title: Vent

text: L’air froid plus dense en haut d’une montagne y crée une pression plus forte que dans la vallée et provoque un autre effet. Le gradient de pression fait alors dévaler la pente à l’air sur une distance insuffisante pour que la force de Coriolis le dévie. Cela engendre donc un vent catabatique. On rencontre ce genre d’effet le plus souvent la nuit. Ils sont également très communs au front d’un glacier, par exemple, sur la côte du Groenland et de l’Antarctique à toute heure.


title: Vent

text: Le vent anabatique est un vent ascensionnel d'une masse d'air le long d'un relief géographique dû au réchauffement de celui-ci et donc l'opposé du vent précédent. Diverses conditions météorologiques peuvent créer un vent anabatique, mais il s'agit toujours de la formation d'une différence de température entre les masses d’air au-dessus des vallées et celles réchauffées sur leurs pentes qui cause une circulation d’air. Il est donc aussi appelé vent de pente et se produit le plus souvent le jour.


title: Vent

text: La "rugosité" du paysage et en particulier la rugosité « molle » (celle des forêts, bocages, savanes, par rapport aux roches et immeubles qui ne bougent pas) des arbres a un impact sur les vents et les turbulences, et indirectement sur les envols ou dépôts de poussières, la température, l'évaporation, le mélange de la partie basse de la colonne d'air (de la hauteur des pots d'échappement à la hauteur où sont émis les panaches de cheminées d'usines ou de chaudières urbaines par exemple), la régularité du vent (important pour les installations d'éoliennes ou de fermes éoliennes), etc. À cet effet, Kalnay et Cai dans la revue "Nature", avaient en 2003 posé l'hypothèse que les arbres freinaient significativement le vent. En forêt tropicale dense, hormis lors des tempêtes, au sol on ne sent presque plus les effets du vent. La plupart des arbres n'y produisent leurs puissants contreforts que quand ils émergent au niveau de la canopée où ils sont alors exposés à un éventuel déracinement par le vent.


title: Vent

text: On a récemment réanalysé les données météorologiques de mesure des vents de surface (vent à de hauteur) qui confirment dans l’hémisphère nord une tendance au ralentissement. Il semble que les forêts puissent, dans une certaine mesure, freiner le vent et la désertification l'exacerber. Là où la forêt a regagné du terrain, la force du vent a diminué (de 5 à 15 %), de manière d'autant plus visible que le vent est fort. Les vents géostrophiques (induits par les variations de pression atmosphérique) n'ont pas diminué, et les radiosondes ne montrent pas de tendance au ralentissement en altitude. Le bocage est une structure écopaysagère qui modifie également les effets du vent en créant des microclimats atténuant le vent, mais aussi les chocs thermo-hygrométriques et l'érosion des sols.


title: Vent

text: Durant le jour, près des côtes d’un lac ou de la mer, le soleil réchauffe plus rapidement le sol que l’eau. L’air prend donc plus d’expansion sur terre et s’élève, créant une pression plus basse que sur le plan d’eau. Une fois encore cette différence de pression se crée sur une distance très faible et ne peut être contrebalancée par les forces de Coriolis. Une brise de mer (lac) s’établit donc. La même chose se produit la nuit mais en direction inverse, la brise de terre.


title: Vent

text: On observe des différences de pressions jusqu'à deux millibars et proportionnelles aux masses de terre et d'eau en présence. Cette brise peut résister à un autre vent jusque de l'ordre de (8 nœuds) ; au-delà, elle est en général annulée, ce qui ne signifiera pas un calme plat mais plutôt un système météo instable. Ceci explique également pourquoi il y a très rarement un calme plat en bord de mer mais aussi des vents plus tourmentés qu'à l'intérieur des terres ou en mer.


title: Vent

text: Dans certaines conditions de contraintes, par exemple dans des vallées très encaissées, l’air ne peut que suivre un chemin. Si le gradient de pression devient perpendiculaire à la vallée, le vent sera généré exclusivement par la différence de pression. C'est le vent antitriptique. On trouve aussi des accélérations dans les resserrements par effet Venturi qui donne un « vent de goulet » et un « courant-jet de sortie de vallée » alors que l'air descendant la vallée envahit la plaine.


title: Vent

text: Dans d’autres cas, la pression et la force centrifuge sont en équilibre. C’est le cas des tornades et des tourbillons de poussières où le taux de rotation est trop grand et la surface de la trombe est trop petite pour que la force de Coriolis ait le temps d’agir.


title: Vent

text: Finalement, dans le cas de nuages convectifs comme les orages, ce n’est pas la différence de pression mais l’instabilité de l’air qui donne les vents. Les précipitations ainsi que l’ d’air froid et sec dans les niveaux moyens amènent une poussée d'Archimède négative (vers le bas) dans le nuage. Cela donne des vents descendants qui forment des fronts de rafales localisés.


title: Vent

text: Le vent dépend donc de plusieurs facteurs. Il est la résultante des forces qui s’exercent sur la parcelle d’air : la pression, la force de Coriolis, le frottement et la force centrifuge. Le calcul complet se fait avec les équations du mouvement horizontal des équations primitives atmosphériques. En général, la force centrifuge est négligée car la vitesse de rotation autour de la dépression est trop lente et sa valeur est donc très petite par rapport aux autres forces. Cependant, dans une circulation rapide comme celle d’une tornade, il faut en tenir compte.


title: Vent

text: Avec ces équations, les cartes météorologiques permettent d’estimer le vent en connaissant la pression, la latitude, le type de terrain et les effets locaux même si on n’a pas de mesure directe. Pour l’aviation au-dessus de la couche limite atmosphérique, où le frottement est nul, on utilise une approximation du vent réel que l'on peut obtenir par les équations du vent géostrophique. Il est le résultat de l'équilibre entre les forces de Coriolis et de la variation horizontale de pression seulement. Ce vent se déplace parallèlement aux isobares et sa vitesse est définie approximativement par le gradient de pression.


title: Vent

text: Le vent du gradient est similaire au vent géostrophique mais en reprenant en plus la force centrifuge (ou accélération centripète) quand la courbure du flux est significative. Il est, par exemple, une meilleure approximation du vent autour d'une dépression ou d'un anticyclone.


title: Vent

text: Près du sol, dans la couche limite, le frottement cause une diminution des vents par rapport à l’estimation précédente selon ce qu’on appelle la spirale d'Ekman. En général, le vent est de 50 à 70 % du vent géostrophique sur l’eau et entre 30 et 50 % de ce vent sur la terre ferme. Plus le vent est diminué par le frottement, plus il tourne vers la plus basse pression ce qui donne un changement vers la gauche dans l’hémisphère nord et vers la droite dans celui du sud. Cette différence entre les vents réels et géostrophiques se nomme le vent agéostrophique. Il est donc particulièrement important dans la couche limite mais existe également au-dessus de celle-ci car le vent géostrophique n'est qu'une approximation. Le vent agéostrophique est important dans l'alimentation en air humide des dépressions ce qui leur fournit de l'énergie.


title: Vent

text: Dans les endroits accidentés où le flux d’air est canalisé ou dans les situations où le vent n’est pas dû à un équilibre entre pression, force de Coriolis et frottement comme mentionné précédemment, le calcul est beaucoup plus difficile. Parmi ces cas figurent :


title: Vent

text: Pour calculer la variation du vent avec l'altitude, le concept de vent thermique a été développé. Il s'agit de la différence du vent géostrophique entre deux niveaux de l'atmosphère. Il porte le nom de thermique parce que la variation du vent avec l'altitude dépend de la variation horizontale de température comme vu antérieurement. Ainsi dans une masse d'air isotherme, dite barotrope, le vent ne varie pas avec l'altitude alors qu'il variera dans une atmosphère barocline. C'est dans cette dernière situation, près des fronts météorologiques, que l'on retrouve des vents qui augmentent rapidement avec l'altitude pour donner un corridor de vent maximal juste sous la tropopause que l'on appelle un courant-jet.


title: Vent

text: Pour une altitude inférieure à mètres environ, là où se trouvent les ouvrages bâtis, les forces de frottement dues à la rugosité du sol et les phénomènes thermiques régissent en grande partie les écoulements d’air. Ces phénomènes engendrent des fluctuations de la vitesse du vent, dans le temps et dans l’espace, susceptibles d’exciter les structures les plus souples. Cette zone est appelée "couche limite de turbulence atmosphérique".


title: Vent

text: L’analyse spectrale de la vitesse du vent dans la couche limite turbulente permet de mettre en évidence plusieurs échelles temporelles de fluctuation. La figure ci-contre montre l’allure d’un spectre de densité de puissance représentatif de la vitesse horizontale du vent à au-dessus du sol d’après Van der Hoven. Il s'agit d'une représentation statistique de la répétitivité des fluctuations de puissance du vent en ce point :


title: Vent

text: La partie gauche du graphe concerne les systèmes à l'échelle planétaire qui ont une périodicité entre 1 jour et un an, ce qui correspond à une période de retour de différents types de systèmes météorologiques synoptiques. Ainsi, un an représente les vents annuels comme les alizés, quatre jours les vents associés avec la période moyenne entre deux dépressions météorologiques et 12 heures les vents diurnes et nocturnes en alternance. La partie droite du graphe concerne les conditions locales reliées à des conditions de relief ou autres effets de méso-échelle comme la distribution des nuages, le gradient thermique vertical, la vitesse moyenne du vent, la rugosité des sols, etc. Le « trou » entre une heure et dix minutes au milieu correspond à des périodes de grand calme quand les turbulences s'annulent elles-mêmes.


title: Vent

text: Les sollicitations répétées et aléatoires des turbulences peuvent solliciter les modes propres de certains ouvrages et conduire à leur ruine si cela n’a pas été pris en compte lors du dimensionnement (comme le pont du détroit de Tacoma en 1940).


title: Vent

text: Le vent en tant que médium de transport des particules et aérosols et impliqué dans les transferts d'humidité et de chaleur est un élément majeur des systèmes météorologiques. La Terre étant très irrégulière dans la forme de ses continents et l'ensoleillement il est cependant difficile à modéliser et anticiper ; il dépend des saisons mais aussi de la couverture nuageuse qui est soumise au vent qui tire son énergie des différences de températures qui sont une des résultantes de l'ensoleillement.


title: Vent

text: Le modélisateur doit tenir compte de nombreux facteurs pour une prévisibilité encore relative : Le vent qui se nourrit de multiples sources : d'autres vents, les différences de températures entre deux zones géographiques ou entre deux couches d'atmosphère, la rotation de la Terre, l'attraction terrestre, les effets sur le relief, etc.. obéit ainsi aux lois de l' « effet domino ».


title: Vent

text: Par exemple, un ouragan né dans l'Atlantique peut très bien rentrer par le golfe du Mexique et venir mourir aux Grands Lacs, perturbant tous les vents locaux sur et autour de sa trajectoire. L'origine de la création de ce cyclone tropical peut très bien être un déséquilibre engendré par un creux barométrique en altitude venant du Sahara qui a été déporté jusque dans l'Atlantique par l'anticyclone des Açores. La prévision des vents jusqu'à plusieurs jours est possible de façon déterministe grâce à la résolution des équations primitives atmosphériques des forces en présence si on tient compte de tous ces facteurs.


title: Vent

text: Cependant, les valeurs de chaque variable de ces équations ne sont connues qu'en des points distincts de l'atmosphère selon les observations météorologiques. Une légère erreur de ces valeurs peut causer de grande variation et c'est pourquoi l'on peut dire que la théorie du chaos, les systèmes complexes et plus particulièrement l'effet papillon s'appliquent très bien à la prévision des vents. Edward Lorenz a démontré que les prévisions n'étaient possibles à long terme (un an) que de façon probabiliste car le nombre de facteurs d'environnement est immense mais aussi qu'ils interagissent entre eux ce qui donne une instabilité temporelle à la résolution des équations.


