Mois : mars 2023

Fin de mise en circulation des moteurs thermiques en 2035 ? A voir !

C’est, en théorie, une très bonne décision dans le cadre de la lutte contre les gaz à effet de serre et donc contre le réchauffement climatique. Reste à savoir maintenant ce qui se passera lorsque la date butoir de la décision qui vient d’être prise à Bruxelles sera atteinte ! Ce ne serait pas la première fois que l’on assisterait au report d’une décision importante. On vient de le voir en France avec les tickets de caisse…

Les 27 Etats membres de L’Union européenne ont définitivement approuvé, le 28 mars 2023, la fin des moteurs thermiques dans les voitures neuves à partir de 2035. Ainsi, est validé le texte qui contraindra les automobiles neuves à ne plus émettre aucun CO2 à partir du milieu de la prochaine décennie. Cela éliminera de la circulation les véhicules essence, diesel et hybrides au profit du tout électrique. Il est tout de même utile de remarquer que la décision ne concerne que les véhicules neufs mis en circulation à cette date. Il faudra un sacré bout de temps pour que soient éliminés les véhicules thermiques dans les pays industrialisés, et encore plus longtemps pour les voir disparaître des pays en voie de développement.

Parmi les Vingt-Sept, seule la Pologne a voté contre la fin des moteurs thermiques. L’Italie, la Roumanie et la Bulgarie se sont abstenues. Le texte qui a été adopté s’inscrit dans l’objectif européen de neutralité carbone en 2050.

L’Allemagne avait surpris ses partenaires européens en bloquant au mois de mars le règlement alors que celui-ci avait été approuvé mi-février par les eurodéputés réunis en session plénière. Pour justifier sa volte-face, l’Allemagne avait réclamé de la Commission qu’elle présente une proposition ouvrant la voie aux véhicules fonctionnant aux carburants de synthèse. Cette technologie toujours en phase de développement, consisterait à produire du carburant à partir de CO2 issu des activités industrielles. Défendue par des constructeurs haut de gamme allemands (Porsche et BMW en particulier) et italiens, elle permettrait de prolonger l’utilisation de moteurs thermiques après 2035. Ces carburants coûteux ne concerneraient en fait que les voitures de luxe. De toute façon, les véhicules équipés d’un moteur à combustion pourront être immatriculés après 2035 uniquement s’ils utilisent des carburants neutres en termes d’émissions de CO2.

Source : France Info.

Pour que nos routes et autoroutes acceptent en très grand nombre les véhicules 100% électriques, plusieurs conditions devront être remplies d’ici 2035.

Il faudra que les prix de ces véhicules baissent sérieusement pour qu’une majorité de gens puissent les acheter.

Il faudra aussi qu’ils disposent d’une autonomie kilométrique équivalente à celle des véhicules thermiques aujourd’hui.

Il faudra que les routes et autoroutes soient équipées de bornes de recharge en nombre suffisant, ce qui est loin d’être le cas de nos jours. Et puis, pour inciter les gens à acheter des véhicules électriques, il faudra que le coût de la recharge soit compétitif, ce qui est fort discutable en 2023.

En 2035, j’aurai – en théorie – 89 ans. Je ne suis pas du tout certain d’être témoin du tout électrique sur toutes les routes de la planète, ne serait-ce que sur les routes françaises !

