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La Californie souffre d’une sécheresse importante depuis presque quatre ans. Plus des trois quarts de son territoire affichent un niveau de sécheresse extrême ou exceptionnelle. Le temps sec sur ce coin de pays n’est pas hors norme, car l’analyse de la taille des grains de sable enfouis dans la fange a permis à des paléoclimatologues d’en déduire qu’il y a eu de longues périodes de sécheresse dans le passé qu’on pourrait presque comparer à des changements climatiques!

Mais, selon l’Union américaine de géophysique, c’est tout de même la pire sécheresse à laquelle la Californie fait face depuis 1200 ans et la plus sèche période de trois ans consécutifs depuis que la NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) récolte des données (1895).

Habituellement, c’est entre décembre et février que tombent plus de la moitié des précipitations annuelles de la Californie. Il n’a presque pas plu depuis la mi-décembre et l’accumulation de neige dans les montagnes de la Sierra Nevada n’atteint que 5 % de la moyenne des 10 dernières années.

Les réservoirs n’étant qu’à moitié pleins, le gouverneur de la Californie doit ordonner à la population de rationner sa consommation d’eau pour la première fois de l’histoire. Chaque patelin doit réduire sa consommation à la mesure de son utilisation : San Francisco doit diminuer sa consommation de 8 % par rapport aux niveaux de 2013 et les quartiers huppés, genre Beverly Hills, ainsi que les déserts, où sont ironiquement situés les golfs, de 36 %.

Il suggère aussi de remplacer des millions de mètres carrés de pelouse par des plantes résistantes, d’imposer des quotas d’eau aux universités, aux cimetières et aux terrains de golf et d’accorder des crédits aux particuliers pour remplacer leurs appareils ménagers par des équipements consommant moins d’eau.

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L’agriculture aussi a besoin d’eau… pas que les golfs du désert!

Une des parties les plus touchées par la sécheresse est la Vallée centrale, cette région coincée entre la côte Pacifique des montagnes de la Sierra Nevada. C’est un endroit parmi les plus pauvres de ce grand pays, mais qui est la source de bien des richesses agricoles. La Californie produit plus de 60 % des fruits et des noix et 50 % des légumes au pays.

Certains Californiens se plaignent que les agriculteurs consomment près de 80 % de l’eau. Évidemment, leurs récoltes en ont besoin. Le gouverneur ne les soumettra pas au rationnement, puisqu’ils sont déjà durement frappés.

Dans la Vallée centrale, les agriculteurs perdront plusieurs millions de dollars à laisser leurs terres en jachère et devront en payer bien d’autres pour pomper l’eau. Concrètement, il faut quatre litres d’eau pour produire une seule amande. Au total, les producteurs d’amandes gobent 20 % de plus d’eau chaque année que les salles de bain et les laveuses électriques des 39 millions de Californiens.

Faut-il envisager d’arrêter la production de certains produits maraîchers? N’oublions pas que des études indiquent que 50 % de la consommation domestique sert à verdir les pelouses.

Pour alimenter leurs récoltes, les agriculteurs de riches exploitations creusent de grands puits et accaparent les ressources en eau, tandis que les « petits » agriculteurs souffrent beaucoup plus. Ils sont ravitaillés en eau potable par les municipalités, mais pour la lessive, la vaisselle et même la douche, ils doivent se débrouiller.

Saviez-vous que l’eau qui provient de la fonte des neiges des montagnes est distribuée aux agriculteurs selon un système de droits d’ancienneté hérités du temps de la conquête de l’Ouest au 19e siècle? Quand les premiers colons arrivaient sur un bout de terrain, ils avaient un accès prioritaire et gratuit aux eaux de la rivière qui passait sur ce terrain. Encore aujourd’hui, ces privilèges sont honorés! N’est-il pas temps que soient révisés les droits à l’eau dans cet État américain?

Hausse du gaz carbonique

Plusieurs études tentent de trouver le responsable de cette sécheresse. La première indique que l’augmentation du CO2 dans l’atmosphère modifie une partie du système de cellules qui régissent la circulation atmosphérique autour de la Terre, les cellules de Hadley. Les cellules de Hadley ont été nommées au 18e siècle par Georges Hadley,  météorologue, le premier à proposer un modèle de circulation atmosphérique par cellules autour de la planète qui expliquait les alizés, ces vents bien connus des navigateurs. Au total, il y a trois systèmes de cellules (de Hadley, de Ferrel et polaire) interreliées qui déterminent la météo de la Terre. Entre autres, ils indiquent où sont les courants-jets.