title: Vent

text: Plusieurs sites internet offrent des visualisation de données prédictives ou en temps réel du vent et des déplacements des masses d'air. Plusieurs sont cités dans la section des liens externes et on y voit :Les roses des vents sont aussi utiles aux architectes et urbanistes, notamment pour la construction bioclimatique. Par exemple, dans l'image de droite, la rose des vents montre les vents dominants et leur variation de force moyenne selon leur orientation et direction. Les vents les plus forts se superposent globalement aux courants et à la direction (résultante) du déplacement de la masse d'eau de la Manche vers la Mer du Nord. Ces vents quand ils vont dans le même sens que la marée peuvent causer des "surcotes" de marée haute, c'est-à-dire une mer plus haute qu'annoncée par le calcul du simple coefficient de marée, dont la hauteur est estimée par la partie du bas.


title: Vent

text: Au sol, en mer et en altitude, le vent est mesuré en kilomètres par heure, en mètres par seconde ou en nœuds. Des stations météorologiques en font des mesures directes sur terre ou en mer grâce à un anémomètre, qui en donne la vitesse, et une girouette (ou une manche à air), qui en donne la direction. Les anémomètres mécaniques sont formés de coupelles qui tournent autour d'un axe quand le vent souffle. Il existe d'autres versions dont celles dites à "fil chaud" où le changement de température d'un thermistor causé par le flux d'air correspond à la vitesse de ce dernier.


title: Vent

text: La variation des vents selon l'altitude est suivie par radiosondage ou via le mouvement d’un ballon-sonde mesuré depuis le sol. La mesure du déplacement d'un ballon ascensionnel dépourvu de sonde à l'aide d'un théodolite constitue une alternative économique au radiosondage. Les radars météorologiques Doppler, les profileurs de vent, les lidars Doppler et les sodars sont aussi des instruments de télédétection au sol capables de mesurer la vitesse du vent en altitude.


title: Vent

text: Depuis l’espace, grâce à certains instruments radars embarqués de satellites météorologiques, on estime les vents partout sur Terre dont dans les lieux inhabités (déserts, haute montagne, océans). C'est également de cette façon que les vents sur les autres planètes sont estimés. En 2018, un nouvel instrument appelé Aladin, mesurant le vent au moyen d'un laser, est mis en orbite (satellite Aeolus) pour mieux cartographier (en temps réel) les vents dans la colonne atmosphérique, dans le cadre du programme « Living planet » de l'ESA. Ce programme vise à mieux observer la Terre et comporte également les missions CryoSat, SMOS ou GOCE.


title: Vent

text: En aviation, la vitesse du vent est estimée en utilisant deux tubes de Pitot, le premier dans la direction opposée au déplacement et le second perpendiculairement à celui-ci.


title: Vent

text: Les marins estiment sa force en utilisant l’échelle de Beaufort (échelle fermée à 13 niveaux de force 0 à force 12) s’ils n’ont pas d’instruments pour la mesurer. Cette échelle relie l’effet du vent sur la mer (hauteur des vagues, production d’embruns, etc.) à sa vitesse. L'échelle de Fujita et l'échelle de Fujita améliorée utilisent les dommages causés par une tornade pour estimer la force qu'avaient ses vents.


title: Vent

text: L’Organisation météorologique mondiale (OMM) a homologué début 2010 le record du vent le plus violent jamais observé scientifiquement sur Terre, hors ceux des tornades. Il s'agit de rafales de enregistrées le 10 avril 1996 à l’île de Barrow (Australie-Occidentale) lors du passage du cyclone Olivia. Le précédent record de datait d'avril 1934 au sommet du mont Washington aux États-Unis. Cependant, le cyclone Olivia n'est pas considéré lui-même comme le plus violent à avoir affecté la région australienne car ce record ne représente pas l'intensité générale du système.


title: Vent

text: La mesure record dans une tornade a été effectuée à Moore en Oklahoma lors de la série de tornades de l'Oklahoma du 3 mai 1999. À , un radar météorologique Doppler mobile a détecté des vents de ± dans le tourbillon près de "Bridge Creek" à une hauteur de au-dessus du sol. Le record précédent était de 414 à mesuré dans une tornade près de "Red Rock" (Oklahoma). Cependant, les vents au sol ont pu être plus faibles à cause du frottement.


title: Vent

text: Le record du monde de vent enregistré par une station au niveau de la mer dans des conditions non reliées aux tornades ou aux cyclones tropicaux est celui de la station météorologique de la base antarctique Dumont d'Urville en Terre Adélie. Celle-ci est en opération depuis 1948 et les vents catabatiques y soufflent presque constamment. Leur moyenne annuelle est d'environ et le nombre de jours avec des vents de plus de est d'environ 300. Le record à cette station date du 16 juin 1972 à locale, lors d'un phénomène de "Loewe" de changement brusque de la force des vents catabatiques, alors que le vent atteignit pendant 5 minutes, avec une pointe de .


title: Vent

text: Enfin, lors de la tempête Martin, le 27 décembre 1999 à minuit, un radiosondage effectué par Météo-France a enregistré une vitesse du vent exceptionnelle de dans le courant-jet à d'altitude au-dessus de Brest.


title: Vent

text: Des vents de plus de soufflent sur Vénus et font que ses nuages font le tour de la planète en 4 à 5 jours terrestres.


title: Vent

text: Lorsque les pôles de la planète Mars sont exposés aux rayons du soleil à la fin de l'hiver, le CO congelé est sublimé, créant ainsi des vents quittant les pôles à plus de ce qui va alors transporter des quantités importantes de poussière et de vapeur d'eau à travers tous les paysages martiens. Il existe également des vents subits et liés à l'activité solaire qui ont été surnommés "" par la NASA parce qu'ils apparaissaient subitement et dépoussiéraient tout, y compris les panneaux solaires.


title: Vent

text: Sur Jupiter, les vents soufflent jusqu'à () dans les zones de courant-jet. Saturne fait partie des records du système solaire avec des pointes à plus de (). Sur Uranus, dans l'hémisphère nord jusqu'à 50° de latitude, la vitesse peut monter à () « seulement ». Finalement, par-dessus les nuages de Neptune, les vents dominants peuvent atteindre () le long de l'équateur et jusqu'à () à ses pôles. Il existe en outre un courant-jet extrêmement puissant à 70° de latitude Sud qui peut atteindre ().


title: Vent

text: Les vents sont une source d’énergie renouvelable, et ont été utilisés par l'Homme à travers les siècles à divers usages, comme les moulins à vent, la navigation à voile ou plus simplement le séchage. Différents sports utilisent le vent dont le char à voile, le cerf-volant, le vol à voile, la planche à voile et le kitesurf. Il sert également à aérer, assainir, rafraîchir les milieux urbains et les bâtiments. Le vent est une de nos plus anciennes sources d'énergie et une grande partie de toutes nos productions tire parti du vent ou lui est adapté. Aujourd'hui encore, il est un intense sujet de recherche car son potentiel d'utilisation demeure encore largement inutilisé tant via des éoliennes que des systèmes de pompe à chaleur ou pour assainir l'air urbain par une urbanisation raisonnée des villes en tenant compte du vent.


title: Vent

text: La première utilisation du vent par l'Homme fut simplement l'aération et le séchage. En effet, un lieu où l'air stagne va assez rapidement se charger en odeur mais aussi permettre le développement de différentes maladies et développement de moisissures (s'il y a un minimum d'humidité).


title: Vent

text: Très vite, l'Homme découvrit que des objets laissés au vent séchaient plus vite, cela est dû à deux phénomènes distincts : d'une part, l'air en mouvement vient frapper l'objet désiré et va donc communiquer une énergie qui permet d'arracher l'humidité à l'objet, poreux ou non, si l'objet est poreux et se laisse traverser par le vent, l'efficacité sera renforcée. D'autre part, l'air et les objets en contact avec celui-ci ont tendance à vouloir équilibrer leur taux d'humidité. Cependant, l'eau, même sous forme de vapeur, a une forte valeur de tension superficielle (comme une bulle d'air dans l'eau) et si elle va se dissiper dans les environs immédiats de l'objet qui sèche, les forces de tension vont globalement créer une bulle d'humidité, et ce d'autant que l'air chargé d'humidité est plus lourd et voit sa montée contrariée par l'air plus froid au-dessus de lui, ce qui crée une colonne de pression locale prenant la forme d'une demi-bulle en l'absence de vent. Le soleil ne va aider ici qu'à augmenter la quantité de vapeur soluble dans l'air. Sans vent, le séchage va s'arrêter même en plein air car la diffusion de l'humidité dans l'air se fera de manière très lente et même freinée par les forces intermoléculaires mais aussi par le fait que l'air ne se sature pas plus en humidité que son point de rosée ne le permet. Ce point de rosée dépend de la température de l'air. La température engendre un mouvement brownien permettant le transfert léger au sein de la masse d'air. Cet effet a été mis en évidence, étudié et très bien calculé dans le séchage du bois. Toute masse d'air est donc hydrophile jusqu'au maximum de son point de rosée. Dans une atmosphère non renouvelée, le séchage ne pourrait s'achever que si la quantité d'eau à extraire était inférieure au point d'équilibre du milieu.


title: Vent

text: De même, dans le cas des marais salants, le soleil va fournir l'énergie de réchauffement qui optimisera la présence de vapeur d'eau libre en surface de l'eau et augmentera la quantité d'eau captable dans l'air. C'est le vent qui va alors emporter cette eau via l'air déplacé et donc contribuer au séchage en renouvelant l'atmosphère, ce qui empêche le milieu d'atteindre son point de saturation.


title: Vent

text: L'aération est donc également une méthode pour éviter la prolifération d'humidité due aux activités diverses dans un bâtiment, or l'aération dépend de la présence de vent.


title: Vent

text: Exemples de relation sécheresse d'un bois/paramètres de séchage.


title: Vent

text: Selon ce tableau, on voit bien que pour sécher un bois jusqu'au bout, il faut renouveler l'atmosphère, sans quoi il ne descendra jamais en dessous d'un certain seuil d'hygrométrie.


title: Vent

text: Les montgolfières utilisent le vent pour des petits voyages. Le vent de face augmente la portance lors du décollage d'un avion et augmente la vitesse de ce dernier s'il est dans la même direction que le vol, ce qui aide à l'économie de carburant. Cependant, en règle générale le vent gêne le mouvement des aéronefs lors de voyages aller-retour. En effet soit v la vitesse du vent et soit a la vitesse relative de l'aéronef par rapport à la masse d'air. En vent arrière, la vitesse de l'aéronef est v + a et en vent de face, la vitesse de l'aéronef est v - a. On note que cette quantité peut être négative si v > a. Dans ce cas, l'aéronef ne peut pas revenir à son point de départ.


title: Vent

text: La vitesse moyenne au cours de l'aller retour est formula_1. La perte de performance est du second ordre, ce qui signifie que pour des vents faibles, cette perte de performance est négligeable. Toutefois, en cas de vitesses et/ou directions de vent variables en fonction de l'altitude, les avions à moteur peuvent effectuer des économies de carburant en exploitant ces différentiels. En outre, les planeurs peuvent aussi exploiter ces différentiels de vitesse de vent en effectuant un piqué dos au vent et une ressource face au vent à la manière de certains oiseaux à la surface de la mer. Comme la vitesse du vent augmente avec l'altitude, le planeur peut gagner de l'énergie de cette manière. Il a été prouvé qu'un gradient de par mètre est suffisant.


