Une vue plongeante sur l'une des nombreuses cascades en Islande.&copy; [popupbiographie id=1432]Stas Bartnikas[/popupbiographie]

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Islande : vue aérienne d'une cascade

Stas Bartnikas, 46 ans, est un photographe aérien basé à Moscou. Diplômé de Moscou de l'Université d'État avec un diplôme en journalisme. Il a travaillé comme correspondant dans l’un des plus grands journaux du pays. Après l'effondrement de l'Union soviétique, il a poursuivi sa carrière dans le développement de divers projets d’entreprise dans le secteur de la publicité et de la vente.La photographie est un passe-temps sérieux qui combine son amour du voyage avec une passion pour l'aviation. Ces dernières années, il s’est activement engagé dans la photographie aérienne en volant dans des avions légers et des hélicoptères dans différentes parties du monde et a visité plus de 15 pays.Stas est convaincu que Dame Nature est le peintre le plus sophistiqué et il a pour mission de saisir sa beauté sous sa forme parfaite. Il appelle son style de photographie « Aero-Art ». Ses prises de vue ont été publiées dans des magazines russes et en Europe tels que : Sunday Times Travel, Maxim, GEO, Bild, View, l’Officiel Voyage. Certaines de ses photos ont été présentées dans la « Photo du jour » et le Daily Douzen de National Geographic de nombreuses fois. Il a également remporté de nombreux prix lors de prestigieux concours, tels que les IPA, TIFA, MIFA, PX3, Siena International Photo Awards. Ses photos font également partie de certaines collections privées.

Stas Bartnikas

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La [popupdefinition id=16520]fonte[/popupdefinition] des neiges des [popupdefinition id=15418]glaciers[/popupdefinition] s'accumule dans les cavit&eacute;s du champ de [popupdefinition id=459]lave[/popupdefinition], formant de pittoresques petits lacs ressemblant &agrave; une peinture &agrave; l'huile.&copy; [popupbiographie id=1432]Stas Bartnikas[/popupbiographie]

Islande : champ de lave remplis d'eau

La lave se forme principalement lors des éruptions volcaniques, lorsque le magma en fusion sous la Terre est expulsé à la surface. Cette roche en fusion se caractérise par une température très élevée et une viscosité variable. La formation de la lave débute dans la chambre magmatique, une poche de magma située sous un volcan. Formation de la laveLe magma est un mélange de roches fondues, de gaz dissous et de cristaux. Il se forme généralement dans le manteau terrestre, à des profondeurs considérables, en raison de la chaleur extrême et de la pression. Sous l'effet de cette pression et de la chaleur, le magma remonte vers la surface en traversant les fissures et les failles de la croûte terrestre. Lorsque la pression diminue, les gaz dissous dans le magma se libèrent, provoquant une éruption volcanique et la formation de lave.Lorsqu'une éruption se produit, le magma est expulsé de la bouche du volcan sous forme de lave. La lave peut s'écouler lentement comme une coulée de lave visqueuse ou être projetée violemment dans les airs sous forme de projections. Une fois à la surface, la lave entre en contact avec l'air plus froid, ce qui provoque son refroidissement et sa solidification. La vitesse de refroidissement influence la texture de la roche formée. Une lave refroidie rapidement peut former des roches vitreuses, tandis qu'une lave refroidie lentement peut donner naissance à des roches cristallines.Éruption du volcan près de Litli-Hrútur en Islande en 2023. © Gilles Laurent, Wikimedia Commons, CC BY 4.0 Différents types de laveSelon qu’elles soient effusives ou explosives, les éruptions volcaniques produisent différents types de lave, qui se distinguent par leur composition chimique, leur température et leurs propriétés physiques. Les éruptions effusives des volcans sont caractérisées par l'émission de lave, généralement basaltique : la lave basaltique est issue du magma basaltique, riche en fer et en magnésium. Elle est relativement fluide, d’une faible viscosité, et sa température varie entre 1 000 et 1 200 °C. Elle donne naissance à des roches volcaniques sombres, comme le basalte. Les coulées de lave peuvent parcourir plusieurs kilomètres et recouvrir de vastes zones, mais leur progression est généralement lente (quelques kilomètres par heure). Les conséquences des éruptions effusives sont principalement liées à la destruction des infrastructures et des habitations sur leur passage, ainsi qu'à la modification des paysages.Les éruptions explosives des volcans sont causées par l'expulsion rapide et violente de magma, de gaz et de cendres. Elles se produisent généralement lorsque le magma est plus visqueux comme dans le cas de la lave rhyolitique et que les gaz dissous ont du mal à s'échapper. Cette lave est issue du magma rhyolitique, pauvre en fer et en magnésium, mais riche en silice. La lave rhyolitique est très visqueuse (élevée viscosité) et sa température varie entre 650 et 800 °C. Elle donne naissance à des roches volcaniques claires, comme la rhyolite.Quant à la lave andésitique, elle provient du magma andésitique, dont la composition est intermédiaire entre le basalte et la rhyolite. La lave andésitique est plus visqueuse que la lave basaltique et sa température se situe entre 800 et 1 000 °C. Elle forme des roches volcaniques de couleur grise, comme l'andésite.Coulées de lave du volcan Etna, Sicile, Italie. © Wead, Adobe StockLa lave comme matériau de construction La lave, une fois refroidie et solidifiée, peut être utilisée comme matériau de construction. Le basalte, par exemple, est une roche volcanique très résistante et durable, qui peut être employée pour la construction de routes, de bâtiments et de monuments. La pierre ponce, une autre roche volcanique, est légère et poreuse, ce qui la rend utile pour l'isolation thermique et acoustique.La lave pour la production d'énergie géothermiqueLa chaleur dégagée par le magma et la lave peut être exploitée pour produire de l'énergie géothermique. Cette énergie renouvelable est générée en captant la chaleur du sous-sol et en la transformant en électricité ou en chaleur pour le chauffage et la climatisation. Les centrales géothermiques sont souvent situées près des zones volcaniques actives, où la chaleur du magma est plus facilement accessible.L'Islande est un excellent exemple de pays qui tire profit de la lave et de l'énergie géothermique pour répondre à ses besoins énergétiques et favoriser son développement économique et social. Grâce à sa position unique sur la dorsale médio-atlantique, l'Islande bénéficie d'une activité volcanique et géothermique importante, qui lui permet d'exploiter cette ressource naturelle de manière efficace et durable. Le pays compte plusieurs centrales géothermiques, dont certaines sont parmi les plus grandes et les plus efficaces au monde. Ces centrales utilisent la chaleur du magma et de la lave pour produire de la vapeur, qui entraîne des turbines et génère de l'électricité. En 2021, la géothermie représentait environ 25 % de la production totale d'électricité en Islande. Environ 90 % des bâtiments islandais sont chauffés grâce à l'énergie géothermique, ce qui réduit considérablement la consommation d'énergies fossiles et les émissions de gaz à effet de serre.

Lave

La fonte est un alliage métallique ferreux. Elle est principalement composée de fer. L’élément additionnel est le carbone, qui est présent en relativement faible proportion.
La fonte, un alliage de fer et de carbone
Il y a tout de même un peu plus de carbone dans la fonte que dans l’acier : la fonte comprend entre 2,1 et 6,67 % de carbone (6,67 % correspondant au seuil de saturation), tandis que l'acier n'en comprend qu'entre 0,02 et 2 %.
En fonction de ce pourcentage, la fonte porte un nom différent :
la fonte hypoeutectique inclut moins de 4,3 % de carbone ;la font eutectique présente exactement 4,3 % de carbone ;la fonte hypereutectique comprend plus de 4,3 % de carbone.
Plus la fonte est riche en carbone, plus elle est dure, mais plus elle perd en souplesse.
Différents types de fontes : fonte alliée, fonte blanche et fonte grise
D’autres éléments peuvent être incorporés à la fonte, que l’on qualifie alors de fonte alliée. Voici quelques exemples :

le chrome améliore les caractéristiques mécaniques de la fonte ;le molybdène rend la fonte plus résistante aux chocs ;le phosphore améliore la coulabilité de la fonte.

Parmi les types de fontes les plus connus, on peut également citer la fonte blanche, qui présente un aspect blanc à la cassure. Il s'agit d'une fonte alliée (manganèse) au sein de laquelle le carbone se trouve sous forme de carbure de fer (Fe3C). La fonte blanche est très dure et résistante à l’usure, mais extrêmement fragile aux chocs.
Les fontes grises correspondent également à des fontes alliées (silicium). Mais le carbone s’y trouve à l’état de graphite lamellaire, d’où sa couleur grise.
Usages de la fonte : poêles, radiateurs, regards d'égouts, inserts…
La présence de carbone permet de réduire la température de fusion de la fonte. Et la bonne coulabilité du matériau facilite la fabrication de pièces par moulage à des coûts réduits. Ainsi, la fonte est utilisée pour la production d’objets massifs tels que des radiateurs, des poêles ou des enclumes. On trouve également des regards d’égouts, des inserts de cheminées ou des tuyaux en fonte.
Fonte d'aluminium
On appelle parfois « fonte d’aluminium » des alliages d’aluminium destinés à être transformés par des techniques de fonderie. Attention, car il s’agit là d’un abus de langage puisque la composition de ces alliages est sans rapport avec celle de la fonte qui est un alliage ferreux.

