Mois : novembre 2018

Effets du réchauffement climatique

La radio française France Info (https://www.francetvinfo.fr/) a mis en ligne plusieurs articles montrant les effets du réchauffement climatique.

Avec la hausse des températures, forêts, déserts, paysages et même le cycle de l’eau risquent de subir une « transformation majeure » au cours du prochain siècle. C’est la conclusion d’une étude publiée le 31 août dans la revue Science. L’étude s’appuie sur des fossiles et des relevés de température remontant à 21 000 ans, à la fin de la dernière période glaciaire, lorsque la température planétaire a augmenté de 4 à 7 degrés. Les experts ont souligné que leurs prévisions étaient prudentes, car ce réchauffement lointain a été causé par des variations naturelles et sur une période beaucoup plus longue. Certains changements se manifestent déjà dans le sud-ouest des Etats-Unis, où des incendies sans précédent détruisent des dizaines de milliers d’hectares de forêts. Selon l’étude, dans les 100 à 150 prochaines années, ces changements vont probablement s’étendre aux savanes et aux déserts, bouleversant les écosystèmes et menaçant la faune et la flore, en particulier en Europe et aux Etats-Unis. Selon les scientifiques, si les émissions de gaz à effet de serre sont plafonnées aux objectifs fixés par l’Accord de Paris de 2015, « la probabilité d’une modification à grande échelle de la végétation est inférieure à 45% ». En revanche, si les engagements pris ne sont pas respectés, cette probabilité est « supérieure à 60% ». Un tel bouleversement n’affectera pas seulement les forêts, mais aussi l’eau potable et le cycle même de l’eau.

Selon une autre étude parue dans la revue Science le 30 août 2018, le réchauffement climatique a un impact direct sur les cultures, mais aussi sur leurs ravageurs. La hausse des températures pourrait stimuler la croissance des insectes et leur appétit, y compris celui des nuisibles qui dévorent par exemple le maïs, le riz et le blé. Des chercheurs de l’Université de l’Etat de Washington en concluent que la production agricole mondiale pourrait voir son rendement réduit. Les insectes ont tous en commun de manger plus quand il fait plus chaud. Dans les régions tempérées, la hausse des températures va en outre permettre aux insectes de se reproduire plus vite. Les chercheurs ont évalué la perte agricole supplémentaire en simulant l’impact d’une hausse de température de 2°C sur le métabolisme des insectes et en calculant l’appétit supplémentaire ainsi engendré. Leur calcul ne prend pas toutefois pas en compte l’éventualité d’une utilisation plus importante de pesticides pour prévenir ces ravages. Selon leurs estimations, Etats-Unis, France et Chine subiraient les plus fortes pertes. Pour la France, ils estiment que la perte actuelle due aux insectes représente 6,6% de la production pour le maïs, et que cette perte passerait à l’avenir à l’équivalent de 9,4%. Une espèce invasive devrait particulièrement en profiter : le puceron russe du blé. Ce puceron vert d’un ou deux millimètres a colonisé les Etats-Unis dans les années 1980 et s’attaque au blé et à l’orge.

En France, un tiers de la production annuelle d’huîtres et la totalité des moules ont été tuées, cet été, dans l’étang de Thau (Hérault) par la malaïgue (« mauvaise eau » en occitan) qui se caractérise par une coloration blanche des eaux. Le phénomène ne s’était pas manifesté sur l’étang depuis 2006. La propagation d’algues, lié au réchauffement climatique, engendre une chute de la teneur en oxygène de l’eau, ce qui décime les huîtres. Les moules succombent pour leur part aux fortes températures de l’eau (plus de 29°C enregistrés sur huit jours cet été dans l’étang). Les pertes sont estimées à près de six millions d’euros.