title: Vent

text: Le système le plus efficace actuellement est celui du cerf-volant (ou du parachute ascensionnel). La force du vent tend à faire monter l'engin si celui-ci est face au vent. Les planeurs peuvent aussi directement utiliser l'énergie éolienne en effectuant un vol de pente. Lorsque le vent rencontre une chaîne de montagnes continue, la masse d'air doit s'élever. Ceci est aussi vrai pour les parapentes et les deltaplanes. En règle générale, le planeur ayant le taux de chute le plus faible sera le plus efficace pour exploiter le vol de pente et des pilotes ont ainsi pu parcourir des distances de plus de . Dans certains cas, le parapente peut être plus efficace car il pourra exploiter des ascendances de petite dimension grâce à sa vitesse réduite. Cependant, le fait que seuls certains lieux géographiques et saisons soient propices à leur utilisation les cantonnent essentiellement à un loisir et pas à un mode de transport.


title: Vent

text: Les zones de cisaillement des vents causées par des conditions météorologiques diverses peuvent devenir extrêmement dangereuses pour les avions et leurs passagers.


title: Vent

text: La marine à voile existe depuis les temps les plus anciens, au Néolithique, avant même la naissance de l'écriture, et s'est perfectionnée jusqu'à nos jours où malgré les simulations par ordinateur, les calculs de profils, les nouveaux matériaux et les essais en soufflerie, les découvertes continuent. Aujourd'hui, dans les pays développés, les bateaux à voile sont essentiellement devenus des bateaux de loisirs, mais il reste encore l'un des modes de locomotion le plus utilisé à travers le monde car simple, propre, nécessitant peu d'entretien et surtout qui se passe de carburant. La marine à voile est intimement liée à toute notre histoire que ce soit pour migrer, peupler, commercer, échanger, communiquer, se battre ou conquérir. L'Homme fit le tour de la Terre dans ces bateaux bien avant l'invention du bateau à vapeur ou autres engins modernes.


title: Vent

text: C'est l'utilisation la plus marginale du vent car assez peu adaptée. Il existe, pour le loisir, des chars à voile essentiellement utilisés dans des grandes plaines mais surtout en bord de mer. Des traîneaux à voile ont parfois été utilisés en zones enneigées et praticables comme les pôles. Les zones terrestres sont souvent très encombrées, pas très planes et avec des vents déformés, la liberté de mouvement réduite et les trajets tortueux rendent donc cet usage compliqué et dangereux. Le traîneau à voile apparaît dans "Le Tour du monde en quatre-vingts jours".


title: Vent

text: Depuis l'Antiquité, des moulins à vent convertissent le vent en énergie mécanique pour moudre du grain, presser des produits oléifères, battre le métal ou les fibres et pomper de l'eau. Ils seront introduits en Europe par l'Espagne, grâce aux Maures. Il faudra attendre Zénobe Gramme et sa dynamo en 1869 pour que le moulin puisse donner naissance à l'éolienne. En 1888, Charles F. Brush est le premier à avoir construit une petite éolienne pour alimenter sa maison en électricité, avec un stockage par batterie d'accumulateurs. La première éolienne « industrielle » génératrice d'électricité est développée par le Danois Poul La Cour en 1890, pour fabriquer de l'hydrogène par électrolyse. Les recherches les plus intenses actuellement sur l'utilisation du vent portent sur les éoliennes afin d'augmenter leur rendement en prise sur le vent, résistance aux fluctuations, rendement en production électrique et la meilleure détermination des corridors de vent.


title: Vent

text: Eole Water est une entreprise française dans le domaine des systèmes de production d’eau par condensation de l’air. Elle a développé des capacités de production d'eau potable à partir de l'énergie éolienne ou solaire. Le vent interagit avec toute chose, y compris les constructions humaines. Nos villes ont d'ailleurs parfois généré un urbanisme si particulier que certaines grandes places publiques deviennent infréquentables à pied si le vent se lève un peu. En effet, bloquer le vent par des structures urbaines ne fait que le canaliser tout en l'intensifiant. Par contre, un bon arrangement des lieux aère, nettoie, contrôle la température et purifie les lieux.


title: Vent

text: Les différents types d'effets des vents urbains :


title: Vent

text: Un bâtiment, suivant son affectation et sa localisation, est conçu pour profiter ou éviter des propriétés particulières du vent. Le vent, par convection, dissipe ou accélère la dissipation de la chaleur par les parois. L'effet produit est un refroidissement des murs et de l'atmosphère, ce qui peut être bénéfique dans les climats chauds, mais préjudiciable dans les climats septentrionaux. Le vent contribue d'autre part à la ventilation du bâtiment et à l'évacuation de l'humidité ambiante, ou stockée dans les murs. Le tirage thermique des cheminées peut être affecté par le vent.


title: Vent

text: Dans les régions chaudes, pour refroidir les habitations, on ajoure les murs d'un bâtiment par des fenêtres ornées ou non de grilles ou de "Moucharabieh" (fermeture d'une ouverture conçue pour laisser passer l'air et la lumière mais ne permettre de voir que depuis l'intérieur) mais également grâce à des conditionnements d'air mécaniques comme les tours à vents ou "Badgir" qui permettent de puiser un air d'altitude plus frais mais également moins chargé en sable. Ce système est à ce point efficace qu'il permet même de fournir en permanence un refroidissement des réservoirs d'eau. Un projet actuellement réalisé reprend ce même principe en Égypte, il s'agit du marché de New Baris. Il permet aussi de faire l'inverse, de réchauffer les habitations en hiver en capturant la chaleur de l'air pour le quartier de Bedzed à Beddington au Royaume-Uni.


title: Vent

text: Les moulins à vents comme les éoliennes quant à eux cherchent les points les plus exposés au vent pour profiter de l'énergie cinétique éolienne.


title: Vent

text: Le vent est parfois utilisé pour les distractions comme dans les cas des cerfs-volants, pour les sports nautiques (kitesurf, planche à voile), le vol à voile voire dans les vols de montgolfières. Les bulles de savon demandent également un léger vent pour pouvoir être utilisées, tout comme les moulins à vent de plage ou les maquettes de voilier. Le vent sert aussi indirectement en créant des vagues qui seront utilisées pour le surf.


title: Vent

text: Il existe certains équipements destinés à produire un son par le vent, tels les mobiles-carillons ou la tuile à loups auvergnate qui était orientée de manière à provoquer un ronflement caractéristique lorsque les vents venaient du nord. Les vents du nord provoquent un refroidissement de la région et diminuent le gibier disponible rendant les loups affamés et donc dangereux pour le bétail et même les hommes, c'était donc un signal d'alerte.


title: Vent

text: Le vent a inspiré dans les civilisations humaines de nombreuses mythologies ayant influencé le sens de l’Histoire. Beaucoup de traditions religieuses personnifient le vent :


title: Vent

text: La tradition orale canadienne française raconte que « lorsqu'on aperçoit un pied-de-vent, c'est que le bon Dieu descend sur Terre ».


title: Vent

text: Le vent étant omniprésent, il a suscité beaucoup d'expressions populaires dont quelques-unes sont détaillées ici car ne décrivant pas de vents mais s'inspirant de son comportement. Ces expressions se réfèrent au vent pour sa vitesse, sa force, son homogénéité, son symbolisme ou au fait que c'est juste un mouvement d'air donc sans substance réelle ou à l'inverse soulignent la tendance aléatoire et anarchique du vent.


title: Vent

text: En voici quelques-unes des principales :


title: Vent

text: Le vent est présent dans le dessin, la peinture, les infographies mais aussi les sculptures. Il existe des arts spécifiques sur le vent : les mobiles. Il existe essentiellement deux catégories de mobiles : les solides en équilibre et les mobiles suspendus. Dans les suspendus, certains sont faits d'agencements de solides mis en mouvement par le vent comme dans les cultures asiatiques ou bien d'autres sont des suspensions plus éthérées comme les attrapeurs de rêves de la culture amérindienne. Tous ont cependant la même philosophie : accueillir le vent et avoir des effets de mouvement sur les différentes parties de l'assemblage. Certains ont des fonctions symboliques comme les pièges à rêves censés protéger des mauvais esprits, d'autres produisent des sons comme les mobiles suspendus traditionnels chinois que l'on nomme d'ailleurs parfois carillons ou carillons-mobiles qui sont parfois aussi des porte-bonheurs. Le vent est aussi d'une importance primordiale dans certains romans, notamment dans "La Horde du Contrevent" de Alain Damasio, où le vent, son étude, son utilisation, et la résistance contre lui deviennent l'objet principal de l'intrigue et les personnages nombreux évoluent tous par rapport au vent.


title: Vent

text: Victor Hugo, dans son poème "Guitare", repris par Georges Brassens dans la chanson "Gastibelza (L'Homme à la carabine)", évoque à la fin de chaque quatrain, un vers devenu célèbre :


title: Vent

text: — Le vent qui vient à travers la montagne Me rendra fou ! ».En français un aérophone est aussi dénommé Instrument à vent. Ce qui est également vrai pour l'anglais ("wind instrument") ou l'espagnol ("instrumento de viento") ne l'est pas pour d'autres langues comme l'italien ("strumento a fiato") ou l'allemand ("Blasinstrument") qui basent le nom de l'instrument sur le souffle plutôt que sur le vent. Ce n'est que par une convention de langage que ces instruments sont, en français, associés au vent : le son de ces instruments n'est pas produit librement par le vent mais de manière volontaire par le souffle de l'instrumentiste ou par une soufflerie mécanique. L'émission de ce souffle crée une colonne d'air sous pression produisant des vibrations modulées par le jeu de l'instrument indiqué par la partition du compositeur ou l'invention du musicien improvisateur. Par métonymie, le pupitre qui regroupe les instrumentistes à vent à l'orchestre est appelé le pupitre des « vents », qui réunit les bois et les cuivres. La voix est le plus ancien des instruments à vent. L'éoliphone ou « machine à vent » porte plus exactement son nom puisque l'instrument est employé à l'opéra pour reproduire le son du vent.


title: Vent

text: Le vent est souvent une source d'inspiration pour les artistes. Anne Sylvestre l'utilise dans ses chansons "La Femme du vent", "Monsieur le vent", son album "Par les chemins du vent" ou sa comédie musicale pour enfants "Lala et le cirque du vent". Bob Dylan fut également inspiré par le vent avec la chanson "Blowin' in the Wind" ("La réponse est soufflée dans le vent").


title: Vent

text: Le vent est essentiel à tous les phénomènes météorologiques et donc au cycle de l'eau sans lequel nulle vie à base d'eau comme nous la connaissons sur Terre ne serait possible hors des océans. Le vent est également l'acteur principal de l'oxygénation des océans par agitation de sa surface. La circulation engendrée par les vents permet de disperser de nombreux agents minéraux et organiques. Ainsi, le vent a un rôle important pour aider les plantes et autres organismes immobiles à disperser leurs graines (anémochorie), spores, pollen, etc. Même si le vent n'est pas le vecteur principal de dispersion des graines chez les plantes, il fournit néanmoins ce service pour un très large pourcentage de la biomasse des plantes terrestres existantes. Il façonne également la forme des plantes par thigmomorphogenèse (ou anémomorphose). Le vent influence le déplacement des populations d’insectes volants et la migration des oiseaux.


title: Vent

text: Les vents sculptent également les terrains via une variété de phénomènes d’érosion éolienne qui permettent par exemple de créer des sols fertiles comme les lœss. Dans les climats arides, la principale source d'érosion est éolienne. Le vent entraîne de petites particules telles la poussière ou le sable fin parfois par-dessus des océans entiers, sur des milliers de kilomètres de leur point d'origine, qui est désigné comme le site de déflation. Par exemple, des vents du Sahara qui provoquent régulièrement des pluies sablonneuses en Europe centrale.


title: Vent

text: Le vent a aussi des effets sur l’ampleur des feux de forêt, tant par l’alimentation plus ou moins abondante en oxygène des flammes que par le transport d’éléments enflammés ou incandescents permettant ainsi à l’incendie de « sauter » les obstacles.