Fonte

Un glacier représente une masse de glace importante produite par l’accumulation de la neige et des névés, une neige entassée et comprimée.
Lorsque le climat global se refroidit, des glaciers peuvent se former sur les continents. Cette accumulation de glace continentale entraîne une baisse du niveau de la mer. À l’inverse, lorsque le climat se réchauffe, les glaciers fondent et le niveau de la mer s'élève. En progressant, les glaciers causent une érosion glaciaire, par exemple en creusant les vallées glaciaires.
Glaciers, montagnes et banquise
Actuellement, il existe différents types de glaciers :
les calottes glaciaires ou inlandsis dans l’Antarctique et au Groenland ;les glaciers de plateau, sur une surface plane ;les glaciers de cirque, logés dans des amphithéâtres de roches, dans des chaînes de montagnes ;les glaciers de vallée, aussi appelés glaciers alpins car fréquents dans les Alpes ; ces glaciers portent des dépôts à leur surface : les moraines ;les glaciers de piémont, formés par la réunion de plusieurs langues glaciaires.
Par ailleurs, la banquise est un terme utilisé dans un sens très large et désignant toute étendue de glace de mer autre que la banquise côtière.

Glacier

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Cette image &agrave; couper le souffle montre des lacs glaciaires confortablement nich&eacute;s dans les cavit&eacute;s du champ de [popupdefinition id=459]lave[/popupdefinition]. L'eau provient des [popupdefinition id=15418]glaciers[/popupdefinition], d'o&ugrave; les belles nuances d'&eacute;meraude.&copy; [popupbiographie id=1432]Stas Bartnikas[/popupbiographie]

Islande : des lacs glacés vert émeraude

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Comme on peut le voir sur cette photo, la [popupdefinition id=2491]cro&ucirc;te[/popupdefinition] de sel et la [popupdefinition id=5996]saumure[/popupdefinition] du lac Owens sont parfois verd&acirc;tres, en raison de l'abondance d'organismes appel&eacute;s Dunaliella. C'est une [popupdefinition id=2178]algue[/popupdefinition] verte unicellulaire &agrave; cause&nbsp;de son [popupdefinition id=113]chloroplaste[/popupdefinition] vert distinct en forme de coupe qui occupe la plupart de la cellule.Le lac Owens, dans l'est de la Californie, est totalement ass&eacute;ch&eacute;.&copy; [popupbiographie id=1432]Stas Bartnikas[/popupbiographie]

Californie : la croûte de sel du lac Owens

La croûte terrestre est la couche la plus externe de la Terre, jouant un rôle crucial dans les processus géologiques et le maintien de la vie. Composée principalement de roches solides, elle constitue la partie supérieure de la lithosphère. Les minéraux courants incluent le quartz (SiO₂), les feldspaths, les micas, les amphiboles et les pyroxènes.La croûte terrestre supporte les écosystèmes terrestres et marins et contient des ressources vitales telles que les minéraux, les métaux, les combustibles fossiles et les sols fertiles. Ces ressources sont cruciales pour l'économie mondiale et diverses industries.Composition chimique et types de croûteComprendre la composition chimique de la croûte terrestre est essentiel pour la géologie, la géochimie et les sciences de l'environnement. La croûte terrestre se divise en deux types principaux : la croûte continentale et la croûte océanique, chacune ayant des caractéristiques distinctes en termes de composition, d'épaisseur, de densité et d'âge.Schéma simplifié de la croûte terrestre. 1 : croûte continentale ; 2 : croûte océanique ; 3 : manteau supérieur. © USGSDeutsche Beschriftung (labels allemands) ; TomCatX, Domaine public, Wikimedia CommonsLa croûte continentaleLa croûte continentale a une épaisseur moyenne de 35 kilomètres, pouvant atteindre 70 kilomètres sous les grandes chaînes de montagnes. Elle est composée principalement de roches granitiques, métamorphiques et sédimentaires. Formant les continents et les îles, elle est généralement très ancienne, certaines parties datant de plus de 4 milliards d'années. La croûte continentale est riche en silice (SiO₂) et en alumine (Al₂O₃), avec des éléments comme le fer (Fe), le calcium (Ca), le sodium (Na), le potassium (K) et le magnésium (Mg).Structure en profondeur : le sial est la partie supérieure, riche en silice et en aluminium, principalement composée de roches granitiques. Le sima est la partie inférieure, riche en silice et en magnésium, composée de roches basaltiques et gabbroïques.La croûte océaniqueLa croûte océanique, plus fine, a une épaisseur moyenne de 7 kilomètres et est constituée essentiellement de basalte et de gabbro. Située sous les océans, elle est plus riche en magnésium et en fer, et plus dense (environ 3 g/cm³) que la croûte continentale (environ 2,7 g/cm³). La croûte océanique contient du calcium et du sodium en moindre quantité par rapport à la croûte continentale. Elle est beaucoup plus jeune, avec un âge moyen de moins de 200 millions d'années, et se forme surtout au niveau des dorsales médio-océaniques.Dynamique géologique de la croûte terrestre et tectonique des plaquesLes mouvements de la croûte terrestre interagissent avec le manteau sous-jacent, et jouent un rôle essentiel dans la tectonique des plaques qui se déroule dans l'ensemble de la lithosphère. Ces interactions entre les plaques tectoniques, englobant à la fois la croûte et la partie supérieure du manteau, provoquent les principaux phénomènes géologiques à la surface de la Terre, tels que les séismes, les volcans et la formation des montagnes et des bassins océaniques. Les mouvements de la croûte terrestre, en interaction avec le manteau sous-jacent, sont responsables de la tectonique des plaques.Cette carte présente la profondeur moyenne de la croûte terrestre en fonction de sa position sur la planète. © USGS, Wikimedia Commons, DPLe renouvellement de la croûte terrestreLa croûte terrestre se renouvelle continuellement grâce à des processus géologiques dynamiques, principalement liés à la tectonique des plaques. Ces processus comprennent la formation de nouvelle croûte au niveau des dorsales médio-océaniques et la destruction de la croûte ancienne dans les zones de subduction. Ce renouvellement est un élément fondamental de la tectonique des plaques et du cycle des roches, permettant le maintien de la géodynamique terrestre et des diverses structures géologiques que nous observons aujourd'hui.Formation de nouvelle croûteDorsales médio-océaniques : les dorsales médio-océaniques sont des frontières divergentes où les plaques tectoniques s'écartent. Le magma provenant du manteau sous-jacent remonte à travers les fissures, se solidifie et forme de la nouvelle croûte océanique. Ce processus est continu, ce qui fait que la croûte océanique la plus proche des dorsales est la plus jeune, tandis que celle qui en est éloignée est plus ancienne.Destruction de la croûte ancienneZones de subduction : les zones de subduction sont des frontières convergentes où une plaque tectonique océanique dense plonge sous une plaque plus légère (continentale ou océanique). La croûte océanique subduite est recyclée dans le manteau dans lequel elle fond partiellement et peut éventuellement remonter sous forme de magma, participant à des activités volcaniques. Ce processus conduit à la destruction de la croûte océanique plus ancienne.La discontinuité de MohorovičićLa limite entre la croûte terrestre et le manteau supérieur s'appelle la discontinuité de Mohorovičić, souvent abrégée en Moho. Cette discontinuité est nommée d'après le sismologue croate Andrija Mohorovičić, qui l'a découverte en 1909. Cette frontière marque la transition entre la croûte terrestre et le manteau supérieur, identifiable par un changement notable dans les vitesses des ondes sismiques et les compositions minéralogiques des roches.La profondeur de la Moho varie. Sous les océans, elle se situe généralement entre 5 et 10 kilomètres sous le plancher océanique. Sous les continents, elle se trouve à des profondeurs allant de 20 à 70 kilomètres.La Moho marque la transition entre la croûte terrestre, composée principalement de roches riches en silice et en aluminium (comme les granites et les basaltes), et le manteau supérieur, composé principalement de roches ultramafiques riches en fer et en magnésium (comme la péridotite).Cette discontinuité est caractérisée par un changement brusque de la vitesse des ondes sismiques. Les ondes sismiques se propagent plus rapidement dans les roches du manteau supérieur que dans celles de la croûte terrestre, ce qui permet de détecter cette limite.