Crédit photo: Wikipedia

Les anneaux de vapeur sur les volcans // Vapour rings on volcanoes

Certains volcans comme l’Etna (Sicile) laissent échapper des anneaux de vapeur qui flottent ensuite au-dessus de leurs cratères. Des anneaux de courte durée ont également été observés sur l’Eyjafjallajökull en Islande. Les chercheurs ont trouvé de nouveaux indices sur le processus d’émission de ces anneaux de gaz.
Les volcanologues de l’Institut national de géophysique et de volcanologie (INGV) en Italie ont étudié ces anneaux qui sont généralement associés à une activité volcanique relativement modérée. Ils ont publié les résultats de leurs travaux en février 2023 dans la revue Scientific Reports.
Il existe des similitudes entre la façon dont les volcans émettent ces ronds de vapeur et la façon dont les dauphins soufflent des anneaux de bulles à la surface de la mer, ou la façon dont les fumeurs exhalent des anneaux de fumée. Les versions volcaniques sont communément appelées « anneaux de fumée », bien qu’elles soient principalement constituées de vapeur d’eau. Les chercheurs parlent généralement d’« anneaux de vapeur » ou d’« anneaux de vortex » lorsqu’ils décrivent le phénomène. Les émissions de vapeur sortant d’une bouche volcanique (ou de la bouche d’un fumeur) ralentissent lorsqu’elle rencontrent une surface, ce qui provoque la formation d’une boucle du gaz sur lui-même.
Cependant, on ne sait pas exactement ce qui se passe sur un volcan. Même les volcans connus pour émettre des anneaux de vapeur ne le font pas tout le temps. L’équipe italienne a consulté Internet et recherché des séquences où des anneaux de vapeur ont été filmés. Les anneaux qu’ils ont trouvés mesuraient de 9 à 200 mètres de diamètre et duraient jusqu’à 10 minutes. Généralement blancs, les anneaux de vapeur sont parfois teintés de cendre grise ou brune.
Les chercheurs ont modélisé le mouvement possible du gaz et des bulles dans le conduit d’un volcan. Pour que les anneaux de vapeur se forment, de petites bulles de gaz doivent fusionner et flotter à travers le magma pour créer des poches de gaz sous pression. Lorsque de telles poches explosent, elles peuvent expulser du gaz assez rapidement pour former un anneau de vapeur. Il faut aussi que l’ouverture du volcan soit circulaire ou légèrement émoussée. Les volcans avec des ouvertures irrégulières ou plus elliptiques ne donnent généralement pas naissance à des anneaux. Si des anneaux apparaissent, ils prennent un aspect déformé et instable.
En combinant les observations de photos et de vidéos avec le modèle numérique, l’équipe scientifique a pu déterminer les conditions physiques nécessaires à la formation des anneaux de vapeur. De plus, ces anneaux peuvent apporter des informations sur le magma d’un volcan. En particulier, les volcans qui libèrent des anneaux de vapeur ont un magma plus liquide et plus susceptible de s’écouler.
Cependant, il y a des limites à ce que les anneaux de vapeur peuvent révéler sur les volcans. Par exemple, lorsqu’un volcan comme le Mont St Helens émet continuellement du gaz sous pression en projetant beaucoup de matière solide, on ne voit jamais d’anneaux de vapeur ou de gaz.
Source : The Seattle Times.

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Dans une note publiée le 11 février 2010, j’expliquais que les anneaux de fumée émis par certains volcans ne sont pas des phénomènes exceptionnels. Des fumeurs peuvent les provoquer en positionnant leurs lèvres et en exhalant la fumée de cigarette d’une certaine manière. Ces ronds apparaissent souvent autour des pots d’échappement des voitures ou autour de la bouche des canons, en particulier dans les bandes dessinées.

Dans son ouvrage Sur l’Etna dans lequel il écrit que le volcan « fume la pipe », Haroun Tazieff expliquait en 1991 que « ces ronds de fumée sont provoqués par la convection des gaz lancés à grande vitesse par l’orifice circulaire de la bouche ». Quelques années plus tard, je fus moi-même témoin du phénomène sur l’Etna (voir photos ci-dessous). Dans un échange de correspondance avec le célèbre volcanologue, j’écrivais que « l’expulsion centrale plaquerait les gaz sur la paroi de la bouche où ils s’enrouleraient sur eux-mêmes pour finir par sortir en anneau, étant donné la forme de l’ouverture ». H.. Tazieff me répondit – croquis de sa main à l’appui – que sa propre explication des anneaux était proche de la mienne. « La différence tient essentiellement dans la coupe de la bouche, ce qui, au moment de la bouffée, crée un excès de gaz (diamètre large sous l’évent, diamètre faible de l’évent lui-même) avec, naturellement, accélération des gaz dans la partie centrale et freinage au contact des parois tout autour, d’où ‘enroulement des gaz à la périphérie de l’ensemble ».