title: Vent

text: Quand le vent se combine avec des basses ou des hautes températures, il a une influence sur le bétail et les humains. Le refroidissement éolien peut radicalement modifier les rendements du cheptel ou même tuer par perte de chaleur corporelle. Le vent influe également sur les ressources alimentaires de la faune sauvage mais aussi sur les stratégies de chasse et de défense des animaux voire des chasseurs. Finalement, le vent est également un facteur important de la régulation thermique, hygrométrique ou de niveau de pollution des régions.


title: Vent

text: L'érosion peut être le résultat du mouvement de déplacement par le vent. Il y a deux effets principaux. D'abord, les petites particules sont soulevées à cause du vent et se retrouvent donc déplacées dans une autre région. Ceci s'appelle la déflation. En second lieu, ces particules suspendues peuvent se frotter sur des objets pleins causant l'érosion par l'abrasion (succession écologique). L'érosion par le vent se produit généralement dans les secteurs avec peu ou pas de végétation, souvent dans les secteurs où il y a des précipitations insuffisantes pour soutenir la végétation. Un exemple est la formation des dunes, sur une plage ou dans un désert.


title: Vent

text: Le lœss est une roche homogène, en général non-stratifiée, poreuse, friable, sédimentaire (éolien) souvent calcaire, à grain fin, vaseuse, jaune pâle ou de couleur chamois, ébouriffée par le vent. Il se produit généralement comme un dépôt qui recouvre des superficies de centaines de kilomètres carrés et des dizaines de mètres en profondeur. Le lœss se retrouve souvent dans les paysages raides ou verticaux et tend à se développer en sols fertiles. Dans des conditions climatiques appropriées, les secteurs avec le lœss sont parmi les plus productifs au monde sur le plan agricole. Les gisements de lœss sont géologiquement instables et s'éroderont donc très aisément. Par conséquent, des coupe-vent (tels que de grands arbres et buissons) sont souvent plantés par des fermiers pour réduire l'érosion par le vent du lœss.


title: Vent

text: Les océans sont des zones à surfaces relativement plates mais également majoritairement des zones d'eaux trop profondes pour permettre le développement d'algues à photosynthèse. Les mécanismes qui fonctionnent en eau douce (agitation, chute, algues, etc.) ne suffisent donc pas pour les océans. L'action du vent en créant des vagues mais aussi grâce au ressac sur les côtes crée donc l'oxygénation principale des océans.


title: Vent

text: La hausse du taux de CO dans l'atmosphère modifie le phénomène en accentuant plus l'acidification que l'oxygénation. Ceci n'est pas irréversible car les milieux océaniques ont toujours joué leur rôle de tampon et transformé le CO en acide carbonique qui acidifie l'eau avant de précipiter avec le temps en carbonate de calcium ou d'être absorbé par les organismes marins. Mais c'est un phénomène lent et, en attendant, le taux d'acide carbonique augmente l'acidité des océans mais diminue également la solubilité de l'oxygène dans cette même eau.


title: Vent

text: Le vent joue donc globalement le rôle d'un agent mécanique de solubilisation grâce à une agitation qui augmente la surface de contact entre l'air et l'eau, par les vagues, peu importe le gaz. C'est moins évident avec l'azote de l'air parce qu'il est beaucoup moins soluble : à , contre à pour l'oxygène et à pour le dioxyde de carbone. La majorité de l'azote injecté dans les océans l'est via la pollution par les fleuves lorsqu'ils se jettent dans la mer et non par le vent.


title: Vent

text: La dispersion de graines par le vent ou anémochorie ainsi que la dispersion de pollen ou fécondation anémophile est un des moyens les plus primitifs de dispersion du vivant. Cette dispersion peut prendre deux formes principales : un entraînement direct des graines, sporanges, pollens dans un vent (comme le pissenlit) ou bien le transport d'une structure contenant les graines ou les pollens et qui va les disperser au fur et à mesure de leur déplacement par le vent (exemple des virevoltants). Le transport de pollen requiert à la fois des masses très importantes mais aussi des zones à vents complexes. En effet, la circulation d'air doit être très fluctuante afin que ces pollens rencontrent un arbre de la même espèce, surtout si ce ne sont pas des plantes auto-fertilisantes qui comportent des plants mâles et femelles distincts. De plus, il faut une synchronisation entre la production de pollen (mâle) sur des étamines mûres et la disponibilité de pistils (femelles) mûrs au même moment. Certaines plantes ont développé un système aérien complémentaire permettant une autonomie de transport par le vent plus grande. Ce sont les aigrettes, comme le pissenlit ou le salsifis, et les ailettes greffées à l'akène. Ces dernières semblent une adaptation évolutive de ces plantes au vent afin de maximaliser leur aire de dispersion. Les ailettes se divisent en deux groupes : les samares (par exemple l'orme) et les disamares (par exemple l'érable).


title: Vent

text: La productivité par dispersion aérienne est une technique très aléatoire qui requiert un nombre énorme de graines car chacune ne peut germer que dans un endroit favorable et si les conditions de milieu le permettent. Par contre, sur certaines îles, des plantes semblent s'adapter et réduire leur aire de dispersion, en effet, les graines qui tombent à l'eau sont perdues.


title: Vent

text: Le vent a également une influence sur le type de végétation, comme dans les régions à fort vent, où les sols sont soumis à une forte érosion éolienne qui les amincit voire les dénude. Les végétaux développent alors des formes résistantes aux vents. Celles-ci sont mieux enracinées et plus trapues car elles combinent des efforts sur la structure aérienne de la plante et des sols minces donc moins riches. Le vent est également un important agent sélecteur des arbres en éliminant les plus affaiblis ou ceux malades en les brisant ou en les déracinant. On observe de plus que certaines plantes côtières sont comme taillées en arrière, vers les terres, à cause du flux de sel apporté par le vent depuis la mer. Les effets d'un vent salé, en zones montagneuses ou en zones d'érosion forte sur la flore locale est également un facteur. Tous ces effets du vent sur la forme et la croissance des plantes se nomment anémomorphose et sont en grande partie dus à la thigmomorphogenèse.


title: Vent

text: Le vent est autant utilisé que subi par les espèces animales mais on observe une adaptation au vent chez beaucoup d'espèces. Les protections de poils ou de laine des bovidés sont par exemple inefficaces si une combinaison de basses températures et d'un vent de plus de survient.


title: Vent

text: Les manchots, qui sont pourtant bien équipés contre le froid par leurs plumes et leur graisse, sont plus sensibles au niveau de leurs ailes et de leurs pieds. Dans ces deux cas de figure, ils adoptent un comportement de rassemblement en un groupe compact qui alterne sans cesse les positions de ses membres entre une position intérieure ou extérieure permettant ainsi de réduire la perte de chaleur jusqu'à 50 %.


title: Vent

text: Les insectes volants, un sous-ensemble d'arthropodes, sont balayés par les vents dominants ; cela influe énormément sur leur dispersion et leur migration.


title: Vent

text: Les oiseaux migrateurs tirent beaucoup plus parti du vent au lieu de le subir. Ils s'en servent afin de planer au maximum après avoir utilisé des courants thermiques ascendants pour prendre le plus d'altitude possible. La sterne arctique est un des plus grands champions de la discipline en réussissant des vols transatlantiques, voire plus, de cette manière. Le champion de l'océan Pacifique est le puffin fuligineux et l'un des vols les plus impressionnants sur des vents d'altitude est le grand albatros. Les records d'altitudes sont tenus par les oies à et les vautours jusqu'à . On remarque également que les axes de migration utilisent les vents dominants saisonniers.


title: Vent

text: Certains animaux se sont adaptés au vent tel le pika qui crée un mur de cailloux pour stocker des plantes et herbes sèches à l'abri. Les cancrelats savent tirer parti des vents légers pour échapper à leurs prédateurs. Les animaux herbivores se positionnent en fonction du vent et de la topographie afin de bénéficier du transport des odeurs, comme des bruits, par le vent et ainsi percevoir l'approche d'un prédateur qui s'est lui-même adapté en approchant autant que possible sous le vent donc avec un vent soufflant de sa proie vers lui.


title: Vent

text: Des rapaces et autres oiseaux prédateurs utilisent les vents pour planer sans effort jusqu'à repérer une proie tels les goélands bourgmestre qui attendent que les vents dépassent les pour accentuer leurs attaques sur les colonies de guillemots.


title: Vent

text: Le bruit du vent est appelé sifflement. Le sifflement du vent est réputé aigu, lugubre, oppressant. Le vent est un mouvement de l'air et ne produit pas de sons au sein d'un système homogène à même vitesse mais par frottement sur des systèmes d'air de vitesses différentes ou à la suite du frottement sur des solides ou des liquides


title: Vent

text: Parfois aussi le son du vent est modulé par la forme des solides qu'il traverse et selon sa direction comme dans les gorges ou les grottes. Même au sein des habitations, le vent peut générer des bruits. Les instruments à vent sont exactement basés sur ce même principe naturel mais en modulant la pression, l'ampleur et la vitesse, le tout combiné parfois à des volumes de résonance. Cet effet sonore du vent est d'ailleurs une grande source de nuisance lorsque l'on fait des enregistrements en extérieur et les micros doivent être enveloppés d'une couche protectrice poreuse afin que le vent ne rende pas tous les sons alentour inaudibles en traversant la structure interne du récepteur du microphone.


title: Vent

text: Lorsque le vent est sauvage, on parle souvent des hurlements ou des rugissements du vent pendant les tempêtes, tornades, à travers des arbres dénudés de leur feuillage ou avec des violentes rafales. Les sons sont plus apaisants à l'oreille humaine lorsque des brises roulent du sable sur une grève, font bruisser les feuilles des arbres ou frisent la surface de l'eau de vaguelettes. Lorsque le vent est très aigu, on dit qu'il fait des miaulements.


title: Vent

text: Le vent porte également les bruits en déformant l'onde circulaire naturelle de tout bruit. En plus de son bruit propre, il change également la répartition de tous les bruits environnementaux. On étudie désormais sérieusement les effets des vents dominants sur le transport du bruit des avions, des autoroutes ou des industries car le vent peut autant augmenter la distance de perception de bruits qu'aider à les étouffer plus vite, selon sa direction.


title: Vent

text: Le vent n'est pas que pacifique, il est essentiel à l'écosystème mais parfois le système s'emballe et le vent devient alors une force destructrice que l'on ne peut maîtriser.


title: Vent

text: Le vent peut se déchaîner dans une tempête, comme un cyclone tropical, et détruire des régions entières. Les vents de force d'ouragan peuvent endommager ou détruire des véhicules, des bâtiments, des ponts, etc. Les vents forts peuvent aussi transformer des débris en projectiles, ce qui rend l'environnement extérieur encore plus dangereux. Les vents peuvent également venir s'ajouter à d'autres phénomènes comme des vagues, se combiner aux éruptions volcaniques, aux feux de forêts… comme détaillé ci-dessous.


title: Vent

text: Le vent peut accentuer des grandes marées comme lors de la tempête Xynthia en France en 2010 où sa direction est venue s'additionner au sens de montée de la mer. En se déplaçant, l'air agit par friction sur la surface de la mer. Cet effet crée une accumulation d'eau dans les régions sous le vent, similaire à celui qui crée un effet de seiche, qui est inversement proportionnel à la profondeur et proportionnel à la distance sur laquelle le vent s'exerce. Ceci s'ajoute à l'augmentation du niveau de la mer créée par la pression plus faible au centre du système météorologique et à d'autres facteurs. On appelle ce phénomène une "onde de tempête".