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La circulation atmosphérique globale
Crédits : http://la.climatologie.free.fr/troposphere/cellulejet.gif

En termes climatiques, cela signifie que l’air chaud monte plus vite et plus haut sur une bande plus étroite d’environ 20º de latitude centrée sur l’Équateur et qu’il redescend, de la troposphère supérieure, sur une zone beaucoup plus large dans les latitudes moyennes – précisément là où habite une grande partie de la population.

Donc, il y aurait plus d’humidité au niveau des tropiques, principalement au-dessus des océans, et davantage de zones de sécheresse à de plus hautes latitudes. L’Ouest et le Sud-Ouest américains, dont la Californie, le Mexique et d’autres endroits sur la planète qui souffrent de sécheresse, sont exactement situés dans la zone où se trouve un déficit de précipitations comme démontré dans 33 scénarios climatiques exécutés sur une période de 140 ans.

Coïncidence accrue des périodes de chaleur et de temps sec

Selon une deuxième étude, on constate que les périodes de temps chaud et celles de temps sec se sont chevauchées plus fréquemment dans les 20 dernières années que depuis le siècle dernier. Et plus il fait chaud, plus l’humidité du sol diminue et plus l’évaporation augmente. Ça amplifie le manque de précipitations et les records s’accumulent, comme en Californie depuis quatre ans.

Froid dans l’Est américain, chaleur dans l’Ouest

Rappelez-vous les deux hivers inhabituellement froids qu’on vient de passer dans l’est de l’Amérique du Nord pendant que la chaleur envahissait l’Ouest. D’après une troisième étude, le responsable, découvert à l’automne 2013, serait un vaste corridor d’eau anormalement chaude dans le Pacifique, le long de la côte ouest américaine.

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En rouge, l’eau anormalement chaude dans le Pacifique, le long de la côte ouest canado-américaine.
(Crédit : NOAA)

Cette zone d’eau chaude serait attribuable à une configuration météo particulière : une crête avec une pression atmosphérique plus élevée que la normale chevauche le nord du Pacifique et le continent, à la hauteur de la frontière canado-américaine. Elle réduit la formation et l’intensité des tempêtes qui sévissent normalement au-dessus du continent, diminuant ainsi les précipitations à l’ouest des chaînes côtières du Pacifique. Elle canalise aussi l’air froid venant du Nord canadien vers le centre et l’est de l’Amérique pour particulièrement toucher la région des Grands Lacs.

Puis, parallèlement, on remarque depuis quelques années une région dans le nord-ouest du Pacifique, où l’eau de surface est 2 º C plus chaude que la normale, établissant des records sans précédent et accroissant la formation d’orages vigoureux. Un peu à la manière d’El Nino, mais avec une source beaucoup plus à l’ouest, près de la Nouvelle-Guinée. Qui est l’œuf, qui est la poule?

Sécheresse due aux changements climatiques?

Les conclusions de toutes ces études ne permettent pas d’établir définitivement le lien direct entre la sécheresse californienne et les changements climatiques. Comme il n’y a pas de changements notables à long terme dans le climat californien depuis la fin du 19e siècle et que la moyenne des précipitations n’a pas sensiblement diminué, des scientifiques l’attribuent à la variabilité naturelle. Seul l’avenir (et d’autres recherches) le dira…

À la chronique radio…

Pour d’autres informations, écoutez ma chronique science du 28 mai 2015 avec Jean-Pierre Girard, à L’heure de pointe, Radio-Canada, Saguenay.

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Une histoire digne de Jules Verne

Jeudi 30 avril 2015 à 14 h 29 | | Pour me joindre

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@eve_christian

J’ai le goût de vous raconter une histoire que je trouve à la fois rocambolesque et environnementale. C’est celle de deux hommes, qui, un jour de 2003, décident de s’associer pour le projet Solar Impulse, qui comprend la construction d’avions fonctionnant à l’énergie solaire.

Ces hommes sont un ingénieur, André Borschberg, aussi pilote de chasse et pilote professionnel d’avion et d’hélicoptère, et un psychiatre, Bertrand Piccard, un des pionniers du deltaplane. Piccard a aussi effectué, en 1999, le premier tour du monde en ballon sans escale, le vol le plus long en distance et en durée de l’histoire de l’aviation. C’est d’ailleurs en réalisant que le manque de carburant lors de ce vol aurait pu lui faire rater son aventure que lui est venue l’idée de faire un tour du monde sans carburant.

