Fête de la Science 2018 - La physique des vents de sable

©Julie Legoupi (iEES Paris)

Le 7 octobre dernier, à l'occasion de la fête de la science à la Cité des Sciences et de l’Industrie, Christel Bouet (CR IRD) a effectué une expérience en direct durant l'émission « Le Cabaret de la Science » de l'Esprit Sorcier. Christel Bouet, physico-chimiste de l’atmosphère, travaille sur la quantification de l'érosion éolienne (la mise en mouvement des particules constitutives du sol sous l’action du vent) et des émissions d’aérosols associées en zones arides et semi-arides africaines.

Dans cette vidéo, la chercheuse présente une maquette de soufflerie réalisée par le département technique du LISA en collaboration avec l’atelier de mécanique de l’OSU EFLUVE avec le soutien de l’IRD. Une soufflerie est un dispositif expérimental conçu pour simuler le phénomène de l'érosion éolienne en conditions contrôlées au laboratoire ou sur le terrain. Au cours de cette expérience, la chercheuse montre que l'érosion éolienne est un phénomène à seuil, c'est-à-dire qu'elle ne se produit qu’à partir d’une certaine vitesse de vent. Une fois mises en mouvement, les particules de sol se déplacent sous l’effet du vent de façon différente suivant leur taille : les grosses particules roulent (c'est la reptation) en même temps que les plus fines effectuent des bons successifs (c’est la saltation) visibles sous forme de voile.

Les zones semi-arides sont des espaces de transition climatique extrêmement sensibles aux changements environnementaux. Dans ces régions soumises à la sécheresse, le vent est un fort agent érosif des sols. En altérant préférentiellement leur partie superficielle, souvent la plus riche en nutriments, l'érosion éolienne contribue à la baisse de fertilité des sols, et tout particulièrement des sols cultivés. En terme pratique, cela pose le problème de la préservation des capacités de production des sols agricoles.

Pour limiter le phénomène, les chercheurs travaillent sur plusieurs solutions : adapter les pratiques agricoles (par exemple en laissant quelques résidus de culture sur les sols après la récolte), mettre en place des brise-vent…

Voir la vidéo : https://www.youtube.com/watch?v=1L8NVi689tU&feature=youtu.be&t=10743

ICAR X : Conférence internationale sur l'érosion éolienne

la 10e édition de la conférence ICAR dédiée aux processus d’érosion et de transport éoliens se tiendra à Bordeaux du 25 au 29 juin 2018. Elle est organisée par une équipe interdisciplinaire de chercheur.e.s issu.e.s de quatre instituts de recherche français (CNRS, INRA, IRD, IPGP) dont certain.e.s sont membres du LISA.

La conférence rassemblera 200 spécialistes issus de tous les continents et plus particulièrement des pays concernés par l’érosion éolienne : Afrique, Chine, Australie, Amérique du Sud et du Nord, Europe, Japon. Elle offre l’opportunité de mettre en lumière la contribution des équipes de recherche françaises (notamment le Laboratoire Interuniversitaire des Systèmes Universitaires / LISA) et européennes sur les différents aspects de l’érosion éolienne.

ICAR 2018 sera la dixième édition d’un cycle entamé en 1985 à Aarhus (Danemark). Ces conférences sont parrainées et supervisées par la Société Scientifique Internationale pour la Recherche Eolienne (International Society for Aeolian Research, ISAR), une organisation à but non lucratif  qui a pour objectif de promouvoir les interactions de la communauté scientifique travaillant sur ces processus et d’en diffuser les connaissances au travers de sa revue « Aeolian Research » (Editeur Elsevier).

Par tradition, la conférence ICAR comporte une journée d’observation de terrain (27 juin 2018) sur un site soumis à des phénomènes d’érosion éolienne. La tenue de la conférence ICAR X à Bordeaux sera ainsi l’occasion de visiter la Dune du Pilat, la dune la plus étendue d’Europe et parmi les plus actives (avancée moyenne de 1,5 m/an dans les terres).

Les éditions précédentes se sont tenues au Danemark (Aarhus, 1985 ; Sandbjerg, 1990), aux Etats-Unis (Zyzxx, California, 1999 ; Lubbock, Texas, 2002), en Angleterre (Oxford, 1985), au Canada (Guelph, Ontario, 2006), en Argentine (Santa-Rosa, La Pampa, 2010), en Chine (Lanzhou, 2014) et en Australie (Mildura, 2016).

L’organisation de la conférence bénéficie du soutien des organismes de recherche et universités impliquées dans la recherche sur l’érosion éolienne (CNRS, INRA, IPGP, Université Paris-Est Créteil, Université Paris Diderot, IRD, OASU, Labex COTE, Fonds ESPCI Paris, Idex Université de Bordeaux...) et de la région Nouvelle Aquitaine.

