L\u2019effet Coriolis est du \u00e0 la rotation diff\u00e9rentielle \u00e0 la surface de la terre \u2026 qu\u00e9saco?<\/p>\n
La terre tourne sur elle-m\u00eame autour de l\u2019axe des p\u00f4les en un jour, plus pr\u00e9cis\u00e9ment en un jour sid\u00e9ral qui dure 23 heures et 56 minutes. Une cons\u00e9quence de cette rotation est qu\u2019un point situ\u00e9 sur l\u2019\u00e9quateur terrestre parcourt chaque jour 40000 kilom\u00e8tres, ce qui correspond \u00e0 la tr\u00e8s jolie vitesse de 464 m\u00e8tres par seconde. A l\u2019inverse, le p\u00f4le, situ\u00e9 sur l\u2019axe de rotation, ne tourne que sur lui-m\u00eame, et sa vitesse est nulle, \u00e0 0 m\u00e8tre par seconde. Voil\u00e0 la rotation diff\u00e9rentielle. Tous les points de la terre sont en rotation autour de l\u2019axe des p\u00f4les, mais la vitesse de ces points est diff\u00e9rente selon la latitude, parce que la terre est ronde, sph\u00e9rique. Entre deux points situ\u00e9s sur le m\u00eame m\u00e9ridien, celui qui a la latitude la plus basse (le plus proche de l\u2019\u00e9quateur) se d\u00e9place plus vite que celui qui a une latitude plus \u00e9lev\u00e9e (le plus proche du p\u00f4le), parce qu\u2019il a davantage de chemin \u00e0 parcourir en un jour.\u00a0 Si la terre \u00e9tait un cylindre en rotation, alors tous les points de sa surface auraient la m\u00eame distance \u00e0 parcourir en un jour et se d\u00e9placeraient tous\u00a0 \u00e0 la m\u00eame vitesse. Peut-\u00eatre que les ballons de foot auraient aussi une forme de boite de conserve. Il n\u2019y aurait alors pas d\u2019effet Coriolis. Mais la terre et les objets c\u00e9lestes en g\u00e9n\u00e9ral ne ressemblent pas \u00e0 des cylindres, mais \u00e0 des sph\u00e8res, des ballons ronds! Une cons\u00e9quence importante de la rotation de la terre est la pr\u00e9sence d’une force centrifuge, \u00e0 la mani\u00e8re d’un objet que l’on fait tourner au bout d’une ficelle, qui tend \u00e0 vouloir s’\u00e9chapper vers l’ext\u00e9rieur. Elle s’applique \u00e0 tous les \u00e9l\u00e9ments en rotation, dont nous-m\u00eames, et tous les \u00e9l\u00e9ments qui nous entourent \u00e0 la surface de la terre. Nous ne ressentons pas physiquement cette force car tous les objets et \u00e9l\u00e9ments autour de nous sont soumis \u00e0 cette m\u00eame force centrifuge.<\/p>\n
Alors, si, pour simplifier, on tire un missile \u00e0 tr\u00e8s longue port\u00e9e depuis le p\u00f4le nord, en ligne droite vers le sud, pour aller s\u2019\u00e9craser \u00e0 l\u2019\u00e9quateur, que se passe-t-il\u00a0? Si on n\u2019a pas pris la peine de pr\u00e9venir on risque la guerre, mais bien \u00e9videmment on aura pris cette pr\u00e9caution et il n\u2019est pas pr\u00e9vu de faire des victimes, c\u2019est juste pour voir la trajectoire. Comme le missile est lanc\u00e9 depuis le p\u00f4le, et que, pour simplifier, le p\u00f4le ne bouge pas, le missile est effectivement lanc\u00e9 bien droit plein sud sur le m\u00e9ridien choisi par l\u2019artificier. Mais pendant son trajet, qui prend du temps, la terre tourne, et la cible situ\u00e9e sur l\u2019\u00e9quateur se d\u00e9place \u00e0 la vitesse de 464 m\/s. Aussi le missile ne va pas atterrir sur le m\u00e9ridien de d\u00e9part, qui a tourn\u00e9 vers l\u2019Est pendant le voyage du missile, mais sur un autre m\u00e9ridien situ\u00e9 \u00e0 l\u2019Ouest du m\u00e9ridien de d\u00e9part.<\/p>\n