Les scientifiques expliquaient en 2010, quand j’ai rédigé ma note, que, pour obtenir un rond, il faut deux conditions initiales : de la fumée et une vitesse de départ. Dans le cas du volcan, ce sont les fumerolles et l’air chaud ascendant émis par une bouche qui sont susceptibles de générer les anneaux. Mais tous les jets de fumée ne donnent pas des ronds ! Un rond de fumée ne peut s’obtenir que si le jet est discontinu. Il se forme alors autour d’un cœur autour duquel le fluide tourne. Chaque partie de l’anneau est soumise à la vitesse induite des autres parties : la moitié droite de l’anneau tourne dans le sens des aiguilles d’une montre, et la moitié gauche dans le sens inverse.

L’anneau ne peut donc pas rester immobile : il est en mouvement permanent par rapport au fluide qui l’entoure. C’est ainsi qu’un anneau ne reste pas immobile au-dessus de l’Etna ; il s’en éloigne inexorablement…

Expulsion d’un anneau de gaz sur l’Etna

Source de l’émission d’anneaux sur le Cratère SE de l’Etna

Photos: C. Grandpey

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Some volcanoes like Mount Etna (Sicily) blow rings of vapour and ash that waft above their craters. The short-lived rings have also been observed occasionally at Eyjafjallajökull in Iceland. Researchers have found new clues about how bursting gas bubbles create these curiosities in some volcanoes.

Volcanologists at the National Institute of Geophysics and Volcanology (INGV) in Italy have investigated the rings which are typically associated with relatively mild volcanic activity. They published their findings in February 2023 in the journal Scientific Reports.

There are similarities between how volcanoes huff out these halos and how dolphins blow bubble rings or how smokers exhale smoke rings. The volcanic versions are also commonly called smoke rings, although they’re actually made mostly of water vapour. Researchers usually say “vapour rings” or “vortex rings” when describing the phenomenon. Emissions exiting a volcano’s blowhole (or a smoker’s mouth) slow down where they encounter a surface, causing the gas to loop over on itself.

However, it is not exactly clear what is happening within a volcano that leads to a vapour ring. Even volcanoes known for such puffery don’t make rings all the time. The Italian team scoured the internet and research footage for vapor rings caught on camera. The rings they found were 9-200 meters in diameter and lasted up to 10 minutes. Typically white, vapor rings were occasionally tinged with gray or brown ash.

The researchers modeled the possible motion of gas and bubbles within the barrel of a volcano. For vapour rings to form, small gas bubbles had to merge and float up through the magma to create pressurized gas pockets. When such pockets explode, they could push out some gas fast enough to make a vapor ring. But the volcano’s opening also needed to be circular or slightly smushed. Volcanoes with irregular or more elliptical openings did not typically form rings. When they did, these apertures warped the doughnut shape or caused the ring to wobble.

Combining the photo and video observations with the model allowed the team to find physical conditions needed to make vapour rings. Moreover, ring emissions may say something about a volcano’s magma. In particular, volcanoes that release hoops of vapour have liquid rock that is more likely to flow.

However, there are limits to what vapour rings can reveal about volcanoes. For instance, when a volcano like Mt St Helens continuously gushes gas and spews a lot of solid material, it will never blow rings.

Source : The Seattle Times.

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In a post written on February 11th, 2010, I explained that themoke rings emitted by some volcanoes are not exceptional phenomena. Smokers can cause them positioning their lips and exhaling cigarette smoke in a certain way. These rings often appear around the exhausts of cars or around the mouths of cannons, especially in comics.

