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photo satellite d’un cyclone au dessus de l’islande
On associe souvent la force de Coriolis à l’eau qui se met à tourbillonner dans les éviers. Cette association est fausse : le sens de rotation de l’eau n’a pas pour origine la force de Coriolis.

L’effet de Coriolis

Je préfère dire « effet de Coriolis » (calqué sur l’anglais), plutôt que « force » ou même « accélération ».
L’effet de Coriolis est la manifestation d’une déviation ou d’une mise en rotation d’une masse (nuageuse, par exemple) due à la rotation du référentiel dans laquelle elle se trouve (Terrestre dans cet article). J’explique.

Si on se plaçait dans un référentiel fixe (voyant la Terre tourner devant nous) et si on envoyait un projectile devant nous, il irait tout droit sans suivre la rotation du référentiel ; c’est la trajectoire rouge sur l’animation ci-dessous : c’est le référentiel de la page web (qui ne tourne pas).

Or, on sait tous que la Terre est en rotation autour d’un axe et que nous tournons avec elle. Du coup, on observe une déviation du projectile ; c’est la trajectoire bleue :

animation de l’effet de Coriolis

La trajectoire rouge, c’est ce que voit un observateur tiers voit, alors que la trajectoire bleue, c’est la trajectoire telle qu’elle apparaît quand on regarde le projectile depuis la Terre en rotation.

Voici une autre animation, traduisant la même chose, avec deux vues des deux points de vue : depuis un référentiel indépendant de la rotation (à gauche, où la Terre tourne) et depuis le référentiel en rotation (à droite, fixe à la Terre et donc où la rotation n’est pas visible) :

animation de l’effet de Coriolis

L’effet de Coriolis n’est donc pas réellement une force qui s’exerce sur un projectile : ce dernier est dévié uniquement en apparence parce que le référentiel tourne. C’est pour ça que beaucoup préfèrent employer le terme « d’accélération de Coriolis ».

Les caractéristiques de l’effet de Coriolis.

L’effet de Coriolis met donc les objets indépendants de la Terre (un projectile en l’air, un nuage ou un cyclone, une masse d’eau…) en rotation.

La période de rotation est simple à calculer en fonction de latitude : elle est égale à la période de rotation de la Terre au niveau du pôle et infinie à l’équateur (donc ça tourne infiniment lentement à l’équateur).
Cette période ne dépasse donc jamais la vitesse de rotation de la Terre.

Et dans nos éviers ?

Nos éviers sont tout petits. La masse d’eau est infime par rapport à une masse cyclonique. De plus, quand on regarde le tourbillon, il tourne beaucoup plus vite que la rotation terrestre ! La rotation n’a lieu que si on retire le bouchon et, en faisant l’expérience plusieurs fois de suite, on voit très bien que le sens de rotation n’est pas toujours le même : cela change d’ailleurs en fonction de l’évier. Enfin, il est aisé d’influencer le sens de rotation de l’eau avec la main.

On peut donc conclure que l’effet de Coriolis n’a qu’une action minime par rapport à tous les autres facteurs sus-cités.

Alors d’où vient cette rotation ?

Tout simplement du mouvement initial de l’eau (remous, agitation…) avant de retirer le bouchon. En fait quand vous remplissez votre évier, l’eau est plus ou moins remuée.

Lorsque le bouchon est retiré, l’eau se dirige vers le trou. À ce moment là, c’est le phénomène de conservation du moment cinétique (ou moment angulaire, de l’anglais) qui entre en jeu : les petits mouvements loin du trou deviennent de grands mouvements proches du trou.

Ainsi, il suffit que le mouvement global de l’eau se face ne serait-ce qu’un tout petit peu dans un sens, pour que l’aspiration de l’eau dans le trou accentue et amplifie la rotation de façon importante.
Au bout de quelques secondes, c’est toute la masse d’eau qui est entraînée dans la rotation.

Quand voit t-on l’effet de Coriolis alors ?

  • On peut voir l’effet de Coriolis sur des masses conséquentes, comme un cyclone : le sens de rotation dépend de l’hémisphère à cause de ça.
  • Certains trains (qui ont des trajectoires nord-sud) sont également soumis à l’effet de Coriolis : à force d’être poussé dans le même sens par la rotation terrestre, un des deux rails s’use beaucoup plus vite que l’autre (pour un TGV roulant à 320 km/h à une latitude française, c’est environ 4 tonnes qui s’exercent en plus d’un côté que de l’autre).
  • Un projectile envoyé à grande vitesse est dévié. Ceux qui ont joué au jeu Call Of Duty 4 ont pu voir ça dans la mission où il faut utiliser le sniper et tuer Zakhaev.
  • Sur le pendule de Foucault, installé au Panthéon, à Paris.

Pour l’anecdote, tous ceux qui sont situés sur l’équateur et qui amusent les touristes avec une bassine d’eau et qui montrent la rotation de l’eau, font quelques pas de côté (franchissant l’équateur) et montrent que la rotation de l’eau a changé de sens, sont des gogos : comme je l’ai dit, les effets de l’accélération de Coriolis sont nuls sur l’équateur, et encore plus nuls avec une petite bassine.

image de la Nasa

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une galaxie C’est la rentrée ! Mais voilà de quoi vous amuser encore un peu ! Comme toujours, trois chiffres à couper le souffle :

8000… est le nombre de désintégrations radioactives se produisant dans le corps humain chaque seconde.
C’est en grande partie dû au carbone 14 (isotope radioactif du carbone) et au potassium 40 (isotope radioactif du potassium). Ces désintégrations sont naturelles et ne présentent pas de danger : les lésions éventuellement créées par les rayonnements sont maîtrisées par le système immunitaire, qui reste alors un minimum actif.

90%… c’est la proportion de matière composant notre corps qui est de la poussière d’étoile.
Seuls 10% de notre corps est de l’hydrogène, or c’est le seul élément de notre corps qui était présent après le big-bang. Tous les autres : oxygène, carbone, phosphore, azote, calcium, fer… se sont formés dans le cœur des étoiles super-massives. Et c’est en explosant sous la forme de supernovas que tous ces éléments se sont retrouvés éparpillés dans l’univers, puis dans la Terre, d’où nous venons.

3 minutes. Lorsque que buvez un verre d’eau, vous avalez des noyaux d’hydrogène qui ont été créés lors des 3 premières minutes de l’univers après le Big-Bang, à une époque nommée la nucléosynthèse primordiale. La température d’un milliard de degrés est alors suffisamment « froide » pour que les noyaux des atomes puissent exister en tant que tels.


Et pour finir, une citation. Celle-ci nous rappelle que la curiosité est la plus grande des qualités d’un scientifique. Elle est attribuée à Michael Faraday (1791–1867) :

J’espère que vous vous souviendrez toujours que s’il se passe un phénomène, particulièrement s’il vous est inconnu, vous direz « quel en est la cause ? pourquoi cela se produit ? » et vous finirez, en fin de compte, par en trouver les réponses.


Pour info, les 5 autres épisodes sont là :

image de Juas Man

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