![\"Pr\u00e9sentation1\"](\"https:\/\/imagine2016.files.wordpress.com\/2016\/01\/prc3a9sentation1.jpg?w=625&resize=600%2C450\")
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Vu de l\u2019artificier rest\u00e9 au p\u00f4le nord, le missile a \u00e9t\u00e9 d\u00e9vi\u00e9 sur la droite! CQFD.Dans l\u2019h\u00e9misph\u00e8re nord le m\u00eame effet se produit \u00e0 chaque fois que l\u2019on tire un missile vers le sud, quelle que soit la latitude de d\u00e9part, parce qu\u2019au point de\u00a0 d\u00e9part la vitesse lat\u00e9rale vers l\u2019Est communiqu\u00e9e au missile lors de son lancement est toujours inf\u00e9rieure \u00e0 la vitesse lat\u00e9rale au point d\u2019impact. Les artificiers ont un int\u00e9r\u00eat strat\u00e9gique \u00e0 ma\u00eetriser cet effet s\u2019ils ne veulent pas se tromper de cible.<\/p>\n
Et maintenant que se passe-t-il, si, pour simplifier, on tire en r\u00e9plique un missile depuis l\u2019\u00e9quateur terrestre, en ligne droite vers le nord, dans la direction du m\u00e9ridien local, pour toucher le p\u00f4le nord? Comme le missile est lanc\u00e9 depuis l\u2019\u00e9quateur, depuis un point qui se d\u00e9place lat\u00e9ralement \u00e0 grande vitesse vers l\u2019Est, alors la vitesse du missile prend au lancement une importante composante lat\u00e9rale et s\u2019oriente vers la droite. Le missile touchera bien le p\u00f4le nord, qui ne se d\u00e9place pas, mais au terme d\u2019une trajectoire situ\u00e9e \u00e0 droite du m\u00e9ridien de d\u00e9part. Dans l\u2019h\u00e9misph\u00e8re nord le m\u00eame effet se produit \u00e0 chaque fois que l\u2019on tire un missile vers le nord, quelle que soit la latitude de d\u00e9part, parce qu\u2019au point de\u00a0 d\u00e9part la vitesse lat\u00e9rale vers l\u2019Est, \u00e0 droite, communiqu\u00e9e au lancement du missile est toujours sup\u00e9rieure \u00e0 la vitesse lat\u00e9rale au point d\u2019impact.<\/p>\n
Et si, cette fois, on lance le missile exactement vers l’Est, dans la direction de la latitude du lieu? Pour comprendre cette situation il faut se rappeler que la force centrifuge qui s’exerce sur tous les \u00e9l\u00e9ments li\u00e9s \u00e0 la rotation de la terre augmente avec la vitesse. En tirant un missile vers l’Est on augmente sa vitesse par rapport \u00e0 celle qu’il a d\u00e9j\u00e0 avec la rotation de la terre. On augmente du m\u00eame coup la force centrifuge qui s’applique \u00e0 lui. Cette force centrifuge suppl\u00e9mentaire tend \u00e0 l’\u00e9jecter un peu plus vers l’ext\u00e9rieur de la terre. Cette force suppl\u00e9mentaire se d\u00e9compose en une composante verticale, vers le z\u00e9nith du lieu, et une composante horizontale, vers l’\u00e9quateur terrestre. Cette derni\u00e8re composante, vers l’\u00e9quateur, donc vers le Sud, d\u00e9vie \u00e0 nouveau le missile vers la droite.<\/p>\n
![\"Pr\u00e9sentation2\"](\"https:\/\/imagine2016.files.wordpress.com\/2016\/01\/prc3a9sentation23.jpg?w=625&resize=600%2C450\")
<\/p>\n
Si \u00e0 l’inverse le missile est tir\u00e9 exactement vers l’Ouest, alors la force centrifuge qui s’exerce sur lui est r\u00e9duite. Ce diff\u00e9rentiel de force centrifuge se d\u00e9compose en une force verticale, cette fois-ci orient\u00e9e vers le centre de la terre et une force horizontale orient\u00e9e vers le Nord. Cette fois encore la trajectoire est d\u00e9vi\u00e9e vers la droite.<\/p>\n