In his book On Etna in which he explained that the volcano was « smoking a pipe » Haroun Tazieff wrote in 1991 that « the smoke rings are caused by the convection of gases emitted at high speed by the circular orifice of the vent.  » A few years later, I myself could observe the phenomenon on Mount Etna (see photos above). In a letter to the famous volcanologist, I wrote that « the central expulsion seemed to push the gases on the wall of the vent where they roll up on themselves and eventually ring out, given the shape of the opening.  » H.. Tazieff replied – with a sketch of his hand to support his point of view – that his own explanation for the rings was close to mine. « The difference is in the shape of the vent which, at the time of the expulsion, creates an excess of gas (large diameter below the vent, small diameter of the vent itself) with naturally accelerates the gases in the central part and brakes them at the contact with the walls all around, hence a ‘winding’of the gases at the periphery. »

Scientists explained in 2011 – when I wrote my post – that getting a ring requires two initial conditions: smoke and speed at the start. In the case of the volcano, it is the fumaroles and the rising hot air that is emitted by a vent that are likely to generate the rings. But all the jets do not become smoke rings! A smoke ring can only be achieved if the jet is discontinuous. It is formed around a core around which the fluid rotates. Each part of the ring is subject to the induced velocity of the other parties: the right half of the ring rotates clockwise, and the left half in the opposite direction.

Thus, the ring cannot stay still: it is in constant motion relative to the fluid that surrounds it. Thus, a ring does not stand still above Mount Etna; it inexorably moves away …

Claude Lorius : CO2 et réchauffement climatique

J’ai appris avec beaucoup de tristesse le 24 mars 2023 le décès à 91 ans du glaciologue Claude Lorius. Il a été l’un des premiers à établir le rôle du dioxyde de carbone (CO2) dans le réchauffement climatique.

Ce sont 22 campagnes en Antarctique qui ont fait comprendre à Claude Lorius qu’il était possible de reconstituer à la fois l’évolution des températures et la présence de gaz à effet de serre dans l’atmosphère à la même époque.

Dès les années 1960, Claude Lorius s’est intéressé aux bulles d’air qui sont prisonnières des carottes de glace les plus profondes, et donc très anciennes, Ce sont ces bulles d’air que l’on peut voir dans les parois du tunnel qui conduit à la grotte taillée dans la Mer de Glace.

(Photo: C. Grandpey)

Ces sortes de capsules temporelles ont conservé un peu de l’atmosphère de l’époque où la neige, tassée, s’est transformée en glace. Il est ainsi possible de comparer l’évolution de la composition de l’atmosphère à celle du climat. En analysant ces bulles d’air emprisonnées dans la glace, les scientifiques ont observé que le taux de gaz carbonique avait brusquement augmenté à partir du 19ème siècle en même temps que le climat se réchauffait.

Dans les années 1980, Claude Lorius, Jean Jouzel et leurs équipes, en étudiant des glaces retrouvées jusqu’à deux kilomètres de profondeur, en Antarctique, ont réussi à reconstituer l’histoire des relations entre les gaz à effet de serre et la température à la surface de la terre sur 160 000 années. Ils ont pu constater une montée parallèle des courbes de CO2 et de température après la révolution industrielle. Ce parallélisme est parfaitement visible lorsque l’on compare la Courbe de Keeling et celle qui montre l’évolution des températures dans le temps.

 

(Extrait de ma conférence « Glaciers en péril »)

En 1987, Claude Lorius mettait en garde dans la revue Nature sur les conséquences du réchauffement climatique : « La planète devrait sensiblement se réchauffer au cours du 21ème siècle, au risque d’affecter les ressources en eau, l’agriculture, la santé, la biodiversité et, d’une façon générale, les conditions de vie des humains… »

Source : France Info, Futura Sciences.