Ce qui est «julesvernesque» dans cette histoire, c’est que le père de Bertrand, Jacques Piccard, océanographe, a été le premier homme à plonger au plus profond des océans dans son bathyscaphe en 1960, soit près de 11 000 m dans la fosse des Mariannes. Et son grand-père, Auguste Piccard, physicien et aéronaute, a été le premier homme à s’envoler dans la stratosphère et à observer la courbure de la Terre, en 1931. Il a inventé la capsule pressurisée du ballon stratosphérique et du bathyscaphe et a testé lui-même ses engins. On comprend pourquoi Hergé s’est inspiré de cet homme pour créer le professeur Tournesol.

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Solar Impulse 1

Solar Impulse 1

Le premier avion solaire du projet s’appelle Solar Impulse 1 (Si1). Après plusieurs simulations dans des conditions météo réelles, il a montré qu’il était prêt à voler. Le 7 avril 2010, il a effectué son premier vol de jour qui a duré 87 minutes à une altitude de 1600 m. Le lendemain, le premier vol de nuit a battu trois records, dont celui de l’altitude (9 235 m) et celui de la durée (26 h 10). De mai à juillet 2013, Si1 a traversé les États-Unis, de San Francisco à New York, en six étapes. Les preuves étaient faites. Les deux aviateurs ont eu le financement nécessaire pour commencer la fabrication du grand frère, Solar Impulse 2 (Si2), en 2011, dont l’objectif était un tour du monde.

Solar Impulse 2

Fabriqué à l’image de son prédécesseur, mais en version améliorée, Si2 a l’envergure d’un Airbus A380, le poids d’une voiture et la puissance d’un scooter.

Fiche technique des SI1 et SI2 Solar Impulse 1 Solar Impulse 2
Envergure 63,4 m 72,3 m
Longueur 21,85 m 22,4 m
Hauteur 6,4 m 6,37 m
Poids (structure en fibre de carbone) 1600 kg 2 300 kg
Cockpit 1,4 m3 3,8 m3
Moteurs 4 électriques de 10 CV 4 électriques de 17,5 CV
Cellules solaires 11 628 17 248
Batteries 4 x 200 WH/kg 4 x 260 Wh/kg
Vitesse de croisière 70 km/h 90 km/h jour, 60 km/h nuit
Altitude maximale de croisière 8500 m 8500 m

Ce sont les milliers de cellules solaires de l’appareil, faisant 135 millièmes de millimètres d’épaisseur et protégées par un mince film de polymère, qui emmagasinent l’énergie du soleil et qui permettent l’alimentation des batteries servant au fonctionnement des moteurs.

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Solar Impulse 2
(Crédit photo : pool New/Reuters)

Les pilotes

Le cockpit est si petit qu’un seul pilote est présent dans l’avion. Piccard et Borschberg alternent leur présence au volant selon les étapes. Habillé d’une combinaison qui contribue, avec l’isolation thermique du cockpit, à rendre la température relativement acceptable (-20º à 35º C), le pilote doit appliquer une crème solaire pour se protéger des rayons UV. Tous les équipements nécessaires à une autonomie complète d’une semaine sont ingénieusement placés. L’avion peut aller jusqu’à 8500 km d’altitude, mais dès que le niveau de 3000 m est dépassé, le pilote doit être alimenté en oxygène.

Lorsque les vols durent une vingtaine d’heures, le pilote n’a pas besoin nécessairement de se reposer. Par contre, lors des étapes comme la traversée d’océan – celle du Pacifique prendra 120 heures – le pilote doit se reposer. Il fait donc des siestes, d’au plus 20 minutes. S’il ne se réveille pas de lui-même, une alarme se fera entendre. Et si l’avion changeait d’inclinaison, ne serait-ce que de 5º, une vibration sera émise sur son bras.

Plusieurs situations pourraient entraîner soit une modification de la trajectoire, soit un atterrissage d’urgence : un manque d’oxygène, des réserves d’énergie déficientes dans les batteries, de mauvaises conditions météo, l’état de santé du pilote qui se détériore et ne peut s’améliorer avec la trousse à bord ou la situation politique d’un pays où était prévue une escale.

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Piccard et Borschberg
(Crédit photo : AFP)

L’équipe

Quand on envisage de franchir 35 000 km en 500 heures dans un avion qui dépend uniquement du soleil, on s’entoure d’une équipe qui nous suit et qui est présente pour la douzaine d’escales. Le pilote atterrit seul, mais c’est l’équipe qui remise l’avion dans un grand hangar mobile, gonflable en 4 à 5 heures, résistant aux éléments (vent, feu, eau), mais permettant aux cellules solaires de se recharger. Elle fait aussi son entretien et prépare le prochain vol…

Les dangers en vol

On se doute que les conditions météorologiques sont d’une importance capitale pour qu’un avion si léger franchisse de si grandes distances. Si la foudre touche l’avion, il sera immédiatement détruit. S’il tombe en chute libre vers l’océan, le pilote devra sauter en parachute, car il risquerait l’électrocution au contact de l’avion avec l’eau. Il attendra les secours à bord de son canot gonflable.  