Croûte terrestre

Les algues sont des organismes capables de pratiquer la photosynthèse et vivant majoritairement dans un milieu aquatique (marin ou dulcicole), ce sont donc des végétaux. Elles sont dépourvues de tige, de racine, de feuille ou de fleur.
Description des algues
Des milliers d’espèces d'algues sont unicellulaires et de tailles microscopiques, elles constituent le phytoplancton. Elles sont à la base des réseaux trophiques aquatiques, i.e. des chaînes alimentaires. D’autres espèces multicellulaires peuvent atteindre des tailles impressionnantes. La kelp géante possède par exemple des thalles (des « feuilles ») pouvant atteindre 45 mètres de long.
Classification des algues
Il s’agit d’un groupe polyphylétique incluant des organismes procaryotes (les cyanobactéries) et eucaryotes. Ces derniers sont répartis en plusieurs taxons dont les plus importants sont :
les algues bleues ;les algues brunes ;les algues rouges ;les algues verte. 
De nombreuses espèces sont comestibles pour l’Homme ou les animaux. Elles servent également d’engrais dans les régions littorales où elles sont récoltées sur les plages. Plusieurs projets essaient d’exploiter les algues pour la production de biocarburant. Certaines algues sont devenues invasives, comme la Caulerpa taxifolia.

Algue

Le chloroplaste est un organite cellulaire spécifique des végétaux (plantes et algues photosynthétiques notamment).Structure du chloroplasteLe chloroplaste est un organite spécifique des cellules végétales, probablement issu d’un événement d’endosymbiose d’une cyanobactérie par une cellule eucaryote primitive. Le chloroplaste est en effet séparé du cytoplasme par une double membrane, deux membranes séparées par un espace intermembranaire.À l’intérieur, le chloroplaste est constitué d’un empilement de thylacoïdes, qui baignent dans le stroma (le liquide intrachloroplastique).Fonction du chloroplasteLe chloroplaste est le lieu de la photosynthèse. Elle se déroule plus particulièrement au niveau des photosystèmes ancrés dans les membranes des thylacoïdes. La chlorophylle qui donne une couleur verte aux végétaux fait partie des photosystèmes et a pour rôle de capter la lumière du soleil pour la convertir en énergie au cours de la photosynthèse. Lors du processus de photosynthèse, les plantes captent l'énergie lumineuse pour synthétiser des sucres à partir du dioxyde de carbone. Ces sucres résultants peuvent être employés par la cellule végétale elle-même ou servir de source d'énergie pour les organismes consommateurs, y compris les humains. Par la suite, l'énergie contenue dans ces sucres est libérée lors de la respiration cellulaire, un mécanisme se déroulant dans les mitochondries des cellules végétales et animales. Ce processus essentiel assure la production d'énergie nécessaire au fonctionnement des organismes vivants. 

Chloroplaste

La saumure est une eau dont la concentration en sel est très élevée.

La saumure peut se former naturellement, par évaporation ou congélation de l'eau de mer, et par dissolution de roches sédimentaires (sel gemme) formées par l'évaporation d'anciennes mers.

Processus de formation de la saumure
La formation de la saumure est un phénomène fascinant qui peut se produire sous diverses conditions. Un des facteurs clés est l'évaporation de l'eau dans des environnements riches en sel, comme les mers fermées ou les lacs salins. Cette évaporation entraîne une augmentation de la concentration en sel, car le sel dissous reste lorsqu'une partie de l'eau s'évapore. Par ailleurs, dans les régions polaires, la congélation de l'eau de mer fait précipiter le sel, qui s'accumule alors dans des poches d'eau sous la glace, augmentant la salinité de cette eau résiduelle.

Utilisations industrielles et alimentaires de la saumure
La saumure a diverses applications, tant dans l'industrie que dans la gastronomie. Industriellement, elle est utilisée dans la fabrication de nombreux produits chimiques, notamment la soude caustique et le chlore par le processus d'électrolyse du chlorure de sodium (sel). De plus, elle est importante dans la production de savon et de verre.
En cuisine, la saumure est essentielle pour la conservation des aliments. Elle permet non seulement de conserver les légumes, les fruits, et même la viande, mais aussi d'enrichir leur goût, en ajoutant une dimension gustative unique. De nombreux mets traditionnels utilisent la saumure pour prolonger la durée de conservation des aliments tout en améliorant leur saveur.

Impacts environnementaux de la saumure
L'impact environnemental de la saumure peut être significatif, notamment lorsqu'elle est produite en grandes quantités par des industries comme celles du dessalement. Les rejets de saumure dans l'environnement peuvent conduire à une hyper salinité des eaux locales, affectant la faune et la flore aquatiques. Il est donc crucial de gérer et traiter les effluents de saumure avec soin pour minimiser ces impacts négatifs.

Traitements et gestion de la saumure
La gestion efficace de la saumure est un enjeu important pour l'industrie et l'environnement. Des méthodes comme l'osmose inverse, la distillation ou encore les processus avancés de cristallisation sont utilisées pour traiter la saumure avant son rejet ou sa réutilisation. Ces technologies permettent de réduire la concentration salée et de minimiser les risques environnementaux tout en permettant de recycler certains composants utiles de la saumure.

La saumure est une solution aquatique de sel haute concentration avec des applications utiles mais aussi des défis environnementaux à surmonter. Elle reflète l'intersection complexe entre les ressources naturelles, leur utilisation industrielle et la responsabilité environnementale.

Saumure

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Nous examinons le fragment d'un des bassins d'&eacute;vaporation solaire du lac Owens en Californie. La [popupdefinition id=4126]couleur[/popupdefinition] vive est caus&eacute;e par de nombreux organismes microscopiques unicellulaires vivant&nbsp;dans l'eau et la [popupdefinition id=2491]cro&ucirc;te[/popupdefinition] de sel.&copy; [popupbiographie id=1432]Stas Bartnikas[/popupbiographie]

Californie : survol du lac Owens

La couleur, c'est ce qui permet de différencier deux objets de formes et de structures identiques, par exemple le drapeau italien du drapeau français. C'est aussi ce qui n'est ni blanc, ni gris, ni noir. Le blanc et le noir étant les bornes de la gamme des gris neutres.
Quelquefois, la couleur est utilisée pour désigner un objet, comme dans le cas d’un tube de rouge pour parler du rouge à lèvres, par exemple. La couleur est aussi parfois confondue avec la tonalité. Par exemple dans un ton vert, il y a plusieurs couleurs vertes, plus ou moins claires ou foncées. Une couleur est unique.
Il existe deux systèmes trichromatiques (trois couleurs primaires) :
par synthèse additive, dont les couleurs primaires sont rouge, vert et bleu (RVB) ;et par synthèse soustractive, dont les couleurs primaires sont cyan, magenta et jaune (CMJ).
La couleur du physicien
La couleur, c’est aussi la sensation produite par un rayonnement physiquement défini appelé stimulus. Celui-ci pénètre dans l'œil et est capté par des millions de cônes répartis dans la rétine mais surtout concentrés dans sa partie centrale, la fovéa, siège de la vision la plus distincte.
Pour le physicien, le terme de couleur renvoie donc à la couleur spectrale, c’est-à-dire à la perception sensorielle de l’œil humain en fonction de la longueur d’onde de la lumière qu’il reçoit. Ainsi, une lumière de longueur d’onde 550 nm est perçue comme étant de couleur verte. Le spectre visible est composé des sept couleurs de l’arc-en-ciel, soit rouge, orange, jaune, vert, bleu, indigo et violet. Le vert étant la couleur à laquelle l’œil humain est le plus sensible.
 L’œil humain peut différencier près de huit millions de nuances de couleurs. Pourtant, cet organe si avancé ne donne que peu d’informations à notre cortex pour créer une image. Alors que se passe-t-il exactement lorsque nous voyons ? Unisciel et l’université de Lille 1 nous expliquent, avec le programme Kézako, le fonctionnement de ce surprenant organe. © Unisciel
La production des couleurs
C’est en interagissant (absorption, diffusion, réfraction, interférences ou diffraction) avec la matière que la lumière produit des couleurs. La couleur bleue du ciel est ainsi le résultat d'une combinaison de plusieurs de ces phénomènes.
L’absorption de lumière est l’un des principaux mécanismes qui entrent dans le jeu des couleurs dans la vie courante. En effet, la plupart des matériaux ont pour particularité d’absorber certaines longueurs d’ondes de la lumière. Si, par exemple, les carottes nous apparaissent orange, c’est qu’elles contiennent du bêtacarotène qui absorbe les longueurs d’ondes comprises entre le violet et le vert et réfléchit la partie du spectre allant du rouge au vert.
La couleur du physicien des particules
Le physicien des particules utilise le terme « couleur » pour désigner un nombre quantique attribué aux quarks et aux gluons. Ainsi, les quarks existent en trois couleurs : rouge, bleu et vert. Les hadrons, quant à eux, sont de couleur neutre, c’est-à-dire blancs. Cependant, aucun rapport ici avec une perception visuelle que nous pourrions en avoir.
La notion de charge de couleur a été introduite pour expliquer la coexistence des quarks au sein des hadrons, tout en satisfaisant le principe d’exclusion de Pauli. Aujourd’hui, la chromodynamique quantique joue un rôle important dans le modèle standard de la physique des particules.