A côté de ces effets négatifs du réchauffement climatique, il est une conséquence qui fait sourire les viticulteurs. Plus l’année est chaude, plus la date des vendanges est précoce. Et l’année 2018 n’échappe pas à la tendance observée depuis plusieurs dizaines d’années : les vendanges ont commencé très tôt cette année dans certains vignobles, comme en Alsace et en Champagne. Cette évolution de la date du lancement de la récolte viticole est directement liée au changement climatique, comme le rappelle le ministère de la Transition écologique et solidaire, pour qui « une évolution conduisant à une avancée de la date des vendanges est un marqueur efficace du réchauffement climatique, et de la réaction de la végétation ». En moyenne, les vendanges ont lieu 15 jours plus tôt qu’il y a 40 ans. Cet avancement a un impact très concret sur la production vinicole car il se traduit par une hausse du taux de sucre dans les baies de raisin, donc par une hausse du degré d’alcool. Cette hausse est de l’ordre d’un degré tous les dix ans dans les vignobles du sud du pays, et d’environ 0,5 ou 0,7 degré dans ceux du Nord.

Photo: C. Grandpey

Les secrets des prismes volcaniques // The secrets of volcanic prisms

Une nouvelle étude réalisée par des scientifiques de l’Université de Liverpool a identifié la température à laquelle le magma en phase de refroidissement se fracture pour former des colonnes géométriques telles que celles, bien connues, de la Chaussée des Géants en Irlande du Nord et de Devils Tower aux États-Unis.
Les colonnes géométriques sont présentes dans de nombreux types de roches volcaniques et se forment au fur et à mesure que la roche se refroidit et se contracte, en donnant naissance à un ensemble régulier de prismes ou de colonnes polygonales. Ces formations géologiques sont particulièrement étonnantes et ont donné naissance à de nombreuses et belles légendes. Celle sur la Chaussée des Géants figure dans le livre Mémoires Volcaniques que j’ai écrit conjointement avec Jacques Drouin (voir la colonne de droite de ce blog).
Les géologues ont longtemps voulu savoir à quelle température le magma en cours de refroidissant façonne ces colonnes aux formes régulières. Dans un article publié dans Nature Communications, des chercheurs de la School of Environmental Sciences de l’Université de Liverpool ont mis sur pied un nouveau type de manipulation visant à montrer comment, à mesure que le magma se refroidit, il se contracte et accumule des contraintes au point de se fracturer. L’étude a été réalisée sur des colonnes basaltiques du volcan Eyjafjallajökull en Islande.
Les scientifiques ont mis au point un nouvel appareil permettant à la lave en cours de refroidissement et maintenue dans une presse, de se contracter et de se fissurer pour former une colonne. Ces expériences ont démontré que la roche se fracture lorsqu’elle refroidit entre 90 et 140°C, en dessous de la température à laquelle le magma se cristallise, ce qui correspond à environ 980°C pour les basaltes. Cela signifie que les joints entre les colonnes basaltiques de la Chaussée des Géants et de Devils Tower, entre autres, se sont formés vers 840-890°C. Autrement dit, l’étude révèle que les prismes se forment lorsque le magma est encore très chaud mais après qu’il se soit solidifié. Les expériences en laboratoire démontrent clairement le rôle joué par la contraction thermique dans l’évolution des roches en phase de refroidissement et la formation des fractures.
Selon un scientifique de l’Université de Liverpool qui a participé à l’étude, il est très important de connaître le moment auquel le magma en cours de refroidissement se fracture, car il déclenche la circulation des fluides dans le réseau de fractures. L’écoulement des fluides contrôle le transfert de chaleur dans les systèmes volcaniques, ce qui peut être exploité pour la production d’énergie géothermique. Les résultats de l’étude ouvrent donc la voie à  d’importantes applications pour la recherche en volcanologie et en géothermie. Qui plus est, il est essentiel de comprendre comment le magma et les roches en cours de refroidissement se contractent et se fracturent afin de comprendre la stabilité des édifices volcaniques ainsi que le transfert de chaleur à l’intérieur de la Terre. Les résultats de l’étude ont mis en lumière les pertes de fluides de refroidissement observées par les ingénieurs islandais lors de forages dans des roches volcaniques à des températures dépassant 800 ° C. Une telle perte de fluides de refroidissement dans cet environnement n’était pas prévue, mais la dernière étude suggère qu’une contraction substantielle des roches chaudes a pu ouvrir des fractures suffisamment importantes pour permettre l’évacuation des boues de refroidissement par le trou de forage en, Islande.
Source: Université de Liverpool.