Le tour du monde

Le tour du monde, qui se fait de l’ouest vers l’est, a débuté le 9 mars 2015 à Abou Dhabi dans les Émirats arabes unis et se terminera, d’après les plans, en juillet prochain, au même endroit.

Étapes Pilote Lieu de départ et d’arrivée
Vol 1 – 9 mars 2015 André Borschberg D’Abou Dhabi (Émirats arabes unis) à Muscate (Oman)
Vol 2 – 10 mars 2015 Bertrand Piccard De Muscate à Ahmedabad (Inde)
Vol 3 – 18 mars 2015 André Borschberg D’Ahmedabad à Varanasi (Inde)
Vol 4 – 19 mars 2015 Bertrand Piccard De Varanasi à Mandalay (Birmanie)
Vol 5 – 29-30 mars 2015 Bertrand Piccard De Mandalay à Chongqing (Chine)
Vol 6 – 20-21 avril 2015 Bertrand Piccard De Chongqing à Nanjing (Chine)
Vol 7 – 5 mai 2015? De Nanjing à Hawaï
Vol 8 D’Hawaï à Phoenix
Vol 9 De Phoenix à une ville du centre des États-Unis
Vol 10 Du centre des États-Unis à New York
Vol 11 De New York au sud de l’Europe ou à l’Afrique du Nord
Vol 12 Du sud de l’Europe ou l’Afrique du Nord à Abou Dhabi

L’équipe attend une fenêtre météo propice pour la longue traversée du Pacifique, qui les mènera à Hawaï après 120 heures de vol en autonomie complète. La date visée est le 5 mai prochain.

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Solar Impulse 2
(Crédit photo : Pool New/Reuters)

Une aventure humaine, un défi énergétique

Certaines ressources naturelles de notre planète sont renouvelables, comme l’eau, l’air ou le soleil, mais d’autres cesseront un jour d’être présentes, telles que le charbon, le pétrole et le gaz. D’après des experts, d’ici 2030, nos besoins énergétiques pourraient augmenter de 50 %. Ça veut dire qu’en 2050, si l’humain ne change pas son mode de vie, ça nous prendra deux planètes pour assurer nos besoins. Le projet Solar Impulse veut soutenir les recherches sur les nouvelles énergies.

L’ancêtre de la lignée des Piccard, Auguste, a dit en 1931 après sa première montée dans la stratosphère : « La question maintenant n’est pas tant de savoir si l’Homme pourra aller encore plus loin et peupler d’autres planètes, la question est de savoir comment s’organiser de façon à rendre la vie sur Terre de plus en plus digne d’être vécue. »

Le petit-fils, Bertrand, soutient que la quête humaine et technologique doit continuer dans le but d’améliorer la qualité de vie de l’humanité.

« Tout ce qui est impossible reste à accomplir », disait Jules Verne.

À ma chronique radio de la semaine

Avec Jean-Pierre Girard, à L’heure de pointe à Radio-Canada Saguenay, nous avons échangé sur cette merveilleuse aventure. Écoutez la chronique pour des informations supplémentaires.

Pour en savoir plus

Les éditions de la Martinière jeunesse publient un magnifique livre L’incroyable histoire de l’avion solaire. Cette aventure de Solar Impulse s’adresse à tous; les explications sont claires, les photographies, magnifiques.

 

Des journées internationales de ci et de ça, il y en a de toutes sortes : le 22 avril, c’est le Jour de la Terre, le 8 mars, la Journée internationale de la femme, le 29 avril, le Jour de la danse, le 13 février la Journée mondiale de la radio et il y a même une Journée internationale de la lenteur, le 21 juin.

Ce qu’on remarque, par contre, c’est qu’année après année, ces éléments sont soulignés toujours à la même date, ce qui n’est pas le cas avec la Journée internationale de l’astronomie. Pourquoi? Parce qu’elle est définie comme étant le samedi le plus près du premier quartier de lune qui se produira entre la mi-avril et la mi-mai. Cette année, ça tombe bien : le premier quartier arrivera le 25 avril, un samedi.

C’est donc pour souligner cette journée, qui depuis 1973 a pour but de faire connaître l’astronomie au grand public, que j’ai pensé traiter de quelques faits intrigants de notre système solaire.