Couleur

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Il y a plusieurs lacs ass&eacute;ch&eacute;s dans le Parc national de la Vall&eacute;e de la mort. Cette image montre l'un des plus petits situ&eacute; au bas de la vall&eacute;e.&copy; [popupbiographie id=1432]Stas Bartnikas[/popupbiographie]

Lac asséché dans la Vallée de la mort

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Deux c&eacute;l&egrave;bres crat&egrave;res dans la Vall&eacute;e de la mort, en Californie, Ubehebe et Little Hebe, d'un point de vue tr&egrave;s inhabituel &eacute;tant donn&eacute; que les visiteurs font la visite du parc &agrave; pied autour des crat&egrave;res. Consid&eacute;r&eacute; comme sacr&eacute; par la tribu Timbisha Shoshone, Ubehebe mesure un kilom&egrave;tre de diam&egrave;tre et entre 150 et 237 m&egrave;tres de profondeur. Son &acirc;ge est estim&eacute; entre 2.000 et 7.000 ans.Beaucoup plus petit, Little Hebe se situe au sud de l'Ubehebe Crater. C'est un petit [popupdefinition id=4127]c&ocirc;ne[/popupdefinition] de [popupdefinition id=462]tuf[/popupdefinition] avec un crat&egrave;re de 100 m&egrave;tres de diam&egrave;tre recouvert de d&eacute;p&ocirc;ts de surge pyroclastique. On d&eacute;nombre une douzaine de crat&egrave;res dans une zone de trois kilom&egrave;tres carr&eacute;s.&copy; [popupbiographie id=1432]Stas Bartnikas[/popupbiographie]

Vallée de la mort : vue aérienne de ses deux plus célèbres cratères - Photos Futura

Le mot cône est utilisé dans de nombreux domaines : biologie, zoologie, botanique, mathématiques...
Biologie
Les cônes sont les éléments réceptifs de la rétine pour la couleur. Il en existe de trois t...

Cône

Le tuf est une roche formée par accumulation de projections volcaniques de fragments millimétriques pouvant contenir des roches et consolidée sous l’action de l’eau. Lorsque la granulométrie des cendr...

Stas Bartnikas, 46 ans, est un photographe aérien basé à Moscou. Diplômé de Moscou de l'Université d'État avec un diplôme en journalisme. Il a travaillé comme correspondant dans l’un des plus grands j...

Vallée de la mort : vue aérienne de ses deux plus célèbres cratères

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C'est la r&eacute;gion o&ugrave; le fleuve se jette dans le golfe de Californie. L'utilisation de l'eau en amont et la r&eacute;duction du [popupdefinition id=1849]d&eacute;bit[/popupdefinition] d'[popupdefinition id=6619]eau douce[/popupdefinition] ont entra&icirc;n&eacute; la perte de la plupart des [popupdefinition id=6175]zones humides[/popupdefinition] de la r&eacute;gion, comme vous pouvez le voir sur cette photo a&eacute;rienne.&copy; [popupbiographie id=1432]Stas Bartnikas[/popupbiographie]

Vue aérienne du delta du Colorado à Baja

Du point de vue de la salinité, une eau douce est une eau dont la salinité est inférieure à 0,5.
Du point de vue de la dureté, une eau douce est une eau dont le titre hydrotimétrique (TH) est inférieur à 15°f. C'est donc une eau pauvre en calcium et magnésium.

Importance de l'eau douce dans les écosystèmes
L'eau douce est essentielle à la vie sur Terre. Présente principalement dans les lacs, les rivières, les étangs, les marais et les aquifères, elle constitue seulement environ 2,5% de toute l'eau sur Terre, dont une grande partie est stockée sous forme de glaciers ou de neiges perpétuelles. Les écosystèmes d'eau douce jouent un rôle crucial dans la biodiversité, offrant habitat, nourriture et eau pour une multitude d'espèces animales et végétales.

Cycle hydrologique et régénération de l'eau douce
L'eau douce est également une partie intégrante du cycle hydrologique, où elle s'évapore des surfaces aquatiques, se condense dans l'atmosphère, puis retombe sur terre sous forme de précipitations. Ce processus naturel de circulation et de renouvellement de l'eau est vital pour maintenir non seulement les habitats naturels, mais aussi pour les ressources en eau des populations humaines.

L'utilisation de l'eau douce par les humains
Les applications de l'eau douce sont multiples et essentielles à divers secteurs. Principalement, l'agriculture, l'industrie, et le secteur résidentiel dépendent énormément de cette ressource limitée.

 Agriculture: L'irrigation consume la majorité de l'eau douce utilisée mondialement, permettant la culture de nourriture même dans les régions arides.
 Industrie: L'eau est utilisée comme refroidisseur, solvant et agent de nettoyage dans plusieurs processus industriels.
 Usage domestique: De la cuisine à la toilette, l'eau douce est une composante quotidienne indispensable au bien-être humain.


Défis environnementaux et conservation
Malgré son importance vitale, l'eau douce est une ressource sous pression due à la croissance démographique et économique. La pollution, le surpompage des aquifères, la déforestation, et les changements climatiques menacent sa qualité et sa disponibilité. Face à ces défis, la conservation de l'eau douce et la gestion durable s'imposent comme des impératifs urgents.
Des mesures telles que la mise en œuvre de technologies plus économes en eau, la réutilisation traitée de l'eau, la protection des zones humides qui rechargent les aquifères, et l'éducation des populations sur l'importance de cette ressource sont vitales pour sa préservation.

L'impact des changements climatiques sur les ressources en eau douce
Les changements climatiques représentent une menace significative pour les ressources en eau douce. La modification des régimes de précipitations et l'augmentation des températures globales affectent la disponibilité de l'eau, provoquant sécheresses et pénuries dans de nombreuses régions du monde. L'élévation des températures peut également affecter la qualité de l'eau, en augmentant les risques de prolifération d'algues toxiques et en diminuant l'oxygène disponible, nuisible à la vie aquatique.

Alors que le monde avance, il est crucial que les politiques de gestion de l'eau douce et les technologies de conservation évoluent pour répondre aux défis présents et futurs. Sensibiliser au rôle irremplaçable de l'eau douce dans notre écosystème et auprès des besoins humains, est un pas de plus vers un avenir durable pour tous.

Eau douce

On qualifie de zone humide tout territoire dont le biotope et la répartition des êtres vivants sont caractérisés principalement par la présence d’eau, quelque soit son degré de salinité ou sa persistance au cours de l’année. 
Selon la loi sur l’eau et les milieux aquatiques (Lema), tout « terrains, exploités ou non, habituellement inondés ou gorgés d'eau douce, salée ou saumâtre de façon permanente ou temporaire » dont « la végétation, quand elle existe, y est dominée par des plantes hygrophiles pendant au moins une partie de l'année » est considéré comme une zone humide. 
La convention sur les zones humides d’importance internationale, ou Convention de Ramsar, donne une définition plus large encore de ces milieux, en incluant une partie plus importante du domaine marin. 
Sont des zones humides au sens de cette convention toutes « étendues de marais, de fagnes [NDLR : landes marécageuses des plateaux ardennais], de tourbières ou d’eaux naturelles ou artificielles, permanentes ou temporaires, où l’eau est stagnante ou courante, douce, saumâtre ou salée, y compris des étendues d’eau marine dont la profondeur à marée basse n’excède pas six mètres ».

Zone humide

Quantité d'informations transmise via un canal de communication selon un intervalle de temps donné. Le débit d'une connexion internet s'exprime généralement en kbps (kilobit par seconde).Le débit d'une ligne ADSL peut être de 1024 kbps par exemple en réception. En réception, cette valeur se réfère à la vitesse de transmission des données du fournisseur d'accès vers l'ordinateur de l'internaute. Le débit en émission (ou débit ascendant) reflète la quantité des données transmises de l'ordinateur d'un internaute vers son fournisseur d'accès.Comprendre les différentes unités de mesure du débitLe débit Internet peut être mesuré en plusieurs unités selon la grandeur des données transmises. Les plus courantes sont les kbps, mbps (megabit par seconde) et gbps (gigabit par seconde). Chaque unité représente une puissance de dix supérieure à l'autre, ce qui signifie que 1 gbps équivaut à 1000 mbps, qui lui-même équivaut à 1000 kbps.Facteurs influençant le débit InternetPlusieurs facteurs peuvent influencer le débit de votre connexion Internet. Parmi eux :

La qualité de la ligne téléphonique : Plus la ligne est ancienne ou de mauvaise qualité, plus le signal peut être perturbé, réduisant ainsi le débit.