A ce stade remarquons que la d\u00e9viation de la trajectoire est vue par un observateur situ\u00e9 sur la terre, comme l\u2019artificier qui a tir\u00e9 le missile, ou les populations survol\u00e9es, ou encore les malheureuses cibles, toutes demeurant sur la terre et entra\u00een\u00e9es dans son mouvement. Pour un observateur fixe \u00e0 l\u2019ext\u00e9rieur, qui ne serait pas reli\u00e9 \u00e0 la terre, alors le missile\u00a0 va bien tout droit dans l\u2019espace, sans aucune d\u00e9viation. Le mouvement du missile n\u2019est donc pas per\u00e7u de la m\u00eame fa\u00e7on selon que l\u2019observateur est sur la terre en mouvement, ou alors en un point ext\u00e9rieur \u00e0 la terre. Cette \u00e9vidence renvoie \u00e0 la question du choix du r\u00e9f\u00e9rentiel pour l\u2019analyse des mouvements, galil\u00e9en ou non, sujet primordial\u2026 mais demandant un peu de temps car son traitement s\u00e9rieux nous emm\u00e8ne rapidement vers la th\u00e9orie de la relativit\u00e9 g\u00e9n\u00e9rale\u00a0!<\/p>\n
M\u00eame si il n\u2019y a pas de force effective pour d\u00e9vier les trajectoires vues par un observateur terrestre on utilise malgr\u00e9 tout le terme de \u00ab\u00a0force de Coriolis<\/em>\u00a0\u00bb car, dans la mod\u00e9lisation newtonienne, bien pratique pour r\u00e9soudre les probl\u00e8mes usuels de m\u00e9canique, un objet en mouvement ne peut d\u00e9vier d\u2019une trajectoire rectiligne uniforme que s\u2019il se voit appliquer une force. Les physiciens conviennent alors de parler d\u2019une pseudo-force, la \u00ab\u00a0force inertielle<\/em>\u00a0\u00bb pour la distinguer d\u2019une force effective telle que celle r\u00e9sultant d\u2019une action m\u00e9canique, d\u2019un champ sur une particule \u00e9lectrique, etc. La force centrifuge est aussi une pseudo-force, car un objet \u00e9ject\u00e9 d’une trajectoire circulaire va en ligne droite pour un observateur fixe non li\u00e9 \u00e0 l’objet, tandis qu’il est d\u00e9vi\u00e9 pour un observateur poursuivant lui la trajectoire circulaire.<\/p>\n Un autre exemple de force inertielle est celle qui projette le conducteur d\u2019une auto dans le pare-brise, lorsque sa voiture percute un obstacle, au cas o\u00f9 il n\u2019a pas pris la pr\u00e9caution d\u2019attacher sa ceinture de s\u00e9curit\u00e9. Il n\u2019y a aucune force effective qui le pousse dans le pare-brise, pas de corde le tirant vers le pare-brise, pas de passager arri\u00e8re qui le pousse, pas de champ \u00e9lectrique\u2026 Simplement le conducteur avait une vitesse nulle dans le rep\u00e8re de sa voiture en mouvement, mais, il avait pour un observateur ext\u00e9rieur une vitesse \u00e9gale \u00e0 la vitesse de sa voiture. Lorsque la voiture est stopp\u00e9e brutalement, le conducteur conserve la vitesse de la voiture, et se trouve projet\u00e9 en avant. Dans la mod\u00e9lisation newtonienne on ne peut rendre compte d\u2019un tel mouvement acc\u00e9l\u00e9r\u00e9 et douloureux du conducteur vers le pare-brise\u00a0 que par la pr\u00e9sence d\u2019une force, en l\u2019esp\u00e8ce une force inertielle.<\/p>\n Il est facile de comprendre la rotation des d\u00e9pressions atmosph\u00e9riques, dans le sens contraire des aiguilles d\u2019une montre dans l\u2019h\u00e9misph\u00e8re nord. En l\u2019absence d\u2019effet Coriolis l\u2019air devrait s\u2019\u00e9couler en ligne droite depuis les hautes pressions situ\u00e9es \u00e0 la p\u00e9riph\u00e9rie de la d\u00e9pression, vers les basses pressions au centre de la d\u00e9pression. Mais comme l\u2019effet Coriolis d\u00e9vie syst\u00e9matiquement les trajectoires vers la droite, il d\u00e9vie l\u2019\u00e9coulement de l\u2019air vers l\u2019ext\u00e9rieur, engendrant ainsi la rotation de l\u2019air autour du centre de la d\u00e9pression.