fait partie des matières les plus attirantes, de toutes celles qui peuvent être imaginées et utilisées en joaillerie. Il ne cesse d’inspirer, dans le monde entier, les concepteurs de joaillerie, qui inventent ainsi, de ravissantes pièces uniques.

La chrysoprase est une variété de gemme de calcédoine (un type de quartz fibreux) mais qui contient du nickel. Elle est généralement de couleur vert pâle, mais peut aussi être vert foncé. Elle est faite de cristaux si petits qu'on ne peut pas les voir à la loupe. Cette caractéristique la différencie de l'améthyste, de la citrine, et d'autres formes de quartz qui sont plus ou moins transparentes et forment des cristaux hexagonaux. On compte parmi les autres variétés de quartz l'agate, la cornaline et l'onyx.

Le mot chrysopras vient du grec chrysos, doré, et prason, poireau.

À cause de la pénurie de chrysoprase, et à sa couleur verte agréable, la chrysoprase est un type de quartz très recherché. Les gemmes les plus pures sont comparables au jade, avec lequel on la confond parfois. Coupé en cabochons elle est aussi recherchée que l'améthyste.

La chrysoprase doit sa couleur au nickel dans sa structure, différent de l'émeraude qui doit sa belle couleur verte au chrome.

Comme toutes les formes de quartz, la chrysoprase a une dureté de 6 à 7, et se fracture comme le silex.

Les meilleures sources de chrysoprase sont le Queensland, la Nouvelle-Calédonie, l’Ouest de l’Australie, l’Allemagne, la Pologne, la Russie, l’Arizona, la Californie, et le Brésil.

Le camée est une technique de gravure ou plutôt de sculpture en bas-relief utilisée sur les matériaux présentant des strates de couleur contrastée. Il s’agit de faire apparaître des couleurs à des endroits voulus pour créer des formes.
Cette technique est utilisée dans la pierre dure, le verre, et le mortier.

Le camée servait au Moyen Age à décorer des objets mortuaires. Après un déclin, le camée a refait son apparition où il est alors orné de portraits.