La distance entre le domicile et le central téléphonique : Plus la distance est grande, plus le signal perd en intensité, ce qui peut ralentir la connexion.

Le type de connexion : Fibre optique, câble ou ADSL, chaque technologie a ses propres capacités de débit maximal.

L’encombrement du réseau : Plus il y a d'utilisateurs sur le même réseau au même moment, moins il y de bande passante disponible pour chacun, ce qui peut ralentir la vitesse de connexion.
Optimiser son débit InternetPour améliorer le débit de votre connexion Internet, vous pouvez :

Choisir un fournisseur d'accès fiable qui offre une bonne qualité de service, notamment en termes de vitesse de connexion.

Utiliser un routeur moderne qui supporte les dernières normes de transmission de données pour une meilleure efficacité.

Minimiser le nombre d'appareils connectés simultanément à votre réseau domestique pour réduire l'encombrement du réseau.

Positionner votre routeur au bon endroit : un endroit élevé et centralisé dans votre maison peut aider à distribuer équitablement le signal.
En suivant ces conseils, vous pourrez optimiser votre expérience en ligne, que ce soit pour la navigation, le streaming ou les téléchargements.

Débit

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Les [popupdefinition id=1500]gisements[/popupdefinition] de [popupdefinition id=13101]sables bitumineux[/popupdefinition] sont extraits et transport&eacute;s par camion vers une usine de traitement o&ugrave; de l'eau chaude est ajout&eacute;e aux sables bitumineux. Plus tard, le [popupdefinition id=19696]bitume[/popupdefinition] est r&eacute;cup&eacute;r&eacute; par un processus de [popupdefinition id=17942]s&eacute;paration[/popupdefinition] par [popupdefinition id=1014]gravit&eacute;[/popupdefinition].Nous voyons ici le lac artificiel compos&eacute; d'eau chaude m&eacute;lang&eacute;e aux sables bitumineux avant le processus de s&eacute;paration.&copy; [popupbiographie id=1432]Stas Bartnikas[/popupbiographie]

Canada : extraction du pétrole des sables bitumineux

La gravité est un phénomène physique qui se décrit comme l’attraction universelle auxquels sont soumis deux corps possédant une masse ou de l’énergie. La gravité est ainsi l’une des quatre interactions fondamentales, avec l’interaction forte, la force électromagnétique et l’interaction faible. La gravité est cependant la plus faible, elle n’a en effet pas d’influence significative au niveau subatomique. À l’échelle macroscopique, c’est cependant elle qui régit le déplacement des objets dans l’Univers, notamment les planètes, les galaxies et même la lumière.La force gravitationnelle régit le mouvement des planètes mais aussi des galaxies. © Judy Schmidt from USA, Wikimedia Commons, CC by-sa 2.0Principes physiquesLa gravité est généralement bien expliquée par la deuxième loi de Newton, qui dit que deux corps de masse m et m’ s’attirent mutuellement avec une force proportionnelle à leur masse et inversement proportionnelle au carré de la distance qui les sépare :\(F = G{m_1m_2\over r^2}\) où G représente la constante de gravitation universelle.Si cette définition est suffisante pour la plupart des applications, la gravité est cependant plus précisément expliquée par la théorie générale de la relativité. La gravité n’y est alors plus considérée comme une force, mais comme une courbure de l’espace-temps, causée par une distribution inégale des masses. Le phénomène des trous noirs est l’exemple extrême de cette définition : la lumière est attirée par un corps si dense qu’elle ne peut s’échapper.La gravité au jour le jour sur TerreLa gravité désigne plus communément l’attraction gravitationnelle que subissent tous les corps à la surface de la Terre. C’est ainsi la gravité qui donne un poids à chaque objet présent sur Terre et qui fait que chaque objet lancé en l’air retombera inévitablement, sauf si sa vitesse est suffisante pour s’extraire du champ gravitationnel (exemple des fusées).Pour s'extraire de la gravité terrestre, il faut une certaine vitesse. © Alonesdj, Adobe StockLa gravité se représente donc comme un vecteur force dirigé vers le centre de la Terre. Son intensité à la surface de la Planète dépend cependant de la distance par rapport au centre, ce qui explique les infimes variations de gravité que l’on peut observer à la surface de la Terre, celle-ci n’étant pas tout à fait sphérique et possédant du relief. La force du champ gravitationnel est donnée par la valeur de l’accélération des objets étant sous son influence.C’est ainsi que l’on définit une valeur, nommée habituellement g, qui désigne « l’accélération standard due à la gravité », mais qui est souvent abrégée en « valeur de la gravité ». La valeur standard de g à la surface de la Terre est de 9,80665 m/s2. Il faut cependant noter que l’accélération d’un corps à la surface de la Terre est due à l’effet combiné de deux facteurs : la gravité mais aussi la force centrifuge liée à la rotation de la Terre. L’influence de ce deuxième facteur est cependant bien inférieure à celle de la gravité, mais suffit à faire varier d’environ 0,5 % la valeur de g entre les pôles et l’équateur.

Gravité

Les bâtiments d’habitation neufs ou réhabilités sont soumis à la réglementation acoustique applicable en France métropolitaine (arrêté du 27/11/2012). Pour les cloisons séparatives, le cadre législatif fixe un niveau d’isolation minimal de 53 dB. Soit, un peu moins que le bruit émis par deux personnes discutant tranquillement (55 dB). Les performances offertes dépendent des matériaux utilisés et du soin apporté aux liaisons avec les parois adjacentes horizontales et verticales.Cloison séparative humide ou sèche, un choix défini dès l’étude de conceptionUne cloison de séparation peut jouer un rôle structurel (refend) ou seulement servir à diviser deux espaces distincts. Son épaisseur varie de 8 cm à plus de 20 cm, selon sa situation et le mode constructif choisi. Le bâti traditionnel privilégie la maçonnerie de petits éléments : brique alvéolaire, bloc béton creux ou plein, béton cellulaire, pour les matériaux les plus courants. Soit l’isolant est incorporé aux blocs de construction, soit il est rapporté en contre-doublage, ce qui peut notablement augmenter l’épaisseur du mur.Contre-cloison thermo-acoustique en panneaux sandwichs polystyrène-plaque de plâtre fixés par plots de mortier adhésif sur une cloison séparative en parpaings de ciment. © M.B.Bloc "Le saviez-vous ?"Dans le cas d’une construction à ossature bois ou acier, par exemple, l’isolant est incorporé dès le départ à la cloison séparative. Les performances de la cloison dépendent des caractéristiques de l’isolant mis en œuvre (laine minérale ou naturelle le plus souvent), du nombre et de l’épaisseur des plaques posées en parement. Épaisses de 12,5 à 25 mm, celles-ci peuvent se poser à simple ou double parement.Cloison séparative montée à double ossature décalée de type SAD 160 mm. Elle comprend deux épaisseurs de laine de verre prises entre montants M48, le tout revêtu recto verso par deux couches de plaques BA13. © Isover Saint-GobainChamp lexical : cloison séparation | cloison séparative | séparation