title: Vent

text: Le "coup de mer" est une perturbation de la mer, souvent brève, localisée, due aux vents et pouvant être très violente alors qu'il n'y a pas de tempête au lieu où l'effet est noté. Il s'agit de la combinaison d'une dépression et de vents violents directionnels près d'une dépression qui se situe loin au large et provoque un effet de succion sur la surface de la mer. Cette colline liquide va donc augmenter jusqu'à l'équilibre puis s'effondrer lors du déplacement de la dépression. Si le mouvement du système est rapide, la chute est brutale ; elle va créer des fronts de vagues plus ou moins importants qui seront entretenus en partie par des vents de surfaces s'ils existent. Si ceux-ci sont violents, ils peuvent même l'alimenter. Si ces vagues ont une ampleur telle qu'elles commettent des dégâts sur les côtes ou causent des naufrages, on les appellera « vagues-submersion ». Comme ce phénomène a lieu au large, si la dépression ne se dissipe pas d'elle-même l'ampleur des vagues explosera en se rapprochant de la côte parce que le volume d'eau déplacé par la dépression restera le même alors que la profondeur diminue jusqu'à devenir nulle.


title: Vent

text: Les différences entre un "coup de mer" et un tsunami sont l'origine éolienne au lieu de géologique, l'aspect limité de son action géographique et temporelle, mais aussi que les vagues sont formées dès le large et non par la collision des fronts d'onde sur le plateau continental qui ici ne fera qu'amplifier des vagues déjà existantes. Ce phénomène est par exemple observable deux à quatre fois par an sur la Côte d'Azur ou en Corse comme à Cannes en 2010 où ce phénomène habituellement limité à des vagues de 4 à culmina avec des lames de 6 à emportant tout sur leur passage.


title: Vent

text: Sur les structures des ponts suspendus, il a déjà provoqué des phénomènes de mise en résonance allant jusqu'à la destruction de l'ouvrage comme pour le pont du détroit de Tacoma en 1940, le pont de la Basse-Chaîne (Angers) en 1850 ou le pont de La Roche-Bernard en 1852. Dans ces cas, il y a un échange d’énergie mécanique qui se produit entre le vent et le pont qui oscille. En condition normale, l’énergie mécanique engendrée par une petite oscillation initiale extérieure est transférée du pont vers le vent qui la dissipe. Mais si la vitesse moyenne du vent est suffisamment élevée, au-dessus de ce que l’on appelle la « vitesse critique », le pont est instable et l’oscillation initiale s’amplifie. L'énergie se transfère alors du vent vers le pont et les oscillations s’amplifient à cause du couplage aéroélastique jusqu'à entraîner parfois la rupture des structures du pont.


title: Vent

text: Lorsqu'il érode des sols, il peut aller jusqu'à la roche et/ou désertifier complètement une région comme pour la "mer de sable" du Hoge Veluwe aux Pays-Bas, phénomène qui se nomme également "déflation". Le vent peut également provoquer des tempêtes de sables comme par le chammal ou de poudrerie ("chasse-neige") comme le blizzard. En outre, si l'érosion éolienne, pluviale, maritime et fluviale n'était pas contrebalancée par les mouvements magmatiques divers, la Terre serait recouverte d'eau depuis longtemps car cette érosion aurait effrité tous les solides dépassant une couche de boue sous-marine. Le vent érode et transporte les roches qui finiront par s'accumuler dans la mer jusqu'à une modification de relief terrestre à la suite de mouvements tectoniques qui pousseront ces sédiments comprimés par la pression de l'eau vers le haut. C'est donc un des mécanismes de création des roches sédimentaires qui seront alors à nouveau érodées par le vent dès qu'elles seront découvertes à l'air libre.


title: Vent

text: Les orages sont souvent accompagnés de rafales violentes ou de tornades qui produisent des dégâts importants le long d'un corridor au sol. Ils sont également accompagnés de turbulence, par cisaillement des vents dans le nuage, qui peut endommager des avions ou même les faire écraser si elle se produit relativement près du sol.


title: Vent

text: La production de foudre est causée par la différence de charges électriques entre la base et le sommet du nuage orageux, entre le nuage et le sol ou entre deux nuages. Ces charges sont produites par collisions des gouttelettes et cristaux de glaces dans le courant ascendant, ou vent vertical, dans le nuage.


title: Vent

text: Dans des cas de pollution, il permet d'épurer les régions touchées mais va répandre celle-ci sur d'autres régions jusqu'à dilution des polluants ou précipitation par la pluie comme dans le cas du nuage de Tchernobyl ou dans les cas de pluie acide. Plus récemment, l'éruption de l'Eyjafjöll a paralysé les trois quarts du trafic aérien européen.


title: Vent

text: Bien des maladies sont transportées par les vents, peu importe qu'elles soient virales, bactériennes ou fongiques. Souvent, le vent ne va permettre que des petits sauts de quelques centimètres à plusieurs mètres. Mais, les grands vents ou des cyclones peuvent transporter des infections sur des centaines de kilomètres. Quelques infections courantes utilisant le vent : la rouille noire, la rouille du maïs, le mildiou, les fusarium… Il importe d'ailleurs peu que le vent charrie directement l'infection (certains organismes peuvent aussi s'encapsuler durant le transport pour mieux résister) ou transporte des matériaux contaminés.


title: Vent

text: Les insectes volants bénéficient souvent ou se sont adaptés à des régimes de vent particuliers. Ce qui permet à ces bêtes assez petites de franchir des très longues distances que leurs seules forces ne leur permettraient pas. Les ravageurs les plus courants sont actuellement les cicadelles, sauterelles, fourmis, les abeilles tueuses ou le criquet pèlerin.


title: Vent

text: Le vent agit également dans les cadres des incendies de forêt auxquels il fournit une force de déplacement d'une part mais également une alimentation en oxygène qui entretient voire attise les flammes comme l'Homme s'en est inspiré pour créer les soufflets. Le vent permet également ce que l'on appelle les sauts de feu, que ce soit sous forme de touffes enflammées ou simplement de braises qui permettent de franchir des obstacles tels les rivières, failles ou les coupe-feu.


title: Vent

text: Le vent solaire est assez différent du vent terrestre car il se compose de particules polarisées qui sont éjectées de l'atmosphère du Soleil. Par contre, le vent planétaire est lui semblable au vent solaire et est composé de gaz légers qui s'échappent de l'atmosphère de leur planète. Sur de longues périodes de temps, ce vent planétaire peut radicalement changer la composition de l'atmosphère d'une planète.


title: Vent

text: Des vents hydrodynamiques dans les couches supérieures de l'atmosphère permettent à des éléments chimiques légers comme l'hydrogène de se déplacer vers l’"exobase", partie inférieure de l'exosphère où ces gaz peuvent acquérir la vitesse de libération et donc s'échapper dans l'espace interplanétaire sans que d'autres particules ne contrarient leur mouvement ; c'est un peu une forme d'érosion gazeuse. Ce type de processus sur des temps extrêmement longs, de l'ordre de milliards d'années, peut faire que des planètes riches comme la Terre évoluent en des planètes comme Vénus. Des planètes avec une atmosphère basse très chaude peuvent générer une atmosphère haute très humide et donc accélérer le processus de perte de l'hydrogène. L'énergie nécessaire à l'arrachage de ces éléments légers étant fournie par le vent solaire.


title: Vent

text: À la différence de l'air, le vent solaire est à l'origine un flux de particules polarisées comparable à un courant électrique ou à un plasma éjecté par la couronne solaire dont la chaleur permet des vitesses de fuite de plus de (). Il est majoritairement constitué d'électrons et de protons avec une énergie de l'ordre de 1 keV. Ce flux de particules varie en température et en vitesse au fur et à mesure du temps. Il existerait également des mécanismes internes au Soleil permettant de transmettre à ces particules une haute énergie cinétique mais leur fonctionnement reste encore actuellement un mystère. Le vent solaire crée l'héliosphère, vaste bulle qui contient tout le système solaire et s'étend jusque dans l'espace interstellaire.


title: Vent

text: C'est aussi ce qui explique que seules des planètes disposant d'un très puissant champ magnétique peuvent supporter sans dommage ce vent solaire continuel, réduisant ainsi l'ionisation de la haute atmosphère. Divers phénomènes observables sont dérivés du vent solaire telles les tempêtes électromagnétiques qui peuvent affecter les équipements électriques, les aurores boréales ou encore le fait que les comètes qui traversent le système solaire ont toujours leur queue dirigée à l'opposé du Soleil.


title: Vent

text: Cependant, au fur et à mesure que ce vent solaire croise des planètes, il est alimenté par le vent planétaire et prend alors des caractéristiques plus proches des vents terrestres dans certains de ses effets, des systèmes solaires très denses pourraient ainsi en arriver à avoir une atmosphère ténue.


title: Vent

text: Certains tests sont actuellement effectués sur les voiles solaires et il avait même été imaginé une course de voiles solaires. Le principe est semblable à celui des voiliers, à ceci près qu'il s'appuie sur la lumière (les photons) émis par le Soleil. Compte tenu de la faible propulsion générée, le procédé ne permet pas de quitter la surface d'une planète (même dénuée d'atmosphère, et donc de friction). Il est en revanche utilisable sur un appareil ayant déjà atteint la vitesse de satellisation minimale, voire la vitesse de libération. La difficulté de mise en œuvre réside dans la faiblesse de la poussée : une voile de est nécessaire pour obtenir une poussée de .


title: Vent

text: Cependant, cet effet est déjà utilisé sur les sondes spatiales afin de rectifier une trajectoire ou de fournir une poussée supplémentaire comme pour la sonde Mariner 10. Plusieurs sites internet offrent des visualisation de données prédictives ou en temps réel du vent et des déplacements des masses d'air, dont :


title: Kiwi (homonymie)

text: Kiwi est un terme maori qui désigne un oiseau, symbole de la Nouvelle-Zélande. Depuis les années 1950, il est aussi le nom d'un fruit.


title: Kiwi austral

text: Le Kiwi austral (Apteryx australis) est une espèce d'oiseaux endémique de Nouvelle-Zélande. Son nom est un emprunt au terme māori "kivi-kivi" qui désigne cet oiseau. Les rats et les phalangers-renard sont connus pour être des prédateurs de cet oiseau.


title: Kiwi austral

text: Le kiwi, de la taille d'une poule (environ pour 2 à ), est doté d'ailes, réduites à des moignons (il est donc incapable de voler), d'un long bec, d'un plumage brunâtre et est dépourvu de queue. Les kiwis ont une vue médiocre, mais un odorat développé. Leurs narines sont situées à l'extrémité de leur long bec. Le kiwi reste caché le jour et sort la nuit chercher sa nourriture, des larves d'insectes qu'il trouve dans le sol grâce à son odorat. C'est un animal qui vit généralement en milieu forestier.


title: Kiwi austral

text: Les kiwis vivent en couple, et ce pendant une trentaine d'années. La femelle est plus grosse que le mâle, et pond des œufs qui représentent environ 20 % de son poids. Proportionnellement, c'est le plus gros œuf du monde. C'est le mâle qui couve les œufs. L'incubation dure de 70 à 80 jours.


title: Kiwi austral

text: Le Kiwi austral à la taille d'une poule, il mesure environ . La femelle a un poids compris entre 2060 et .


title: Kiwi austral

text: Le plumage de ce kiwi est gris-brun. Le bec est blanc ou rose clair. L'iris et les pattes sont bruns. Le Kiwi austral est dépourvu de queue. Ses ailes, longues de et  cachées sous son plumage, ne lui permettent pas de voler. Le bec est long, fin et légèrement courbé. Ses narines sont situées à l'extrémité de son bec, son odorat est donc très développé.


title: Kiwi austral

text: La femelle est plus grande que le mâle.


title: Kiwi austral

text: Le plumage des junéviles est plus clair et plus ébouriffé que celui des adultes.


title: Kiwi austral

text: À l'état sauvage, le Kiwi austral peut vivre une trentaine d'années.