Regardez cette interview de Claude Lorius; elle est passionnante :

La vie et le travail de Claude Lorius sont racontées dans le documentaire de Luc Jacquet La Glace et le Ciel qui a été projeté pour la première fois en clôture du Festival de Cannes 2015. Le film apporte une réflexion sur l’environnement et le rôle des hommes dans le changements climatique. Vous pourrez voir la bande-annonce du film en cliquant sur ce lien :

https://www.youtube.com/watch?v=wwbQRI6FU9g

Image extraite de la bande-annonce

Le dégel du permafrost de roche dans les Alpes (2ème partie) // The thawing of rock permafrost in the Alps (part 2)

Pour étudier le comportement du permafrost de roche, des capteurs de température ont d’abord été placés à l’Aiguille du Midi en 2005. A l’époque, les scientifiques passaient leurs journées à effectuer trois forages de 10 m de profondeur dans la paroi granitique. Aujourd’hui, les données de ces nombreux capteurs montrent de quelle manière le permafrost profond est affecté par la hausse des températures. Les mesures révèlent que les changements les plus destructeurs dans le permafrost se produisent généralement à six mètres ou plus sous la surface de la roche, là où les vagues de chaleur estivales font monter la température entre -2°C et 0°C.
Le dégel du permafrost peut entraîner le détachement d’un grand volume de roche de plusieurs façons. Le plus souvent, c’est l’eau accumulée dans une fissure existante qui crée une pression hydrostatique suffisamment forte pour élargir ou briser la fissure. Dans d’autres endroits, le permafrost peut être le seul élément qui maintient deux couches de roche collées l’une contre l’autre.
Les scientifiques tentent maintenant de mieux comprendre les processus physiques qui gèrent les effondrements de parois rocheuses. Par exemple, ils essayent de savoir quelle quantité d’eau pénètre dans la roche et d’où elle vient. Pour voir quelle quantité d’eau provient de la fonte de la neige, les scientifiques teignent les différentes accumulations de neige avec des couleurs fluorescentes. Ensuite, ils utilisent différentes méthodes pour connaître le temps mis par l’eau pour traverser la roche. Si elle est très ancienne, cela peut indiquer que c’est un vieux permafrost qui est en train de dégeler.
Dans les Alpes suisses, des chercheurs collectent des données sur le permafrost à partir d’un autre laboratoire de terrain : le Cervin et ses 4 478 m d’altitude. Alertés par les chutes de pierres survenues après la canicule de 2003, les scientifiques suisses ont commencé à mettre en place un réseau de capteurs sans fil en 2006. La tâche était plus difficile que sur l’Aiguille du Midi car il n’y a pas de téléphérique pour atteindre le sommet du Cervin. Au cours des 10 années suivantes, ils ont malgré tout réussi à mettre en place un réseau de 17 types de capteurs différents qui ont permis de collecter plus de 154 millions de points de données. Installé autour des emplacements de chutes de pierres les plus fréquents, le réseau comprend des capteurs de température, des caméras, des « fissuromètres » qui mesurent l’élargissement des fissures, des inclinomètres, des capteurs GPS et des capteurs sismiques qui permettent de mesurer la formation et la fonte de la glace dans les fractures profondes à l’intérieur de la roche.
Ces mesures sur le terrain et le travail en laboratoire permettent d’élaborer des modèles informatiques pour essayer de prévoir le comportement du permafrost de roche avec la hausse des températures. Les chercheurs espèrent que cela leur permettra d’identifier les endroits les plus dangereux dans d’autres chaînes de montagnes, à des altitudes similaires.
Toutefois, ce travail prendra probablement une vingtaine d’années et il faudra beaucoup plus de données avant que de tels modèles puissent être assez fiables pour prévoir d’importantes chutes de pierres. Ces données contribueront à rendre l’escalade plus sûre sur le Cervin. Le 22 juillet 2019, deux alpinistes – un guide de haute montagne et son client – sont décédés après être tombés d’une paroi. Au moment du drame, les deux hommes se déplaçaient, encordés, à une altitude d’environ 4300 mètres.
Certaines découvertes contribuent déjà à assurer la sécurité des alpinistes. Par exemple, on sait que les chutes de pierres les plus fréquentes dans les faces nord des Alpes se produisent à une altitude plus basse et avec une fréquence plus élevée que sur les faces sud. Grâce au réseau de capteurs, les scientifiques ont identifié le moment le moins dangereux de la journée pour traverser le couloir du Goûter en été – de 9h à 10h – même si les randonneurs doivent vérifier les conditions avant d’entreprendre l’ascension du Mont Blanc.