Cloison de séparation

Le bitume est un mélange d’hydrocarbures de couleur brun à noirâtre, que l’on trouve à l’état naturel mais qui provient le plus souvent de la distillation du pétrole. La grande majorité (90 %) du bitume est utilisée comme liant dans des enrobés routiers (routes, parkings, trottoirs, etc). Incorporé à hauteur d’environ 5 %, le bitume permet l’adhérence des granulats à l’intérieur de l’enrobé, assure l’étanchéité du mélange et ses propriétés viscoélastiques.Le bitume sert aussi à assurer l’étanchéité de toitures, de terrasses, de bassins ou de barrages. Le bitume est solide à température ambiante, mais se liquéfie entre 150 et 180 °C, pour devenir un liquide visqueux et élastique. Il a remplacé le goudron, issu de la cokéfaction de la houille mais aujourd’hui interdit en raison de sa toxicité.Les différents types de bitume et leur utilisationLe bitume peut être séparé en plusieurs fractions à l’aide de solvants spécifiques. La partie huileuse est constituée de maltènes, tandis que les asphaltènes se présentent sous forme d’un matériau solide, noir et cassant. Plus le bitume est dur, plus il contient d’asphaltènes. Les bitumes sont classifiés selon leur grade, défini par sa pénétrabilité. Les plus utilisés en France sont les bitumes de grade 35/50 et 50/70.Outre le revêtement routier, le bitume sert aussi à l’étanchéité de bassins, de toitures ou de terrasses. © Zakhar Marunov, Adobe StockIl existe d’autres types de bitume réservés à des usages spécifiques.Le bitume oxydé ou bitume soufflé : obtenu par injection d’air dans la colonne de distillation, il possède un point de ramollissement élevé.Les bitumes modifiés : bitumes auxquels on a ajouté des additifs pour améliorer leurs performances (faible sensibilité à la température, bonne résistance à l'usure, comportement élastique, isolation acoustique…) ou modifier la couleur (ajout de pigments).Les bitumes spéciaux : ils sont fabriqués à partir de bases spécialement choisies pour leur conférer une propriété recherchée, mais ne contiennent pas d’additif.La bitume fluidifié : bitume dont on a réduit la viscosité grâce à des fluidifiants (par exemple le kérosène) pour pouvoir les utiliser à plus faible température.Le bitume oxydé : obtenu par adjonction d’huiles de fluxage et d’air à haute pression, il est employé comme produit d’étanchéité. Il se présente sous forme de pains à fondre dans des fours rotatifs ou de bandes bitumineuses à coller à chaud.Les émulsions de bitume : elles consistent à disperser le bitume sous forme de fines gouttelettes dans l’eau, puis à stabiliser le mélange avec un tensioactif. L’émulsion de bitume permet de faciliter la mise en œuvre, avec des poses applicables à des températures de 80 °C, voire à température ambiante.Bitume, sécurité et environnementOutre les risques de brûlure lors sa manipulation, le bitume émet des fumées contentant des traces d’hydrocarbures aromatiques polycliniques (HAP) dont certaines sont classées cancérogènes. Néanmoins, aucune étude épidémiologique n’a permis de montrer un lien entre cancer et exposition aux fumées de bitume.Bien qu’issu d’un produit fossile, le bitume est un matériau durable, inerte, sans impact sur l’environnement et recyclable. En France, les nouvelles routes intègrent ainsi 10 à 30 % d’enrobés recyclés, mais il est en théorie possible de recycler 100 % des enrobés, ce qui permet de réduire de moitié l’utilisation de bitume dans le nouveau mélange.

Bitume

Lieu de concentration d'un ou plusieurs éléments (exemple: gisements de minéraux, gisements de fossiles).

Gisement

Le sable bitumineux est un sable mélangé à de l’argile, de l’eau et de l’huile extralourde. La notion de bitume vient des conditions de température. Au Canada par exemple, il fait suffisamment froid pour que l’huile soit solide ; on parle alors de bitume. Un gisement de sable bitumineux se présente sous forme de couches. Elles peuvent autant se retrouver en surface que dans des réservoirs très profonds.
Extraction et rôle du sable bitumineux
Les zones de sable bitumineux proches de la surface sont exploitées via des mines à ciel ouvert. Pour atteindre le sable, il faut retirer la couche superficielle de terre, qui sera stockée et réutilisée pour la réhabilitation du site. Des trous sont réalisés et les mottes prélevées sont mélangées à de l'eau pour être transportées par pipeline vers une usine où le bitume est séparé du sable.
Les deux principales réserves actuellement connues et exploitées sont la réserve de l’Athabasca au Canada et la Ceinture de l'Orénoque au Venezuela. Le sable bitumineux est une ressource d’hydrocarbures. Actuellement, on estime qu’il y a plus de 1.000 milliards de barils de réserves potentielles.

Sable bitumineux

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Les dunes du Namib sont les plus anciennes et les plus grandes du monde. Celles que l'on peut voir sur cette photo sont situ&eacute;es dans la r&eacute;gion de Sossusvlei, dans le [popupdefinition id=16017]d&eacute;sert[/popupdefinition] du Namib, en Namibie. Les dunes de [popupdefinition id=6009]sable[/popupdefinition] de la r&eacute;gion de Sossusvlei sont appel&eacute;es &laquo; dunes en [popupdefinition id=3730]&eacute;toile[/popupdefinition] &raquo;&nbsp;en raison de leur forme fa&ccedil;onn&eacute;e par&nbsp;le [popupdefinition id=14560]vent[/popupdefinition] qui&nbsp;provient de toutes les directions. Par cons&eacute;quent, les dunes bougent &agrave; peine. La [popupdefinition id=4126]couleur[/popupdefinition] rouge distincte du sable provient de la couche d'oxyde de [popupdefinition id=721]fer[/popupdefinition] qui l'enveloppe.&copy; [popupbiographie id=1432]Stas Bartnikas[/popupbiographie]