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A new study by scientists at the University of Liverpool has identified the temperature at which cooling magma cracks to form geometric columns such as those found at the Giant’s Causeway in Northern Ireland and Devils Tower in the USA.
Geometric columns occur in many types of volcanic rocks and form as the rock cools and contracts, resulting in a regular array of polygonal prisms or columns. These columnar joints are amongst the most amazing geological features on Earth and in many areas, they have inspired mythologies and legends. The one about the Giant’s Causeway is told in the book Mémoires Volcaniques I wrote together with Jacques Drouin (see right-hand column of this blog).
One of the most enduring and intriguing questions facing geologists has been the temperature at which cooling magma forms these columnar joints. In a paper published in Nature Communications, researchers and students at the University of Liverpool’s School of Environmental Sciences designed a new type of experiment to show how as magma cools, it contracts and accumulates stress, until it cracks. The study was performed on basaltic columns from Eyjafjallajökull volcano in Iceland.
The scientists designed a novel apparatus to permit cooling lava, gripped in a press, to contract and crack to form a column. These new experiments demonstrated that the rocks fracture when they cool about 90 to 140°C, below the temperature at which magma crystallises into a rock, which is about 980°C for basalts. This means that columnar joints exposed in basaltic rocks, as observed at the Giant’s Causeway and Devils Tower, amongst others, were formed around 840-890°C. In a nutshell, the study revealed that the prisms form when the magma was hot, but after it solidified. The laboratory experiments clearly demonstrate the power and significance of thermal contraction on the evolution of cooling rocks and the development of fractures.
According to one scientist in the Liverpool group, knowing the point at which cooling magma fractures is critical, as it initiates fluid circulation in the fracture network. Fluid flow controls heat transfer in volcanic systems, which can be harnessed for geothermal energy production. So the findings have tremendous applications for both volcanology and geothermal research. What is more, understanding how cooling magma and rocks contract and fracture is central to understand the stability of volcanic constructs as well as how heat is transferred in the Earth. The findings shed light on the enigmatic observations of coolant loss made by Icelandic engineers as they drilled into hot volcanic rocks in excess of 800°C; the loss of coolant in this environment was not anticipated, but the latest study suggests that substantial contraction of such hot rocks would have opened wide fractures that drained away the cooling slurry from the borehole in Iceland.
Source: University of Liverpool.

 

Illustration du processus de fracturation et de formation des colonnes basaltiques(Source: Université de Liverpool)

Chaussée des Géants (Irlande du Nord)

Devils Tower: De la science à la légende…

Photos: C. Grandpey

France: Sécheresse et centrales nucléaires

Cet été, la sécheresse a affecté de nombreux départements et les températures du début d’automne n’ont pas arrangé la situation. De toute évidence, les médias ont pour consigne de ne pas affoler la population, mais il faut bien se rendre à l’évidence : la situation est sérieuse.  Les médias en parlent peu, mais les épisodes de sécheresse, susceptibles de se multiplier dans les prochaines années, risquent fort d’impacter le fonctionnement des centrales nucléaires dont les besoins en eau sont considérables.

Une centrale nucléaire a besoin d’eau en permanence pour évacuer la chaleur produite par la réaction nucléaire, et ce même à l’arrêt. En bord de mer ou sur les cours d’eau à fort débit, les centrales fonctionnent en circuit « ouvert » : chaque réacteur prélève près de 50 mètres cubes par seconde pour ses besoins en refroidissement. L’eau est ensuite rejetée à une température plus élevée.