Selon les scientifiques, le problème du permafrost dans les Alpes est beaucoup plus large et ne se limite pas aux simples parois rocheuses. Dans les Alpes françaises, il existe 947 infrastructure telles que des refuges de montagne ou des téléphériques dans les stations de ski qui sont sous la menace du dégel du permafrost. En conséquence, assurer la sécurité des Alpes et des nombreuses personnes qui les visitent sera un défi de plus en plus grand dans les prochaines années.
Source : La BBC.

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In order to study the behaviour of rock permafrost, temperature sensors were first placed at Aiguille du Midi in 2005. Back then, the scientists spent days drilling three 10m-deep boreholes in the granite wall. Now, data from numerous types of sensors is providing a clearer view of how this deep permafrost is affected by rising temperatures. The readings reveal that the most destructive changes to the permafrost are usually happening six or more meters beneath the rock surface as summer heatwaves cause the temperature there to rise to between -2°C and 0°C.

There are a few ways in which the thawing of ice can cause the detachment of a large volume of rock. Most commonly, water accumulated in an existing fracture can build hydrostatic pressure strong enough to widen or break the crack. In other places, the permafrost may be the only thing keeping two rock layers glued together.

Scientists are now trying to learn more about the physical processes involved in rockface collapses. For instance, they want to know how much water is going into rock and where it is coming from. To see what amount of the water is coming from the snow melt, scientists are dyeing the different snow packs with fluorescent colours. Next, cientists apply different methods to find out how much time the water they are collecting has spent in the rock. If it is very old, then it might indicate that ancient permafrost is now melting.

In the Swiss Alps, reserachers collect data from another remarkable permafrost field laboratory : the 4,478m-high Matterhorn. Motivated by rockfalls that occurred after the 2003 heatwave, Swiss scientists started setting up a wireless sensor network in 2006. The task was more difficult than on the French Aiguille du Midi because there is no cable car that leads to the top of Matterhorn. Over the following 10 years, however, they managed to build a network comprised of 17 different sensor types, which have allowed to gather more than 154 million data points. Built around the worst of the rockfall locations, the network includes temperature sensors, cameras, « crackmeters » that measure the widening of the fractures, inclinometers, GPS sensors and seismic sensors that help them measure the formation and melting of ice in fractures deep within the rock.

All these field measurements and laboratory experiments are contributing to computer models to help predict the behaviour of the mountain permafrost in rising temperatures. Researchers hope it will allow them to identify the most dangerous locations in any mountain range at similar altitudes.

But it could take another 20 years, and a lot more data, until such models could be good enough to forecast large rockfalls. This data would help make rock climbing safer on the Matterhorn. On July 22nd, 2019, two climbers – a mountain guide and his client – died after falling from a rock. At the time of the tragedy, the two men were moving, roped, at an altitude of about 4300 meters.

Meanwhile, some of the findings are already directly helping to keep mountaineers safe. For example, it’s known that the most frequent rockfalls in the north faces in the Alps occur at a lower elevation and with higher frequency than on the south faces. Thanks to the sensor network, scientists have identified the least dangerous time of the day for crossing the Goûter couloir in summer – from 9am to 10am – although climbers are still encouraged to check conditions before setting off.

Scientists warn that the problem about permafrost is much wider. In the French Alps, there are 947 elements of infrastructure located in the permafrost regions, from mountain huts to ski resort cable cars. Some of them were already affected by thawing. As a consequence, ensuring safety of the Alps and the many people who visit them will only be a growing challenge.

Source : The BBC.

En Suisse, le Cervin est une zone à risques pour les alpinistes (Photo: C. Grandpey)