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Représentation du système solaire
(Crédit : NASA)

Mon Vieux, Tu M’as Jeté Sur Un Nuage

Cette courte phrase est utile pour retenir la position des planètes à partir du Soleil : Mercure, Vénus, Terre, Mars, Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune.

Mercure étant la planète le plus près du soleil, elle devrait logiquement être la plus chaude, mais ce n’est pas le cas. C’est plutôt Vénus, même si elle est située presque deux fois plus loin. Il faut se méfier des idées préconçues.

L’atmosphère de Vénus est la principale responsable. D’abord, Mercure n’a pas d’atmosphère, alors que celle de Vénus est très épaisse et retient à la surface de la planète la chaleur solaire accumulée, comme le ferait un couvercle sur un chaudron chaud. Une centaine de fois plus épaisse que celle qui entoure notre planète, la couche atmosphérique vénusienne est composée presque entièrement de dioxyde de carbone, ce fameux gaz à effet de serre.

Vous avez sûrement une idée de la suite de l’histoire : la couche d’atmosphère laisse entrer librement l’énergie solaire qui se rend au sol, mais ne permet pas au rayonnement émis par la surface terrestre de s’échapper aussi facilement. Résultat : la température s’élève à des niveaux extrêmes : 480 ºC, ce qui est assez chaud pour faire fondre le plomb. Sur Mercure, il fait autour de 430 ºC le jour, mais -100 ºC la nuit, puisqu’il n’y a pas d’atmosphère pour conserver la chaleur.

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Dimensions proportionnelles de Pluton, planète naine, par rapport à la Lune.
(Crédit photo : NASA)

Que d’histoire pour un si petit astre : Pluton

En 1781, des astronomes découvrent la septième planète du système solaire, Uranus. Mais, constatant une légère déviation dans son orbite, non prévue selon leurs calculs, ils croient que la force gravitationnelle d’un autre corps céleste encore plus loin du soleil en serait responsable. Les recherches se poursuivent donc et, en 1846, Neptune, la huitième planète, est découverte.

Les scientifiques ne sont toutefois pas convaincus que c’est l’effet de Neptune qui dévie l’orbite d’Uranus. Ils retournent à leur table de travail pour finalement découvrir Pluton en 1930. Celle qui a, pendant 76 ans, été reconnue comme la neuvième planète du système solaire a été démise de ses fonctions en 2006 et reclassée comme planète naine, au même titre que Cérès et Eris.

Dans un sens, le reclassement est logique. Pluton, dont le diamètre est de 2300 km, est plus petite que notre Lune, qui fait 3475 km. Concrètement, on pourrait déposer Pluton sur le continent américain entre la Californie et le Maine et elle remplirait à peine la moitié du territoire. Cela étant dit, les recherches astronomiques étant en perpétuel développement, il semblerait que les supposées perturbations d’Uranus n’étaient qu’imaginaires! Mais au moins, elles auront servi à découvrir deux autres corps planétaires… par hasard!

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Saturne, le « seigneur des anneaux »
(Crédit photo : NASA)

Saturne et ses magnifiques anneaux

Dès la petite école, la planète Saturne et ses anneaux colorés fascinent l’imaginaire. On la dessine, on la voit dans les livres, on l’imagine en vraie, toute belle avec ses anneaux, qui ont été vus pour la première fois par Galilée en 1610. Mais Saturne n’est pas si unique que ça. Dans le système solaire, trois autres planètes possèdent aussi des anneaux : Jupiter, Uranus et Neptune. Ils sont toutefois moins spectaculaires que ceux de Saturne. Ces derniers sont brillants et faciles à discerner parce qu’ils sont composés de particules de glace réfléchissant facilement la lumière.

Les anneaux de Jupiter sont très sombres et difficiles à observer. Composés de poussières, ils pourraient aussi contenir des fragments de météores ou d’astéroïdes et des particules éjectées par l’une de ses lunes, la volcanique Io.

Le système annulaire d’Uranus, résultat probable de collisions entre d’anciennes lunes orbitant autour de cette planète, est moins obscur. Les anneaux ont été découverts récemment, en 1977.

C’est cette découverte qui a mené les astronomes à scruter plus attentivement les environs de Neptune et à découvrir, en 1984, cinq anneaux bien distincts, mais qui sont très sombres, semblables à ceux de Jupiter. Contrairement à ceux de Saturne, les anneaux des trois autres planètes géantes ne peuvent pas s’observer par un petit télescope. On peut donc laisser à Saturne son titre de « seigneur des anneaux », même si d’autres petits princes en sont aussi porteurs…