Sur les cours d’eau où le débit est plus faible, les centrales nucléaires fonctionnent en circuit dit « fermé » : chaque réacteur pompe près de 2 à 3 mètres cubes par seconde dont une partie est ensuite évaporée dans les tours de refroidissement d’où s’échappe un panache blanc caractéristique ; le reste est ensuite rejeté.

Le fonctionnement des centrales nucléaires en été exige un débit suffisant, d’où certains arrangements pour conserver suffisamment d’eau dans les fleuves. J’habite en Limousin où la Vienne – qui prend sa source sur le Plateau de Millevaches – refroidit en aval la centrale de Civaux. On a l’habitude de dire que mille vaches alimentent six veaux ! Il faut savoir qu’en cas de sécheresse, EDF prélève de l’eau sur le lac de Vassivière, situé sur le Plateau, pour que la Vienne continue à refroidir la centrale de Civaux. Entre début juillet et aujourd’hui, EDF a utilisé plus de 50 % des réserves d’eau des retenues du Thaurion et de la Maulde pour soutenir le débit de la Vienne. En effet, le département de la Haute-Vienne a connu un déficit pluviométrique de 60 % par rapport à la normale en août, avec une pointe à 74 % en septembre. Cette sécheresse, associée à des températures chaudes (supérieures de 2.4° C à la normale) a eu un impact sur l’écoulement des cours d’eau.

Les rejets d’eau chaude des centrales nucléaires ne font pas le bonheur des milieux aquatiques. Ces rejets thermiques agissent comme une barrière qui réduit considérablement les chances de survie des poissons grands migrateurs comme les saumons et truites des mers. Leur impact est d’autant plus important en période de fortes chaleurs, avec des fleuves au débit réduit et à la température en hausse.

Etant donné que la loi fixe des limites au réchauffement des fleuves, EDF peut se voir contrainte de réduire la puissance de certains réacteurs et pourrait théoriquement être conduite à les arrêter en cas de trop forte chaleur, mais tout arrêt de réacteur représente un manque à gagner d’un million d’euros par jour, si bien que le fournisseur d’électricité s’efforce d’obtenir des dérogations. Ainsi, pendant la canicule de 2003, un grand nombre de centrales ont bénéficié de dérogations successives. Dans les années suivantes, chaque centrale a eu droit à une réglementation plus souple, avec une température limite en aval à ne pas dépasser basée sur une moyenne de 24heures. Si, en cas de « canicule extrême et nécessité publique », les limitations habituelles ne peuvent être respectées, un décret de 2007 autorise à modifier encore les conditions de rejets thermiques.

En temps normal, les centrales nucléaires sont autorisées à rejeter dans l’eau d’importantes quantités de substances radioactives. La chaleur favorisant la prolifération des amibes, EDF a tendance à utiliser plus de produits chimiques en été, notamment pour éviter que les tours de refroidissement se transforment en foyers de légionellose. En dessous d’un débit particulièrement bas, les rejets chimiques dans les cours d’eau sont interdits. Ces substances sont alors stockées dans de grands réservoirs en attendant des conditions plus propices. Le problème, c’est que ces stockages précaires ne permettent de tenir que quelques semaines. Bien que la situation ne se soit encore jamais présentée, EDF pourrait être contrainte d’arrêter les centrales si la sécheresse perdurait alors que ces réservoirs sont pleins. Dans tous les cas, ces substances seront rejetées plus tard dans l’année. Or un grand nombre de communes prélèvent leur eau potable dans les cours d’eau, comme Agen (Lot-et-Garonne), à seulement 20 km en aval de la centrale nucléaire de Golfech. Et bien des agriculteurs utilisent cette eau polluée pour arroser leurs cultures. Les conséquences sont faciles à imaginer.