Les dunes en étoile du désert de Namib

Une étoile est une boule massive et lumineuse de plasma liée par sa propre gravité dont le diamètre et la densité sont tels que la région centrale, le cœur, atteint la température nécessaire à l'amorçage de réactions de fusion nucléaire, c'est-à-dire de l’ordre de plusieurs millions de degrés. Ces réactions thermonucléaires libèrent de l’énergie lumineuse qui s’oppose à la contraction de l’étoile sous sa propre gravité. Pendant une grande partie de sa vie, avant que ses ressources d'énergie ne s'épuisent, une étoile est en équilibre hydrostatique sous l'action de ces deux forces et se trouve sur la séquence principale de ce qu’on appelle le diagramme de Hertzsprung-Russell.L’étoile la plus proche de la Terre est le Soleil, qui fait partie des naines jaunes. Le Soleil est une étoile assez ordinaire, dont la masse est de l'ordre de 1030 kg. Son diamètre est d’environ un million et demi de kilomètres, modeste par rapport à certaines étoiles, comme Antarès ou Bételgeuse, qui ont un diamètre des centaines de fois supérieur. Comme une étoile évolue dans le temps, en particulier lorsqu’elle quitte la séquence principale pour devenir une géante rouge, son diamètre n’est pas constant dans le temps. Il peut aussi varier régulièrement pour les étoiles variables périodiques, comme RR Lyrae et les Céphéides.Sur la gauche, on voit la structure interne du Soleil avec son cœur (core en anglais) où l'hydrogène brûle pour donner de l'hélium. L'essentiel du Soleil est dominé par la zone radiative (jaune), celle où le transfert de chaleur se fait par rayonnement. En surface, on voit la zone convective, où c'est la convection dans un fluide (comme dans l'eau d'une casserole qui bout) qui assure ce transfert. Sur la partie droite de ce schéma, on voit une géante rouge beaucoup plus grande que le Soleil (échelle en bas à droite), dominée par la convection. Elle brûle son hydrogène autour de son cœur en hélium. © ESOQuel est le rôle des étoiles ?Le rôle d'une étoile dans l'univers est crucial. Les étoiles sont des objets célestes qui produisent de l'énergie par des réactions de fusion nucléaire, principalement la fusion de l'hydrogène en hélium. Cette énergie est libérée sous forme de lumière et de chaleur, ce qui permet à l'étoile d'émettre de la lumière visible et d'irradier son environnement. Les étoiles jouent un rôle essentiel dans la formation et l'évolution des galaxies, car elles sont les principaux moteurs de la dynamique galactique. Leur gravité influence la structure et la composition des galaxies, tandis que leur lumière éclaire et réchauffe les espaces interstellaires.Les étoiles sont responsables de la synthèse des éléments chimiques lourds tels que le carbone, l'oxygène et le fer, qui sont essentiels à la formation de planètes et de systèmes planétaires. Par conséquent, les étoiles jouent un rôle fondamental dans la création des conditions propices à la vie telle que nous la connaissons. Comprendre le rôle des étoiles est essentiel pour approfondir notre connaissance de l'univers et de son évolution.Évolution chimique des étoiles : de l'hydrogène à la métallicitéAu début de sa vie, une étoile est majoritairement composée d’hydrogène et d’hélium, mais les réactions de fusion font évoluer sa composition chimique, et en particulier sa métallicité. Il s’agit de la quantité Z des éléments plus lourds que l’hélium présents dans l’étoile, ou plus exactement celle déterminée à sa surface. Le Soleil possède une métallicité de 0,02, soit 2 % de la masse du Soleil. Ces « métaux » sont principalement du carbone, de l’oxygène, de l’azote et du fer.Lorsque le cœur de l'étoile atteint une température de l'ordre de 7 à 8 millions de degrés, la température est assez élevée pour que les noyaux d'hydrogène fusionnent pour donner essentiellement de l'hélium 4He, mais aussi du deutérium 2H, suivant une réaction de fusion dite du cycle proton-proton. Si la température dépasse 18 millions de degrés, une autre chaîne de réactions devient prédominante : le cycle CNO (carbone-azote-oxygène). Dans le Soleil, 2,5 % de l'énergie est générée par ce cycle découvert par Hans Bethe et Carl Friedrich von Weizsäcker.Les Pléiades sont un amas ouvert d'étoiles se situant dans la constellation du Taureau. Ces étoiles partagent un mouvement commun à travers l'espace dans la Voie lactée. © CnesDes systèmes solaires multiples, complexes et binairesIl existe ce qu’on appelle des systèmes binaires et même multiples, formés de deux ou plusieurs étoiles gravitationnellement liées et qui se déplacent généralement l’une autour de l'autre sur des orbites stables. Quand deux de ces étoiles ont une orbite relativement proche, leur interaction gravitationnelle peut avoir un impact significatif sur leur évolution. Les étoiles peuvent faire partie d'une structure gravitationnellement liée beaucoup plus large, comme les amas ouverts, les amas globulaires et bien sûr les galaxies. Notre Voie lactée contiendrait environ 200 à 300 milliards d’étoiles selon les estimations des astronomes.La plupart des étoiles ont un âge compris entre un et dix milliards d'années. L’une des plus anciennes étoiles découvertes est l’étoile de Caffau, dont l’âge serait supérieur à 13 milliards d’années. Plus une étoile est massive, plus elles brûlent rapidement son carburant nucléaire. Les étoiles les plus massives vivent quelques millions d'années, tandis que des étoiles comme les naines rouges brûlent leur carburant très lentement et durent des dizaines, voire des centaines de milliards d'années.L'une des étoiles les plus massives connues est Eta Carinae, dont la masse est estimée entre 100 et 150 fois celle du Soleil. Une étude de l'amas ouvert des Arches suggère que la valeur de 150 masses solaires constitue la limite supérieure pour les étoiles dans l'ère actuelle de l'univers. La raison de cette limite proviendrait en partie de la limite d’Eddington, qui définit la luminosité maximale au-delà de laquelle une étoile est soufflée dans l’espace à cause de son propre rayonnement. Toutefois, les premières étoiles qui se sont formées après le Big Bang étaient probablement plus massives, jusqu'à 300 masses solaires ou plus, en raison de l'absence totale d’éléments plus lourds que le lithium dans leur composition.La naissance des étoiles et ses mystèresGrâce à une multiplateforme francophone sur la cosmologie contemporaine, Jean-Pierre Luminet et Hubert Reeves répondent à vos questions sur le site du projet Du Big Bang au vivant. © Dubigbangauvivant, ECP Productions, YouTubeLes grandes lignes de la formation des étoiles sont connues, mais lorsqu’on cherche à entrer dans les détails, les mystères s’accumulent. On sait que pour que s’amorce la formation d’une étoile, il faut qu'apparaissent des fluctuations de densité de matière qui possèdent certaines caractéristiques. Ainsi, un nuage de poussières et de molécules doit avoir, pour s’effondrer, une masse supérieure à ce que l’on appelle la masse de Jeans. Celle-ci dépend de la densité et de la température du nuage. S'il est trop chaud ou trop peu dense, la contraction gravitationnelle aboutissant à une étoile n’est pas possible. Bien souvent, lorsqu’un nuage se condense, il se fragmente en zones plus denses et plus chaudes, et c’est ainsi que des centaines d’étoiles peuvent se former presque simultanément à partir d’un seul nuage moléculaire.Ces nuages sont très froids, avec des températures de l’ordre de 10 K. Ils peuvent contenir jusqu’à un million de masses solaires et atteindre une taille de l’ordre de 150 années-lumière environ. Ils rayonnent peu, et surtout sont opaques à la lumière visible… mais pas à la lumière infrarouge.La vie et la mort des étoilesExtrait du documentaire Du Big Bang au vivant (ECP Productions, 2010). Jean-Pierre Luminet aborde notamment l'évolution des étoiles de type solaire et leur transformation en géantes rouges puis en naines blanches. © Jean-Pierre Luminet, ECP Production, YouTubeLes étoiles dont la masse est environ huit à dix fois inférieure à celle du Soleil finiront leur vie sous forme de naine blanche, et finalement de naine noire lorsqu’elles n’émettront plus de lumière (l’univers est encore trop jeune pour cela). Une naine blanche est un astre incroyablement dense ne dépassant pas 1,44 fois la masse du Soleil. Elle est le résidu d'une étoile modeste qui a épuisé son carburant nucléaire et éjecté ses couches supérieures sous forme de nébuleuse planétaire. Une naine blanche de la masse du Soleil possède un rayon de 7.000 km, et un centimètre cube de sa matière (dite dégénérée et dominée par des effets quantiques et relativistes) pèse alors une tonne !Se refroidissant très lentement, cet astre est plutôt inerte, mais lorsqu’il fait partie d’un système binaire, vient un moment où il arrache du gaz à l’étoile voisine. Un disque d’accrétion se forme alors. Du gaz tombe sur la naine blanche et fait augmenter sa masse jusqu'à ce qu'elle atteigne la limite de Chandrasekhar. Une explosion se produit alors, soufflant la naine blanche. C'est l'origine d'au moins une partie des supernovae que l'on appelle des SN Ia. Ces supernovae sont utilisées pour étudier l'expansion accélérée de l'univers et l'énergie noire.Extrait du documentaire Du Big Bang au vivant (ECP Productions, 2010). Jean-Pierre Luminet évoque l'évolution des étoiles massives qui finiront leur vie en explosant sous forme de supernova et donneront des cadavres stellaires, comme les étoiles à neutrons ou même un trou noir. © Jean-Pierre Luminet, ECP Productions, YouTubeLes étoiles plus massives, dépassant les dix masses solaires, exploseront en donnant des supernovae SN II, laissant comme cadavres stellaires des étoiles à neutrons et parfois des trous noirs. Avant cela, elles auront le temps de synthétiser des éléments plus lourds que le carbone en allant jusqu’au fer avec des réactions thermonucléaires de plus en plus complexes. Il faut pour cela qu’une de ces étoiles dépasse en son cœur la température de trois milliards de kelvins à un moment de sa vie. La « combustion » du carbone en néon, sodium et magnésium, puis celle du néon en oxygène et enfin celle de l'oxygène en silicium, sont alors possibles. Les « cendres » de chacune de ces réactions s'accumulent au centre de l'étoile pour servir de carburant à la combustion suivante, de sorte que l'étoile finit par avoir une structure en pelure d'oignon avec un cœur de fer et une enveloppe d'hydrogène. 

Étoile

Le mot « désert » est dérivé du latin desertum et désigne un lieu vaste et inculte, abandonné, livré à la solitude. Cela concerne autant les forêts inoccupées par l’Homme que les espaces secs. Au Moyen Âge, le terme avait une connotation religieuse, associé aux retraites, ermitages, par opposition au monde.
Au XIXe siècle, il s'est défini davantage comme un milieu caractérisé par une absence de végétation et aujourd’hui, toute région de terres émergées marquée par un régime de pluies très faibles rendant difficile voire impossible la vie est considérée comme un désert.
Déserts chauds et déserts froids
Il existe deux types de désert : les chauds et les froids. Ils peuvent être distingués en sous-groupes selon leur degré d’aridité.
Parmi les hyper-arides (moins de 50 mm de précipitations par an) — on parle de désert absolu —, il y a notamment le Sahara, le plus grand des déserts chauds, et le désert de l’Atacama. Viennent ensuite les régions arides (entre 50 mm et 250 mm de précipitations par an) et semi-arides (entre 250 mm et 500 mm de précipitations par an). Tous ces espaces représentent un tiers de la surface de la Terre.

Désert

Le sable est un matériau granulaire composé de particules (quartz, micas, feldspaths) issues de la dégradation de roches. La dimension des grains de sable est comprise entre 1/16e de millimètre et 2 millimètres.
Sable artificiel
Le sable peut également être obtenu de façon artificielle, par découpage et/ou broyage mécanique de roches. Ses grains sont généralement plus anguleux que ceux du sable naturel qui ont été soumis au lissage du vent et de l’eau.
Propriétés physiques du sable
Les matériaux granulaires comme le sable, notamment lorsqu’ils sont secs, présentent des propriétés physiques tout à fait particulières. Des propriétés qui se situent à mi-chemin entre celles des fluides et celles des solides. Ainsi, par exemple, le sable épouse-t-il parfaitement la forme du récipient dans lequel on va le verser, tout comme le ferait l’eau. En revanche, il peut s’écouler par avalanches successives si la pente dépasse un angle de 30 degrés.
Économie du sable
Le sable est l’un des matériaux les plus utilisés au monde. Il sert entre autres de matière première pour la fabrication du verre. Il est également utilisé comme abrasif dans le processus de nettoyage industriel de pièces métalliques. D’un point de vue touristique, il réjouit les vacanciers qui se dorent sur les plages de sable fin et les enfants qui se régalent à construire des châteaux de sable.