<\/p>\n Dans l\u2019h\u00e9misph\u00e8re sud, c\u2019est simple, toutes les d\u00e9viations passent \u00e0 gauche. En effet la vitesse de rotation augmente quand on se dirige vers le nord, en partant du p\u00f4le sud vers l\u2019\u00e9quateur. C\u2019est juste le contraire de l\u2019h\u00e9misph\u00e8re nord. Les d\u00e9pressions tournent aussi dans le sens contraire, c’est-\u00e0-dire dans le sens des aiguilles d\u2019une montre. Bon \u00e0 savoir pour les marins. Enfin cette analyse souligne la situation particuli\u00e8re de la zone \u00e9quatoriale, puisque \u00e0 peu de distance de l\u2019\u00e9quateur l’effet Coriolis est de sens contraire.<\/p>\n Nos trains qui se d\u00e9placent dans l\u2019h\u00e9misph\u00e8re nord sont d\u00e9port\u00e9s vers la droite, ils usent donc davantage le rail situ\u00e9 \u00e0 leur droite. Dans l\u2019h\u00e9misph\u00e8re sud ils usent davantage le rail situ\u00e9 \u00e0 leur gauche. Comme les trains font g\u00e9n\u00e9ralement des allers et retours sur des voies s\u00e9par\u00e9es, l\u2019usure due \u00e0 l\u2019effet Coriolis porte toujours sur le m\u00eame rail. Pour les voies uniques le retour compense l’aller, en usant alternativement les deux rails, situ\u00e9s tour \u00e0 tour \u00e0 la droite du train en marche. Toutefois, selon la litt\u00e9rature, les autres facteurs d\u2019usure sont consid\u00e9rablement plus importants, rendant compl\u00e8tement n\u00e9gligeable cet effet Coriolis sur les rails.<\/p>\n L’effet Coriolis est aussi mis en \u00e9vidence par le fameux pendule de Foucault. Comme la trajectoire de la masse suspendue au pendule est constamment d\u00e9vi\u00e9e vers la droite, dans l’h\u00e9misph\u00e8re nord, le plan d’oscillation du pendule tourne dans le sens des aiguilles d’une montre. La masse suspendue parcourt un cercle complet, et recommence. Le mus\u00e9e des arts et m\u00e9tiers \u00e0 Paris expose un superbe pendule de Foucault. Toutes ces consid\u00e9rations sont basiques, mais extr\u00eamement utiles pour rendre compte de ph\u00e9nom\u00e8nes observ\u00e9s sur notre terre. C\u2019est le m\u00eame type de raisonnements, portant sur l\u2019analyse des mouvements, des rep\u00e8res, de la force de gravitation, une autre pseudo-force, qui conduisirent Einstein \u00e0 \u00e9laborer sa th\u00e9orie de la relativit\u00e9 g\u00e9n\u00e9rale, rendant compte cette fois-ci de ph\u00e9nom\u00e8nes observables \u00e0 l\u2019\u00e9chelle de l\u2019Univers. Bien comprendre l\u2019effet \u00a0Coriolis, c\u2019est aussi une mani\u00e8re de se pr\u00e9parer \u00e0 intuiter les fondements de la relativit\u00e9 g\u00e9n\u00e9rale.<\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Qui ne conna\u00eet la th\u00e9orie selon laquelle l\u2019eau s\u2019\u00e9coulerait au fond d\u2019un lavabo en tournant dans le sens contraire des aiguilles d\u2019une montre dans l\u2019h\u00e9misph\u00e8re nord, et dans l\u2019autre sens dans l\u2019h\u00e9misph\u00e8re sud\u00a0? Effet attribu\u00e9 \u00e0 la tr\u00e8s \u00e9nigmatique \u00ab\u00a0force de Coriolis\u00a0\u00bb. Personnellement je n\u2019ai jamais observ\u00e9 cet effet de fa\u00e7on certaine. 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