Le changement climatique et la multiplication des épisodes extrêmes risquent d’aggraver la pression sur les cours d’eau. Arrivera le jour  où bon nombre de centrales ne pourront plus produire d’électricité. Des études prédisent une baisse de débit d’étiage des fleuves de 20 à 40 % d’ici à 2050, mais il ne sera sans doute pas nécessaire d’attendre cette date. Dès 1995, les commissaires-enquêteurs en charge de l’enquête publique pour la centrale de Civaux avaient émis un avis défavorable, estimant que les rejets prévus n’étaient pas compatibles avec le débit de la Vienne.

Source : Réseau Sortir du Nucléaire.

NB : On pourrait accuser l’auteur de l’article de manquer d’objectivité car on connaît la position du réseau par rapport au nucléaire. Pourtant, force est de constater que les épisodes de sécheresse à répétition vont poser de sérieux problèmes à la production d’électricité par les centrales. Il ne faudrait pas oublier non plus que les barrages hydroélectriques dépendent des rivières et que leur production pourrait être rapidement affectée si le débit des cours d’eau chute trop rapidement dans les prochaines années.

Vue de la centrale nucléaire de Civaux (Crédit photo: Wikipedia)

Tikopia et le réchauffement climatique

Jusqu’à ce jour, je n’avais jamais entendu parler de Tikopia, une petite île mélanésienne d’une dizaine de kilomètres carrés, située au nord de l’archipel du Vanuatu et appartenant aux Iles Salomon dont elle occupe la partie orientale. Ti Mano, le roi de l’île de Tikopia est venu en France il y a quelques jours pour expliquer les dangers du réchauffement climatique. Il est à l’honneur dans le documentaire « Nous, Tikopia », réalisé par le Breton Corto Fajal, et dont la sortie est prévue le 7 novembre 2018. Vous verrez la bande-annonce en cliquant sur ce lien :

https://youtu.be/Ev-vfL14NhY

Accompagné de cinq des 2000 habitants de Tikopia, le roi a exceptionnellement quitté son île pour témoigner des dangers du réchauffement climatique. Les six hommes sillonnent la France pour assurer la promotion du documentaire. Le réalisateur du film explique que « le roi est le protecteur spirituel de son île. Normalement, il n’a pas le droit de la quitter. Mais il a jugé que les dangers qui guettaient ses terres venaient de très loin. Et qu’il était nécessaire de partir pour en parler. »

Quasiment coupée du monde et privée d’Internet, l’île de Tikopia se sait menacée. La médiatisation soudaine de ce territoire a été acceptée par le roi et son peuple pour « sauver leur île » qui fut balayée par Zoé, le plus important cyclone jamais enregistré dans le Pacifique sud en décembre 2002, avec des vents atteignant 240 km/h  et une pression centrale de 890 hPa. Tikopia avait alors vu son lac d’eau douce être submergé par la mer, ce qui a rendu imbuvable l’unique réserve d’eau potable.

Avec la fonte de la banquise et des glaciers à travers le monde et la hausse du niveau des océans que cela provoque, la superficie de Tikopia se réduit comme peau de chagrin. L’océan a grignoté deux mètres tout autour de l’île. Les saisons ont changé. Les habitants ne peuvent plus planter comme avant. Le souverain a déclaré : « Ce sont des choses que nous n’avions jamais vues. Nous vivons les conséquences du réchauffement climatique. »

Comme lui, tous les habitants de l’île se considèrent comme des invités sur Terre et qu’il est nécessaire d’en prendre soin.  Il n’y a pas à Tipokia de droit de propriété comme en France et l’île ne leur appartient pas.

Le documentaire aura-t-il l’écho espéré ? Pas si sûr. A sa sortie, il ne pourra pas rivaliser avec des événements fortement médiatisés comme la Route du Rhum. Le réchauffement climatique est galopant. On sait d’avance que les objectifs définis par la COP 21 ne seront pas atteints, mais quelle importance ? Comme l’a si bien dit Nicolas Hulot à l’Assemblée Nationale avant sa démission : « Tout le monde s’en fiche ! »

Source : 20 Minutes .

Tikopia vue du ciel (Crédit photo: NASA)