title: Kiwi austral

text: Le Kiwi austral chasse la nuit et se nourrit principalement d'invertébrés (vers, araignées, larves d'insectes...). Sa vue étant médiocre, il repère ses proies grâce à son odorat. Durant les périodes les plus chaudes, il complète son régime alimentaire de fruits.


title: Kiwi austral

text: Le Kiwi austral vit dans le sud de la Nouvelle-Zélande. On le trouve dans les forêts denses de l'île Stewart, des régions de Southland et de West Coast.


title: Kiwi austral

text: Selon et d'après Alan P. Peterson, cette espèce est constituée des deux sous-espèces suivantes :


title: Kiwi austral

text: Le Kiwi brun de l'île du nord ("Apteryx mantelli") est maintenant considéré comme une espèce séparée du Kiwi austral.


title: Géographie de la France

text: La géographie de la France consiste en l'étude du territoire de la France, pays d'une superficie de (région métropolitaine) et avec l'outre-mer, s'étendant sur du nord au sud et d'est en ouest (plus grande distance du nord au sud : Bray-Dunes à Cerbère). La France est le troisième plus grand pays d'Europe, après la Russie et l'Ukraine (le deuxième en comptant l'outre-mer). La France métropolitaine a cinq façades maritimes sur (du nord au sud) : la mer du Nord, la Manche, la mer d'Iroise, l'océan Atlantique et la mer Méditerranée. Ainsi, la longueur totale de ses côtes atteint km.


title: Géographie de la France

text: À l'exception de sa frontière nord-est, le pays est délimité principalement par des mers, l’océan et des frontières naturelles : le Rhin, le Jura, les Alpes, et les Pyrénées. La frontière nord-est est néanmoins partiellement matérialisée par les Ardennes.


title: Géographie de la France

text: au total, dont 2 913 km en France métropolitaine et 1 263 km en outremer, répartis ainsi : À ces frontières peut s'ajouter environ avec l'Australie, si la Terre Adélie (en Antarctique) est prise en compte. Si l'on considère le tunnel sous la Manche comme un passage terrestre, alors la France possède également une courte frontière terrestre avec le Royaume-Uni. Le domaine national français en Terre Sainte offre également au territoire français une frontière avec Israël et l'Autorité de Palestine.Le relief de la France métropolitaine est caractérisé par le « S français » qui part du sud des Vosges, descend la vallée du Rhône et s'infléchit vers l'ouest pour longer le sud du Massif central et le nord des Pyrénées.


title: Géographie de la France

text: Au nord-ouest de cette ligne se trouve la zone hercynienne datant de l'ère primaire et secondaire, au sud-est se trouve la zone alpine datant de l'ère tertiaire et quaternaire. Cette ligne est également une frontière altimétrique : la zone hercynienne a des pentes arrondies tandis que la zone alpine est plus escarpée ; et une ligne de partage des eaux : à l'ouest, les cours se jettent dans l'Atlantique, à l'est, dans la Méditerranée. L'ouest subit une influence océanique tandis que l'est subit une influence méditerranéenne s'atténuant en arrivant au Jura.


title: Géographie de la France

text: Au nombre de 27 jusqu'en 2015, les régions françaises sont 18 depuis le : de France métropolitaine, auxquelles s'ajoutent la Corse, qui n'a pas la dénomination de région mais en exerce les compétences, et cinq départements et régions d’outre-mer (dont le département de Mayotte qui exerce également les compétences d'une région). "Voir aussi l'article suivant :


title: Géographie de la France

text: Île de La Réunion, Guadeloupe, Martinique, Mayotte, îles Kerguelen, Corse, île de Bréhat, île de Batz, île d'Ouessant, île de Molène, île de Sein, île de Groix, Belle-Île, île de Houat, île de Hoëdic, île d'Arz, île aux Moines, île de Noirmoutier, île d'Yeu, île de Ré, île d'Aix, île d'Oléron, Nouvelle-Calédonie.


title: Géographie de la France

text: D'après une étude parue dans "Nature Conservation", des dizaines d'îles françaises seraient menacées d'ici 2100. En effet, si le niveau des mers monte d'un mètre en 2100, 6 % des îles françaises disparaîtront ; et s'il monte de trois mètres, cette proportion sera de 12 %. Les régions de la Nouvelle-Calédonie et de la Polynésie seraient particulièrement vulnérables.


title: Géographie de la France

text: Position géographique et climats (océanique, continental, méditerranéen et montagnard) expliquent en grande partie que et la faune de France soient très diversifiée.


title: Géographie de la France

text: De nombreux cours d'eau coulent en France :


title: Géographie de la France

text: Les canaux les plus remarquables sont :


title: Géographie de la France

text: Du point de vue hydrologique, la France occupe une position assez forte en Europe. Les précipitations y sont en effet assez élevées, et alimentent de puissants cours d'eau coulant soit vers les mers, soit vers les pays voisins (nord et nord-est). L'eau venue de France procure une part des disponibilités en eau de la Belgique, du Luxembourg, de l'Allemagne et indirectement des Pays-Bas. D'après Aquastat, la hauteur d'eau annuelle moyenne des précipitations est de , soit pour une superficie de kilomètres carrés, un volume de précipitations annuelles de cubes, arrondis à (478 milliards de mètres cubes).


title: Géographie de la France

text: Pour les années les plus sèches (période de retour de 10 ans), le volume annuel des précipitations est de cubes.


title: Géographie de la France

text: De ce volume précipité, l'évapo-transpiration consomme . Restent cubes d'eau de surface (cours d'eau) produits sur le territoire du pays (on parle d"eau de surface produite en interne"). La lame d'eau moyenne écoulée sur l'ensemble du territoire tous bassins confondus est donc de annuellement.


title: Géographie de la France

text: Il faut ajouter à cela d'eau souterraine produits en interne, ce qui fait un total de cubes d'eau produits en interne.


title: Géographie de la France

text: En outre, une quantité non négligeable d'eau provient de certains pays voisins. Ce sont cubes supplémentaires qui viennent ainsi de l'étranger, dont de Suisse (cours supérieur du Rhône, Doubs) et d'Espagne (cours supérieur de la Garonne). Les apports de la Belgique et de l'Allemagne sont considérés comme négligeables, car ne faisant qu'une brève incursion en France (Blies en Moselle, Semoy dans la Meuse). Enfin l'apport du Rhin de constitue un cas particulier. Ce fleuve est frontalier sur une longue distance, mais ne pénètre jamais le territoire français. On considère dès lors que la moitié de son débit à l'entrée (Bâle) fait partie des ressources en eau de la France produites à l'étranger, soit cubes.


title: Géographie de la France

text: Les ressources renouvelables totales en eau du pays se montent donc à cubes ( = 1 milliard de m) dont :


title: Géographie de la France

text: Le taux de dépendance vis-à-vis de l'étranger est de 12,37 %.


title: Géographie de la France

text: En moyenne chaque année d'eau quittent annuellement le territoire, à destination des pays voisins :


title: Géographie de la France

text: La quantité d'eau disponible (qui comprend l'ensemble des ressources créées en interne, plus les apports extérieurs) est de par an, soit pour une population évaluée à 61,9 millions d'habitants (fin 2007), par habitant et par an.


title: Géographie de la France

text: Il y a évidemment une grande incertitude concernant le centre géographique. Sa détermination dépend en grande partie de la méthode utilisée pour le calcul, et notamment selon que l'on tient compte ou non de la Corse et des DOM-TOM.


title: Géographie de la France

text: Quelques candidats :


title: Géographie de la France

text: La France reste aussi présente dans d'autres continents par des dépendances aux statuts administratifs divers :


title: Électron

text: L'électron, un des composants de l'atome avec les neutrons et les protons, est une particule élémentaire qui possède une charge élémentaire de signe négatif. Il est fondamental en chimie, car il participe à presque tous les types de réactions chimiques et constitue un élément primordial des liaisons présentes dans les molécules. En physique, l'électron intervient dans une multitude de rayonnements et d'effets. Ses propriétés, qui se manifestent à l'échelle microscopique, expliquent la conductivité électrique, la conductivité thermique, l'effet Tcherenkov, l'incandescence, l'induction électromagnétique, la luminescence, le magnétisme, le rayonnement électromagnétique, la réflexion optique, l'effet photovoltaïque et la supraconductivité, phénomènes macroscopiques largement exploités dans les pays industrialisés. Possédant la plus faible masse de toutes les particules chargées, il sert régulièrement à l'étude de la matière.


title: Électron

text: Le concept d'une quantité indivisible de charge électrique est élaboré à partir de 1838 par le naturaliste britannique Richard Laming afin d'expliquer les propriétés chimiques des atomes. L'électron est identifié comme le corpuscule envisagé par Joseph John Thomson et son équipe de physiciens britanniques en 1897, à la suite de leurs travaux sur les rayons cathodiques.


title: Électron

text: C'est à cette époque que Thomson propose son modèle atomique. En 1905, Albert Einstein propose une explication de l'effet photoélectrique qui servira d'argument en faveur de la théorie des quanta. En 1912, Niels Bohr explique les raies spectrales en postulant la quantification de l'orbite des électrons de l'atome hydrogène, autre argument soutenant cette théorie. En 1914, les expériences d'Ernest Rutherford et d'autres ont solidement établi la structure de l'atome comme un noyau positivement chargé entouré d'électrons de masse plus faible. En 1923, les résultats expérimentaux d'Arthur Compton convainquent une majorité de physiciens de la validité de la théorie des quanta. En 1924, Wolfgang Pauli définit le principe d'exclusion de Pauli, ce qui implique que les électrons possèdent un spin. La même année, Louis de Broglie émet l'hypothèse, vérifiée plus tard, que les électrons présentent une dualité onde-corpuscule. En 1928, Paul Dirac publie son modèle de l'électron qui l'amènera à prédire l'existence du positon puis de l'antimatière. D'autres études des propriétés de l'électron ont mené à des théories plus complètes de la matière et du rayonnement.


title: Électron

text: Les anciens Grecs ont déjà remarqué que l'ambre attire de petits objets quand elle est frottée avec de la fourrure ; en dehors de la foudre, ce phénomène est la plus ancienne expérience de l'humanité en rapport avec l'électricité, un déplacement de particules électriquement chargées.


title: Électron

text: En 1269, Pierre de Maricourt, un ingénieur militaire au service du prince français , étudie les propriétés des aimants permanents. Dans son traité de 1600 , le médecin anglais William Gilbert crée le mot latin « » pour désigner la propriété d'attirer les petits objets après frottement. Le mot « électrique » dérive de l'anglais , qui dérive lui-même du latin : . Le mot latin dérive du grec désignant l'ambre.


title: Électron

text: Francis Hauksbee dans les années 1700 et C. F. du Fay en 1737 découvrent indépendamment deux sortes d'électricité : l'une obtenue en frottant du verre et l'autre engendrée en frottant de la résine. Du Fay en conclut que l'électricité peut se réduire à deux fluides électriques, « vitreux » et « résineux », que l'on sépare par frottement, et que l'on peut recombiner ensemble. Une décennie plus tard, Benjamin Franklin soutient que l'électricité ne diffère pas des autres types de fluides électriques mais qu'il s'agit de la même chose, sous des pressions différentes. Il lui apporte la terminologie moderne de charge "positive" ou "négative" respectivement.


title: Électron

text: Entre 1838 et 1851, le naturaliste britannique Richard Laming développe l'idée qu'un atome est composé d'un noyau de matière, entouré de particules subatomiques qui ont une charge électrique unité. À partir de 1846, le physicien allemand Wilhelm Eduard Weber défend la théorie que l'électricité est composée de fluides chargés positivement et négativement, et qu'une loi en carré inverse régit leur interaction. Après avoir étudié l'électrolyse en 1874, le physicien irlandais George Stoney suggère qu'il existe : la charge d'un ion monovalent. Ce postulat lui donne la capacité d'estimer la valeur de cette charge élémentaire à partir des lois de l'électrolyse de Faraday. Cependant, Stoney croit que ces charges sont attachées de façon permanente aux atomes, et ne peuvent donc leur être enlevées. En 1881, le physicien allemand Hermann von Helmholtz est convaincu que les charges positives et négatives sont composées de parties élémentaires, chacune .