Sable

Le vent correspond au déplacement d’une masse d’air consécutif à des différences locales de température et de pression. D’une légère brise à une forte tempête, la vitesse et l’amplitude géographique des vents peuvent être très variables dans l’espace et dans le temps. Parfois destructeur, le vent participe à de nombreux processus sur Terre, comme l’oxygénation des océans et des rivières, ou l’érosion des sols et le déplacement de minéraux. L'Homme l’utilise aujourd’hui comme source d’énergie : l’éolien.
Principe de formation du vent
Deux paramètres principaux contribuent à la formation des vents à la surface de la Terre : la température et la pression. Par exemple, lorsqu’une masse d’air se réchauffe, elle s’élève en altitude au-dessus des couches plus froides, ce qui génère une diminution de la pression. Pour combler le vide, la masse d’air voisine va s’engouffrer dans l’espace laissé vacant : ce mouvement crée le vent.
Un exemple concret : celui de la brise de mer et la brise de terre. Le jour, la terre se réchauffe plus vite que la mer. L’air au-dessus de la terre s’élève et crée une dépression, compensée par l’air surplombant la mer, générant ainsi une brise qui circule de la mer vers le continent. À l’inverse, la nuit, l’eau conserve mieux sa chaleur et l’air de la terre se refroidit plus vite. Cette différence thermique génère un courant d’air de la terre vers la mer : une brise de terre.
La rotation de la Terre sur elle-même contribue également à la formation des vents, à leur localisation et à leur orientation, par la force de Coriolis. À cela, il faut également rajouter la topographie des continents qui peut favoriser les rencontres entre les masses d’air
La mesure du vent
La vitesse du vent se mesure à l’aide d’un anémomètre. Des échelles ont été établies afin d’estimer l’intensité des vents. L’échelle de Beaufort s’étale de 0 à 12. Elle repose sur la vitesse moyenne des vents sur une durée de 10 minutes, utilisée en association avec l’état de la mer qui en découle. Au niveau 0, le vent est nul, tandis qu’au niveau 12, les vents d’un ouragan soufflent à plus de 118 km/h, générant une mer déchaînée. L’échelle de Fujita se limite quant à elle à la classification des tornades, phénomène climatique générant les vents les plus violents à l’échelle de la Terre, mais sur une petite zone géographique.
L’éolien, l’énergie tirée du vent
Le vent fait également office d’énergie renouvelable et devient de plus en plus prisé afin de compenser les énergies fossiles, accusées de contribuer au réchauffement climatique, ou le nucléaire, du fait des potentiels dangers que cette source énergétique représente. En 2012 par exemple, en France, le vent a généré 14,9 térawattheures (TWh) d’électricité. En 2011, 459,9 TWh d’électricité ont été produits par l’énergie éolienne dans le monde.

Vent

On ne compte plus les expressions qui font la part belle au fer (santé de fer, volonté de fer, etc.). Qu’en est-il des propriétés de l’élément majoritaire de l’acier ? C'est le métal de base des aciers et des fontes. Il se trouve sous différentes formes de minerais dans la nature. Son abondance et ses propriétés remarquables font du fer l'un des éléments les plus utilisés dans l'industrie.
Généralités
Symbole : FeNuméro atomique : 26Électrons par niveau d’énergie : 2, 8, 14, 2Masse atomique : 55,845 uIsotopes les plus stables : 56Fe stable avec 30 neutrons (91,72 %), 54Fe avec une demi-vie de 3,1 x 1022 années (5,845 %), 57Fe stable avec 31 neutrons (2,2 %), 58Fe stable avec 32 neutrons (0,28 %)Série : métaux de transitionGroupe, période, bloc : 8, 4, dDensité : 7,874Point de fusion : 1.538 °CPoint d’ébullition : 2.861 °C
Historique du fer
Le fer est connu depuis plusieurs millénaires. L'âge du fer commence vers le XIIe siècle avant J.-C. Jusqu'au Moyen Âge, le fer était raffiné dans des bas fourneaux, donc sans production de fonte. Le haut fourneau fait cependant son apparition au Ve siècle avant J.-C.
Propriétés du fer
Métal gris, le fer possède plusieurs formes allotropiques selon la pression et la température (cubique centrée, cubique à faces centrées, hexagonale compacte). Ce métal ferromagnétique possède une dureté entre 4 et 5 selon l'échelle de Mohs. On lui connaît trois oxydes : l'oxyde de fer(II) FeO (oxyde ferreux), l'oxyde de fer(III) Fe2O3 (oxyde ferrique) et l'oxyde de fer(II,III) Fe3O4.
Utilisation du fer
Le fer n'est utilisé pur que pour des soudures sur acier inoxydable par exemple. Le fer est le principal ingrédient de l'acier et de la fonte. Celle-ci contient de 2,1 % à 6,67 % de carbone. L'acier, lui, contient de 0,025 % à 2,1 % de carbone. Quand on se situe à moins de 0,025 % de carbone, les produits entrent dans la catégorie des fers industriels.
On a longtemps employé le fer métallique et ses oxydes dans les supports d'enregistrement de données, comme les disquettes ou les bandes magnétiques.
Effets du fer sur la santé
Le fer entre dans la composition de l'hémoglobine, l'agent qui transporte l'oxygène dans le corps humain. Le contact du fer peut provoquer des problèmes oculaires s'il demeure dans les tissus. En outre, l'inhalation excessive de vapeurs d'oxyde de fer est un facteur de risque du cancer du poumon.
Une carence en fer provoque une anémie et peut entraver le développement cognitif et socio-émotionnel du cerveau de l'enfant. On sait en outre que la carence en fer peut renforcer les effets de certaines intoxications comme le saturnisme.

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Un volcan est un orifice de la croûte terrestre d’où s’échappent, lors des éruptions, de la lave (constituée de magma), des gaz (dioxyde de soufre, gaz carbonique, azote, par exemple) et des cendres.
L’étude des volcans est la volcanologie ou vulcanologie. L’activité volcanique est l’une des manifestations de l’activité interne de la Terre due à l’énergie emmagasinée en son sein (voir « volcanisme »).
Les volcans sur Terre et dans l’espace
Sur Terre, il existe environ 600 volcans en activité sur les continents, 1.300 si l’on y ajoute ceux du fond des mers. Le plus grand volcan du système solaire est le mont Olympus sur Mars. Certains volcans sont considérés comme éteints, d’autres dorment et peuvent voir leur activité reprendre.
On distingue traditionnellement différents types de volcans selon leur forme :
 les volcans hawaïens (de Hawaï), très plats, d’où s’échappent, seulement par effusion, des laves très fluides ; les volcans stromboliens (du Stromboli, en Italie), à cônes pointus, formés par accumulation de débris et par des coulées de lave ; les volcans vulcaniens (de Vulcano, en Italie), formés par accumulation de débris explosifs ; les volcans péléens (de la montagne Pelée en Martinique), à lave très visqueuse qui tend à former des aiguilles en s’élevant au travers des fissures des extrusions précédentes. Leur éruption sous l’effet de la poussée des gaz donne lieu au phénomène de nuée ardente, ou éjection de poussières en fusion ; les volcans formés par des fissures. 
La morphologie de l’appareil volcanique (taille et pente du cône et du cratère) résulte de l’accumulation de matériaux émis lors des éruptions, et dépend notamment des propriétés de la lave, et des conditions internes de pression, qui peuvent du reste évoluer au cours de l’activité du volcan. De faibles variations de la composition de la lave peuvent se traduire par des propriétés très différentes, notamment pour la viscosité. Les éruptions volcaniques peuvent être explosives, lorsque la pression exercée par les gaz éjecte des fragments de magma plus ou moins solidifié avec des cendres et des scories.
Des prévisions d’éruptions peu fiables
L’activité volcanique est extrêmement difficile à prévoir ; leur étude ne dispose du reste que de peu de données, à cause de la disproportion entre la durée moyenne qui sépare deux éruptions et la durée de vie humaine. Les recherches portent notamment sur l’évaluation des réserves de magma retenues en profondeur (à 10 km sous la surface environ) et qui s’écoulent par divers filons, fissures et conduits. Les conséquences d’une explosion sont liées à l’importance des réservoirs de magma. Des émissions de gaz et d’autres signes avant-coureurs de la remontée du magma peuvent être exploités par des réseaux de surveillance des volcans actifs.
L’étude des affleurements d’anciens systèmes volcaniques éteints et érodés renseigne également sur les mécanismes en jeu dans la période d’activité.

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