Thèmes abordés
L’érosion et le transport éoliens mettent en jeu des processus physiques complexes d’interaction entre l’atmosphère et les surfaces continentales à différentes échelles de temps et d’espace, depuis le mouvement d’un grain de sable, à la formation de rides et de dunes, jusqu’au transport de poussières d’échelle continentale, sur Terre comme sur d'autres planètes. La communauté ICAR est donc une communauté multidisciplinaire à l’interface entre de nombreuses disciplines (physique, géomorphologie, géochimie, dynamique atmosphérique, climat, géologie, écologie...). Au-delà de la production de connaissance sur les processus mis en jeu, il s’agit d’évaluer les différents impacts de l’érosion éolienne et, le cas échéant, de réduire les nuisances induites. L’érosion des sols par le vent et les tempêtes de sable et de poussières associées est un phénomène qui a un impact environnemental majeur de l’échelle locale à l’échelle globale. Elle contribue à l’appauvrissement des sols et donc à leur dégradation, notamment en zones semi-arides où les terres sont pauvres et peu fertiles. La formation et le déplacement des dunes peuvent constituer une nuisance et la connaissance des processus qui les gouvernent sont un préalable à une gestion durable de ces édifices. Les tempêtes de poussières impactent l’économie des pays concernées par la limitation du transport routier et aérien qu’elles induisent. Les poussières émises sont transportées à grande distance et ont un impact sur le bilan radiatif terrestre et le fonctionnement des écosystèmes. Enfin, sur un plan plus fondamental, ces processus éoliens se retrouvent également sur d’autres planètes et corps célestes, et participent à leur géomorphologie.

Voir le programme détaillé.

Dernières découvertes de SAM sur Mars dans Science

LES DERNIÈRES DÉCOUVERTES DE SAM SUR MARS

À L’HONNEUR DANS LE NUMÉRO DE SCIENCE DU 8 JUIN 2018.

Depuis août 2012, le rover Curiosity de la mission NASA/MSL explore la surface de Mars et a parcouru plus de 19 km dans le cratère Gale. Une telle longévité a permis à Curiosity de mettre en évidence que les conditions essentielles à l’émergence de la vie étaient réunies par le passé sur Mars.

Les équipes françaises du LATMOS (UMR CNRS 8190), du LISA (UMR CNRS 7583) et du LGPM (EA 4038 ECP) – qui ont proposé, développé et qui opèrent quotidiennement l’instrument SAM en collaboration avec le CNES -, ont apporté une contribution essentielle à cette exploration. Curiosity vient en 2018 de franchir une crête riche en oxydes de fer au cours de son ascension du Mont Sharp, une montagne qui culmine à 5 km au-dessus du fond du cratère où le robot a atterri à l’été 2012. Tout au long de son trajet, Curiosity a caractérisé de nombreux dépôts sédimentaires, souvent invisibles depuis l’orbite et qui sont témoins d’érosion fluviale, lacustre ou éolienne. Ces observations ont permis d’établir que Mars fut dans le passé une planète habitable. En escaladant les pentes du Mont Sharp, Curiosity étudie maintenant l’histoire de cette habitabilité, probablement vieille de plus de 3 milliards d’années [1].

    Curiosity à “Murray Buttes” Crédit Photo: NASA / JPL        Issue 360(6393) de Science

Des résultats originaux publiés ce vendredi 8 juin dans la revue américaine Science, en lien d’une part avec le bilan chimique et en matière organique de la phase sol (Eigenbrode et al., 2018), et d’autre part avec la phase atmosphérique (Webster et al., 2018), symbolisent ces 2.074 jours d’exploration (2.052 jours martiens), ces 19,07 km parcourus ainsi que les 15 ans de ce programme.  

La publication de Jen Eigenbrode et al. [2] rapporte la détection d'une gamme de molécules organiques dans la zone géologique baptisée Murray, incluant à l'origine de grosses molécules soufrées particulièrement robustes à la dégradation (évolution physico-chimique). La publication de Chris Webster et al. [3] décrit une variation saisonnière répétitive du méthane atmosphérique, et précise (inédit) les sources et puits potentiels.  

À nouveau ces deux articles représentent des années d'efforts et de travaux pour les équipes impliquées, sur Mars comme sur Terre!

[1] Source : Actualités du CNRS-INSU : http://www.insu.cnrs.fr/node/8673

[2] Organic matter preserved in 3-billion-year-old mudstones at Gale crater, Mars, Eigenbrode J.L. et al., Science 360 (6393), 8 juin 2018.

[3] Background levels of methane in Mars’ atmosphere show strong seasonal variations, Webster C.R. et al., Science 360 (6393), 8 juin 2018.

Contact au LISA : Patrice Coll, This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.