title: Électron

text: En 1894, Stoney invente le terme d'« électron » pour désigner ces charges élémentaires, écrivant . Le mot électron est une combinaison du mot « électrique » et du suffixe « -"on" », ce dernier étant par la suite utilisé pour désigner une particule subatomique, comme le proton ou le neutron.


title: Électron

text: Pendant le , les physiciens allemands Julius Plücker et Johann Wilhelm Hittorf étudient la conductivité électrique des gaz dans des ampoules de verre scellées munies d'une cathode et d'une anode qui permettent de soumettre le gaz à un courant électrique. En 1869, Hittorf observe l'émission, par la cathode, de chargées si l'ampoule contient un gaz à basse pression. En 1876, le physicien allemand Eugen Goldstein montre que les rayons de cette lueur provoquent une ombre, et il les appelle rayons cathodiques. Pendant les années 1870, le chimiste et physicien anglais William Crookes met au point le premier tube à rayons cathodiques avec un vide poussé à l'intérieur . Puis il montre que les rayons lumineux apparaissant dans le tube transmettent de l'énergie, et se déplacent de la cathode vers l'anode. De plus, en appliquant un champ magnétique, il est capable de défléchir les rayons, montrant ainsi que le faisceau se comporte comme s'il était chargé. En 1879, il propose d'expliquer ces propriétés par ce qu'il appelle . Il estime qu'il s'agit d'un quatrième état de la matière, consistant en molécules chargées négativement, projetées à grande vitesse de la cathode.


title: Électron

text: Le physicien britannique né allemand Arthur Schuster développe les expériences de Crookes en disposant des plaques métalliques parallèlement aux rayons cathodiques, par lesquelles il peut appliquer différents potentiels électriques. Le champ électrique défléchit les rayons vers la plaque chargée positivement, ce qui renforce la preuve que les rayons portent une charge négative. En mesurant la déflexion selon la différence de potentiel, Schuster est capable en 1890 de mesurer le rapport masse sur charge des composants des rayons. Cependant, son calcul donne une valeur plus de mille fois inférieure à la valeur attendue, si bien que les contemporains n'accordent que peu de confiance à son calcul. En 1895, le doctorant et futur physicien français Jean Perrin établit expérimentalement la nature corpusculaire de l'électron, alors que plusieurs scientifiques de cette époque considèrent l'électron comme une onde.


title: Électron

text: En 1896-1897, le physicien britannique Joseph John Thomson et ses collègues John Townsend et Harold A. Wilson réalisent des expériences indiquant que les rayons cathodiques sont effectivement des particules individualisées, plutôt que des ondes, des atomes ou des molécules comme les spécialistes le croient à l'époque. Thomson fait de bonnes estimations à la fois de la charge et de la masse , trouvant que les particules des rayons cathodiques, qu'il appelle « corpuscules », ont environ un millième de la masse de l'ion le plus léger connu alors : l'hydrogène. Il montre que le rapport charge sur masse est indépendant de la matière de la cathode. Il montre de plus que les particules chargées négativement produites par les matériaux radioactifs, les matières chauffées et les matières illuminées sont les mêmes. Son travail considérable sur la déflexion des rayons cathodiques dans un champ électrique est probablement la raison pour laquelle on lui attribue la découverte de l'électron. Le nom d'électron est proposé à nouveau par le physicien irlandais George F. Fitzgerald, cette fois avec succès. Historiquement, l'électron est la première particule élémentaire mise en évidence.


title: Électron

text: En 1900, Paul Drude propose de considérer l'ensemble des électrons d'un métal comme un gaz parfait. Il parvient alors à justifier théoriquement une conclusion expérimentale selon laquelle les bons conducteurs électriques sont aussi de bons conducteurs thermiques. Même si son hypothèse est fausse selon les connaissances actuelles, ce concept de est encore utilisé en mécanique quantique.


title: Électron

text: En étudiant les minéraux naturellement fluorescents, le physicien français Henri Becquerel découvre que ceux-ci émettent des rayonnements en l'absence de toute source d'énergie externe. Ces matériaux radioactifs provoquent l'engouement des scientifiques, y compris celui du physicien néo-zélandais Ernest Rutherford, qui découvre qu'ils émettent des particules. Il leur donne le nom de particules alpha, bêta et gamma, selon leur pouvoir de pénétration de la matière. En 1900, Becquerel montre que les rayons bêta émis par le radium sont défléchis par un champ électrique, et que leur rapport masse sur charge est le même que celui des rayons cathodiques. Ce résultat conforte l'idée que les électrons existent comme composants des atomes.


title: Électron

text: La charge de l'électron est mesurée de façon plus précise par le physicien américain Robert Millikan par son expérience sur la goutte d'huile de 1909, dont il publie les résultats en 1911. Cette expérience utilise un champ électrique pour compenser la pesanteur et empêcher ainsi une goutte d'huile chargée de tomber. Ce système permet de mesurer la charge électrique depuis quelques ions jusqu'à 150, avec une marge d'erreur de moins de 0,3 %. Des expériences comparables ont été faites plus tôt par le groupe de Thomson, en utilisant des brouillards de gouttelettes d'eau chargées par électrolyse et en 1911 par Abram Ioffé, qui a obtenu indépendamment le même résultat que Millikan en utilisant des microparticules de métal, et a publié ses résultats en 1913. Cependant, les gouttes d'huile, moins volatiles, se prêtent mieux à des expériences de longue durée.


title: Électron

text: Vers le début du , des physiciens découvrent que, sous certaines conditions, une particule rapide provoque sur sa trajectoire la condensation de la vapeur d'eau sursaturée. En 1911, le physicien écossais Charles Thomson Rees Wilson, l'un des collaborateurs de Thomson, utilise cet effet pour mettre au point sa chambre à brouillard, qui permet de photographier les traces de particules chargées, comme des électrons rapides, ce qui facilite donc leur étude.


title: Électron

text: Les travaux du physicien néo-zélandais Ernest Rutherford, de 1909 à 1912, l'amènent à conclure que l'atome est constitué d'un petit noyau comprenant toute la charge positive et presque toute la masse de l'atome, noyau qui est entouré d'un nuage électronique (voir Expérience de Rutherford). Le physicien britannique Henry Moseley, qui travaille dans le laboratoire de Rutherford en 1913, établit avec certitude l'ordre des éléments chimiques dans le tableau périodique (voir Loi de Moseley).


title: Électron

text: En 1913, le physicien danois Niels Bohr postule que les électrons sont dans des états quantifiés, dont l'énergie est déterminée par le moment angulaire autour du noyau. Les électrons peuvent passer d'un état à l'autre, par émission ou absorption de photons à des fréquences spécifiques. Au moyen de ces orbites quantifiées, il explique avec toute la précision requise les raies spectrales de l'atome d'hydrogène.


title: Électron

text: Les travaux des physiciens allemands James Franck et Gustav Hertz, de 1912 à 1914, prouvent la quantification des niveaux d'énergie des électrons dans les atomes et confirment donc les hypothèses du modèle de l'atome de Bohr (voir Expérience de Franck et Hertz). Toutes ces expériences établissent solidement la structure de l'atome comme un noyau chargé positivement et entouré d'électrons de masse plus faible.


title: Électron

text: Cependant, le modèle de Bohr ne peut rendre compte des intensités relatives des raies spectrales, ni expliquer les spectres d'atomes plus complexes. Malgré ces faiblesses, ce modèle atomique servira d'argument en faveur de la théorie des quanta.


title: Électron

text: Les liaisons chimiques entre atomes sont expliquées par Gilbert Lewis, qui propose en 1916 que la liaison covalente entre atomes est une paire d'électrons partagés. Plus tard, en 1927, Walter Heitler et Fritz London expliquent complètement la formation des paires d'électrons et des liaisons chimiques en termes de mécanique quantique. En 1919, le chimiste américain Irving Langmuir raffine le modèle statique d'atome de Lewis, et suggère que tous les électrons sont distribués sur des . Les couches sont à leur tour divisées en un certain nombre de cellules, chacune contenant une paire d'électrons. Avec ce modèle, Langmuir explique qualitativement les propriétés chimiques de tous les éléments du tableau périodique, que les scientifiques rapprochent selon la loi de similitude.


title: Électron

text: En 1924, le physicien autrichien Wolfgang Pauli remarque que la structure en couches de l'atome s'explique par le jeu de quatre paramètres qui définissent tous les états énergétiques, tant que chaque état n'est occupé que par un seul électron. Cette interdiction faite à deux électrons d'occuper le même état est devenue connue sous le nom de « principe d'exclusion de Pauli ». Le mécanisme déterminant le quatrième paramètre et ses deux valeurs, est fourni par les physiciens néerlandais Samuel Goudsmit et George Uhlenbeck, quand ils suggèrent que l'électron, outre le moment angulaire de son orbite, pourrait avoir un moment angulaire intrinsèque. Cette propriété devient notoire sous le nom de « spin » : elle explique le dédoublement des raies spectrales observé avec un spectrographe à haute résolution, qui est resté mystérieux jusque-là ; ce phénomène est connu sous le nom de structure hyperfine des raies. Le principe de Pauli explique pourquoi la matière dite ordinaire crée ce qui est appelé le « volume » de la matière.


title: Électron

text: Les électrons possèdent, comme toute la matière, la propriété quantique d'être à la fois ondes et corpuscules, si bien qu'ils peuvent avoir des collisions avec d'autres particules, et être diffractés comme la lumière. Cette dualité est facile à constater avec les électrons en raison de leur faible masse. Un électron, en raison de son spin, est un fermion, et satisfait donc au principe d'exclusion de Pauli.


title: Électron

text: En 1887, l'effet photoélectrique est observé par Heinrich Hertz alors qu'il étudie les ondes électromagnétiques, et plusieurs scientifiques ont tenté d'en expliquer les mécanismes, sans résultat. Vingt ans plus tard, en 1905, Albert Einstein propose une première explication, qui lui vaudra le prix Nobel de physique de 1921. Selon lui, des électrons sont émis par la matière seulement si la fréquence de la lumière est supérieure à un certain seuil. Pour y parvenir, il introduit le concept de photon, en utilisant celui de quantum d'énergie récemment proposé dans un tout autre contexte par Max Planck. L'explication d'Einstein sera l'un des premiers arguments en faveur de la théorie des quanta. En 1923, Arthur Compton observe l'allongement de la longueur d'onde du photon causée par la diffusion qui porte son nom, laquelle est provoquée par l'interaction des photons et des électrons.


title: Électron

text: Dans sa publication "Recherches sur la théorie des quanta", en 1924, le physicien français Louis de Broglie émet l'hypothèse que toute matière possède une onde de De Broglie semblable à la lumière. C'est-à-dire que, selon les conditions, les électrons et autres particules matérielles montrent les propriétés soit de particules, soit d'ondes. Les propriétés corpusculaires d'une particule sont patentes quand elle apparaît à tout moment localisée à un endroit dans l'espace le long d'une trajectoire. La nature ondulatoire est observée, par exemple, quand un faisceau passe à travers des fentes parallèles et crée des figures d'interférence. En 1927, l'effet d'interférence avec un faisceau d'électrons est montré par le physicien anglais George Paget Thomson, au moyen d'un mince film métallique, et par les physiciens américains Clinton Davisson et Lester Germer en utilisant un cristal de nickel.


