Archives mensuelles : septembre 2011

CLOUD : les physiciens dans les nuages

On pourrait penser que les physiciens et les climatologues savent parfaitement comment les nuages se forment dans notre atmosphère… Eh bien non !

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Des physiciens fabriquant des nuages. © Noémie.

Il y a encore de nombreuses inconnues et nous ne savons toujours pas expliquer pourquoi nous observons autant de nuages ! Les modèles climatiques doivent d’ailleurs être corrigés « à la main » pour les phénomènes de création des nuages.

Les Aérosols et les nuages

Il y a dans notre atmosphère des aérosols autour desquels de la vapeur d’eau se condense sous forme de gouttelettes pour former un nuage.

Les aérosols sont de petites particules solides de l’ordre du milliardième de mètre (nanomètre) en suspension qui sont d’origines naturelles ou industrielles. Certains aérosols sont dangereux pour la couche d’ozone (comme les chlorofluorocarbures aujourd’hui interdits dans les bombes aérosols) mais d’autres sont inoffensifs comme les

aérosols soufrés
produits entre autres par les incendies de forêt ou la combustion de carburants fossiles dans nos voitures. Ces aérosols permettent la formation des nuages et luttent contre le réchauffement climatique puisqu’ils renvoient la lumière du soleil.  Certains scientifiques estiment d’ailleurs que le rejet d’aérosols par l’activité économique humaine compense le réchauffement climatique entraîné par les gaz à effets de serre. Des études montrent également des différences sur la formation de nuages entre les jours de la semaine et les week-ends à cause de l’activité humaine.

CLOUD

« Cloud » signifie « nuage » en anglais, mais c’est aussi un acronyme pour « Cosmics
Leaving OUtdoor Droplets 
», une expérience menée au CERN par des physiciens pour mieux comprendre comment les nuages se forment, ou plutôt comment les aérosols sont créés dans l’atmosphère. En effet, aujourd’hui la quantité des différents gaz sous forme de vapeur dans l’atmosphère ne peut pas expliquer à elle seule la création d’autant d’aérosols, et donc d’autant de nuages: un autre phénomène doit avoir lieu pour créer ces aérosols.

L’expérience CLOUD dans le complexe du PS au CERN. © CERN.

La réponse viendrait peut être du cosmos qui nous bombarde constamment de particules énergétiques appelées « rayons cosmiques », découverts au début du 20ème siècle.  Ces rayons cosmiques pourraient, lorsqu’ils traversent notre atmosphère, être responsables de la création d’aérosols entraînant la formation de nuages.

Les physiciens de CLOUD reconstituent un milieu proche de celui de l’atmosphère à différentes altitudes avec des concentrations de gaz extrêmement précises dans différentes chambres. Un accélérateur de particules du CERN, le Proton Synchrotron (PS) est ensuite utilisé pour générer des faisceaux de particules énergétiques (des pions) équivalents à des rayons cosmiques pour bombarder la chambre et observer le résultat. L’analyse des données doit permettre de mieux expliquer la formation de certains aérosols et à améliorer les modèles sur l’impact des aérosols sur le climat en général.  

cloud chamber

Chambre interne de l’expérience CLOUD. © CERN.

CLOUD est une collaboration internationale regroupant 18 instituts de 9 pays dont le CERN où a lieu l’expérience. Pour la petite info, c’est dans mon groupe de travail qu’est élaboré le système de contrôle de CLOUD manipulant tous les différents gaz pour obtenir des mélanges proches de ceux observés dans l’atmosphère.

Pour plus d’info sur les dernières trouvailles de CLOUD :