title: Électron

text: Le succès de la prédiction de De Broglie conduit à la publication par Erwin Schrödinger, en 1926, de l'équation de Schrödinger qui décrit avec succès la propagation des électrons en tant qu'onde. Plutôt que de fournir une solution donnant la position d'un électron, cette équation d'onde peut être utilisée pour calculer la probabilité de trouver un électron dans un certain volume. Cette approche est ultérieurement nommée mécanique quantique, et donne une très bonne approximation des états d'énergie dans l'atome d'hydrogène. Une fois le spin et les interactions entre les électrons pris en compte, la mécanique quantique modélise avec succès le comportement des électrons dans les atomes plus complexes que celui de l'hydrogène.


title: Électron

text: En 1928, améliorant le travail de Wolfgang Pauli, le physicien britannique Paul Dirac conçoit un modèle de l'électron compatible avec la théorie de la relativité et la mécanique quantique. Pour résoudre certaines lacunes de son équation relativiste, Dirac développe en 1930 un modèle de vide avec une "mer infinie" de particules d'énergie négative, parfois nommée . Ceci le conduit à prédire l'existence du positon, équivalent de l'électron dans l'antimatière, « substance » également prédite par Dirac. Le positon est découvert par Carl D. Anderson, qui propose d'appeler les électrons standard et d'utiliser le terme « électron » comme terme générique pour désigner les deux charges sans distinction. Cet usage du terme « négatron » est encore rencontré à l'occasion, et peut être abrégée en « négaton ».


title: Électron

text: En 1947, le physicien américain Willis Lamb, en collaboration avec le thésard Robert Retherford, découvre que certains états quantiques de l'atome d'hydrogène, qui devraient avoir la même énergie, se distinguent par un certain décalage, c'est le décalage de Lamb. À peu près au même moment, le physicien germano-américain Polykarp Kusch, travaillant avec Henry M. Foley, découvre que le moment magnétique de l'électron est un peu plus grand que celui prédit par la théorie de Dirac. Cet écart sera ultérieurement appelé « moment magnétique anomal » de l'électron. Pour résoudre ces problèmes, une théorie plus élaborée, appelée « électrodynamique quantique », est mise au point par Sin-Itiro Tomonaga, Julian Schwinger et Richard Feynman à la fin des années 1940.


title: Électron

text: La masse d'un électron est approximativement , ou . Sur la base du principe d'équivalence masse-énergie d'Einstein, ceci correspond à une énergie de . Le rapport entre les masses du proton et de l'électron est d'environ . Les mesures astronomiques montrent que ce rapport n'a pas changé de façon mesurable pour la moitié de l'âge de l'Univers, comme prédit par le modèle standard.


title: Électron

text: L'électron a une charge électrique de , qui est utilisée comme unité standard de charge pour les particules subatomiques. Selon la limite actuelle de la précision des expériences, la charge de l'électron est directement opposée à celle du proton. Comme le symbole "e" est utilisé pour la charge élémentaire, le symbole de l'électron est e, le signe – indiquant la charge de l'électron. L'antiparticule de l'électron, le positon, de symbole e, est de charge électrique opposée. Ceci permet l'annihilation d'un électron avec un positon, en ne produisant que de l'énergie sous forme de rayons gamma.


title: Électron

text: Selon le modèle standard, l'électron n'a pas de sous-composant connu, c'est donc une particule élémentaire. On le définit comme une particule ponctuelle avec une charge ponctuelle. L'observation d'un électron isolé dans un piège de Penning démontre que le rayon de cette particule est inférieur à . Il y a bien pourtant une constante physique que l'on appelle « rayon classique de l'électron », dont la valeur bien plus grande est de . Cependant cette terminologie provient d'un calcul qui ignore les effets de la mécanique quantique : ce supposé rayon ne peut servir à décrire la structure fondamentale de l'électron, qui n'est pas assimilable à un objet solide et compact, mais à la fluctuation diffuse d'une onde, conformément à la mécanique ondulatoire. Néanmoins, il donne un ordre de grandeur des dimensions pour lesquelles l'électrodynamique quantique devient importante pour comprendre la structure et le comportement de l'électron, notamment par la renormalisation.


title: Électron

text: Les scientifiques pensent, en s'appuyant sur des bases théoriques, que l'électron est stable : comme c'est la particule la plus légère de charge non nulle, sa désintégration violerait la conservation de la charge électrique. Expérimentalement, la limite inférieure pour la vie moyenne de l'électron est de (l'âge de l'Univers est estimé à ). L'électron diffère en cela des autres leptons chargés, le muon et le tauon, de courtes durées de vie.


title: Électron

text: L'électron a un moment angulaire intrinsèque, ou spin, de formula_1. Cette propriété est généralement exprimée en appelant l'électron « particule de spin formula_1 ». Pour ce genre de particules, la valeur absolue du spin est formula_3, tandis que le résultat de la mesure de la projection du spin sur n'importe quel axe ne peut être que . Outre le spin, l'électron possède un moment magnétique le long de son spin. Il est approximativement égal à un magnéton de Bohr, qui est une constante physique égale à . La projection du spin sur la direction de la quantité de mouvement de l'électron définit la propriété connue sous le nom d'« hélicité ».


title: Électron

text: La forme d'un électron, si elle existe (en tant que particule élémentaire, l'électron ne devrait pas avoir de dimension et donc pas de forme mais il est entouré d'un nuage de particules virtuelles qui lui, a une forme) ne peut être mesurée que de manière détournée : par la mesure de la répartition spatiale de sa charge électrique. Ainsi une forme de nuage parfaitement sphérique donnerait lieu à un champ électrique homogène dans toutes les directions (monopôle électrique) et une forme non sphérique donnerait lieu à un dipôle électrique (dipôle électrostatique). Le modèle standard suggère que le nuage n'est pas sphérique et qu'il constitue un dipôle électrique. Or il semble que la répartition de sa charge électrique soit proche d'une sphère parfaite, à près, c'est-à-dire que le moment de ce dipôle est quasi nul. Si l'on grossissait le nuage de particules virtuelles d'un électron de sorte qu'il ait le diamètre du système solaire, son dipôle électrostatique (supposé représenter son défaut de sphéricité) serait, au maximum, de l'ordre de la largeur d'un cheveu. Ce résultat a été mesuré grâce à l'étude par laser de molécules de fluorures d'ytterbium refroidies à très basse température. Si les électrons avaient un défaut de sphéricité (un moment dipolaire), leur champ électrique oscillerait et induirait des déformations de la molécule, ce qui n'a pas été mis en évidence.


title: Électron

text: L'électron présente une dualité onde-particule, qui peut être démontrée par l'expérience des fentes de Young. Cette propriété lui permet de passer à travers deux fentes parallèles simultanément, plutôt que juste une seule fente, comme cela serait le cas pour une particule classique. En mécanique quantique, la propriété ondulatoire d'une particule peut être décrite mathématiquement comme une fonction à valeurs complexes, la fonction d'onde, couramment dénotée par la lettre grecque psi ("ψ"). Quand la valeur absolue de cette fonction est élevée au carré, cela donne la probabilité d'observer une particule dans un petit volume près de la position choisie . L'électron peut franchir une barrière de potentiel par effet tunnel, phénomène que la mécanique classique est incapable d'expliquer et que la mécanique quantique explique en faisant appel à la notion de fonction d'onde.


title: Électron

text: Les électrons sont des particules indiscernables, parce qu'ils ne peuvent pas être distingués entre eux par leurs propriétés physiques intrinsèques. En mécanique quantique, ceci signifie qu'une paire d'électrons en présence doit pouvoir intervertir leur position sans provoquer de changement observable dans l'état du système. La fonction d'onde des fermions, notamment des électrons, est antisymétrique, c'est-à-dire qu'elle change de signe lors de l'échange de deux électrons :


title: Électron

text: où formula_5 et formula_6 sont les positions des deux électrons. Comme la valeur absolue est invariable lors du changement de signe de la fonction, ceci indique que les probabilités sont les mêmes. Les bosons, tels les photons, ont des fonctions d'onde symétriques.


title: Électron

text: Dans le cas de l'antisymétrie, les solutions de l'équation d'onde pour des électrons en interaction résultent en une probabilité nulle que deux électrons occupent la même position, ou, en tenant compte du spin, le même état. C'est la cause du principe d'exclusion de Pauli, qui empêche deux électrons d'occuper le même état quantique. Ce principe explique beaucoup de propriétés des électrons. Par exemple, il permet d'affirmer que des nuages d'électrons liés au même noyau occupent des orbitales toutes différentes, plutôt que de tous se concentrer dans l'orbitale la moins énergétique.


title: Électron

text: Dans le modèle standard de la physique des particules, les électrons appartiennent au groupe des particules subatomiques appelées « leptons », que les scientifiques pensent être des particules élémentaires ou fondamentales, c'est-à-dire qu'elles ne comportent pas de sous-particules. Les électrons ont la plus faible masse de toutes les particules chargées, et appartiennent à la première famille ou génération. Ils sont soumis aux forces gravitationnelles, faibles et électromagnétiques, mais échappent aux interactions fortes.


title: Électron

text: Les seconde et troisième générations contiennent des leptons chargés, le muon et le tauon, identiques à l'électron sous tous rapports, sauf leur masse, bien plus élevée. Les leptons diffèrent des autres constituants de base de la matière, les quarks, parce qu'ils ne sont pas sensibles aux interactions fortes. Tous les membres du groupe des leptons sont des fermions, parce qu'ils ont un spin formula_1.


title: Électron

text: Les physiciens pensent que le vide peut être rempli de paires de particules « virtuelles », comme des électrons et des positons, qui se créent et s'annihilent rapidement ensuite. La combinaison de la variation d'énergie nécessaire à la création de ces particules, et du temps pendant lequel elles existent, reste en dessous du seuil de détectabilité exprimé par le principe d'incertitude de Heisenberg :


title: Électron

text: Pratiquement, l'énergie demandée pour créer les particules, formula_9, peut être « empruntée » au vide pour une durée formula_10, dans la mesure où le produit n'est pas plus grand que la constante de Planck réduite formula_11. Donc pour une paire électron-positon virtuelle, formula_12.


title: Électron

text: Tant qu'une paire virtuelle électron-positon subsiste, la force coulombienne du champ électrique ambiant entourant un électron fait que le positon est attiré par ce dernier, tandis que l'électron de la paire est repoussé. Ceci provoque ce que l'on appelle la « polarisation du vide ». En fait, le vide se comporte comme un milieu ayant une permittivité diélectrique supérieure à l'unité. Donc la charge effective d'un électron est plus faible que sa valeur nominale. Elle est de plus en plus élevée en s'approchant de la particule : les charges portées par les particules virtuelles masquent celle de l'électron. Les particules virtuelles provoquent un effet de masquage comparable pour la masse de l'électron.


title: Électron

text: L'interaction avec des particules virtuelles explique aussi la légère déviation (environ 0,1 %) entre le moment magnétique intrinsèque de l'électron et le magnéton de Bohr (le moment magnétique anomal). La précision extraordinaire de l'accord entre cette différence prévue par la théorie et la valeur déterminée par l'expérience est considérée comme une des grandes réussites de l'électrodynamique quantique.


title: Électron

text: En physique classique, le moment angulaire et le moment magnétique d'un objet dépendent de ses dimensions physiques. Il paraît donc incohérent de concevoir un électron sans dimensions possédant ces propriétés. Le paradoxe apparent peut être expliqué par la formation de photons virtuels dans le champ électrique engendré par l'électron. Ces photons font se déplacer l'électron de façon saccadée (ce qui s'appelle "Zitterbewegung" en allemand, ou mouvement de tremblement) qui résulte en un mouvement circulaire avec une précession. Ce mouvement produit à la fois le spin et le moment magnétique de l'électron. Dans les atomes, cette création de photons virtuels explique le décalage de Lamb observé dans les raies spectrales.