Il est reconnu pour sa force et son sens du travail

Gaspard-Gustave Coriolis, né à Paris le 21 mai 1792 et mort le 19 septembre 1843 aussi à Paris, est un mathématicien et ingénieur français.

La force de Coriolis occupe une place particulière dans l’inconscient collectif (avec de fausses idées reçues). On la doit à Gustave-Gaspard Coriolis (1792-1843), mathématicien reconnu par ses pairs, notamment par Augustin Louis Cauchy dont il fut un temps l’adjoint en qualité de répétiteur en Mathématiques à l’École Polytechnique de 1817 à 1830. Il signera, par exemple, quatre articles de mathématiques dans les deux premiers volumes du nouveau Journal de Mathématiques Pures et Appliquées fondé par Joseph Liouville en 1836: l’un donnant une méthode permettant de construire un
intégraphe (appareil qui trace la courbe intégrale d’une fonction), l’autre sur la chaînette d’égale résistance (forme prise par un fil pesant flexible inextensible suspendu entre 2 points, quand la masse linéique (c’est-à-dire, en pratique, l’épaisseur du fil) est proportionnelle à la tension), le troisième sur le calcul de la pression produite par les parois d’un canal dans lequel se meut un fluide incompressible et le dernier sur l’approximation d’une équation différentielle.

Lire la suite

La recolonisation par les végétaux après une ère de glaciation

Le paléobotaniste Clement Reid s’est intéressé en 1899 à la recolonisation du nord du continent européen par certains végétaux à l’issue des dernières glaciations, il y a environ 11 000 ans. Pourtant, les premiers calculs, effectués au début des années 50 par Reid et confirmés par Skellam, trouvaient d’après les distances moyennes de dispersion des graines qu’il fallait environ un million d’années aux espèces pour repeupler le continent. Lire la suite

Le phytoplancton : un monde microscopique en évolution

Les phytoplanctons (ici des diatomées) : pompes à CO2 et producteurs d'oxygène.

Les phytoplanctons (ici des diatomées) : pompes à CO2 et producteurs d’oxygène.

Le plancton végétal, encore appelé phytoplancton, est à la fois un régulateur et un baromètre de la santé des océans. Son étude permet de suivre l’évolution des océans et de comprendre certains changements climatiques. Il existe un grand nombre de variétés de phytoplanctons (voir le paradoxe du plancton  sur ce sujet), de différentes formes et dont les tailles varient de quelques dixièmes à quelques millièmes de millimètres.

Lire la suite

Tsunami : reconstruire la vague

Le tsunami du 26 décembre 2004 a été l’un des plus meurtriers de tous les temps.

Un tsunami est une onde marine exceptionnelle qui, en s’approchant des côtes, s’exprime par des vagues de très haute énergie et une inondation des zones côtières. Le terme est dérivé d’un mot japonais qui signifie « vague portuaire ».

Le tsunami du 26 décembre 2004 a touché une dizaine de pays dont certains situés à plusieurs milliers de kilomètres de l’épicentre du séisme. Il a causé la mort de plus de 280 000 personnes. C’est le tsunami le plus dévastateur  et l’une des catastrophes les plus meurtrières de tous les temps. L’Indonésie a été le pays le plus affecté.

Lire la suite

Quoi ma CFL, qu’est-ce qu’elle a ma CFL ?

Courant

Richard Courant.

Richard Courant, Kurt Friedrichs et Hans Lewy sont trois mathématiciens allemands, émigrés aux Etats-Unis dans les années 30 à cause de la montée du nazisme. En 1928, ils publient un article révolutionnaire concernant l’analyse d’équations aux dérivées partielles et leur approximation numérique. Ce travail marque encore la démarche des mathématiciens appliqués contemporains. Il met en évidence une condition nécessaire pour qu’un algorithme de calcul produise une solution cohérente,  critère qu’on évoque depuis sous le nom de “condition CFL”.

Lire la suite

Optimisation des trajectoires des lanceurs Ariane

Lanceur Ariane

Les entreprises spatiales savent faire voler des fusées depuis des décennies. Le programme Ariane tient aujourd’hui une place très importante dans le lancement de satellites. Pourtant, jusqu’à très récemment, le logiciel utilisé pour calculer les trajectoires optimales des fusées Ariane, bien que sophistiqué, était très gourmand en temps de calcul. Un problème qu’ont résolu des mathématiciens en collaboration avec EADS.

Lire la suite

Des équations pour les vagues

Une vague de surf à Maverick en Californie.

Pour illustrer la notion d’onde, les vagues sont certainement l’exemple le plus intuitif. Il est pourtant loin d’être le plus simple : le sillage d’un canard, la propagation d’un tsunami traversant l’Océan Indien, les vagues scélérates capables de détruire des supertankers, les célèbres déferlantes de Hawaï ou les mascarets remontant les fleuves sont tous décrits par les mêmes équations. Des équations si complexes que les physiciens et mathématiciens cherchent toujours à en percer les mystères. Lire la suite

A la recherche des longitudes

H1_low_250

Le chronomètre de Harrison

Au XVIIème siècle, alors que la navigation vers les Indes orientales et occidentales se développe et que l’exploration du Pacifique commence, le besoin de se repérer en pleine mer devient crucial : des explorateurs découvrent des terres, mais personne n’arrive ensuite à les retrouver ! La solution couramment utilisée actuellement consiste à déterminer sa latitude (la distance à l’équateur) et sa longitude (la distance à un méridien donné).

Lire la suite

Invasion des crapauds-buffles en Australie

Le crapaud buffle (Bufo marinus) a été introduit à l’Est du continent australien dans les années 1930 pour lutter contre des insectes nuisibles aux cultures agricoles. Les crapauds se sont ensuite répandus le long de la côte Nord-Est jusqu’à atteindre en 2000 la ville de Darwin au Nord de l’Australie. Mais les crapauds ont progressé plus vite que ce que prédisaient les scientifiques ; en outre les crapauds les plus avancés sont en moyenne plus gros et plus endurants. Comment expliquer cela ?

Lire la suite

Les huîtres ont des oreilles

Les huitres nous aident à préserver l'environnement.

Les huîtres nous aident à préserver l’environnement.

Aujourd’hui plus que jamais, protéger l’environnement est une priorité absolue, surtout en ce qui concerne nos côtes et l’ensemble des milieux aquatiques, car la pollution marine est principalement d’origine terrestre. Ajoutons que si aujourd’hui, environ  40% de la population mondiale vit à proximité du littoral, ce sera le cas pour 75% d’entre nous en 2050. C’est pourquoi surveiller et protéger le milieu marin est capital.
Les animaux marins testent en permanence la qualité de leur milieu. Ils représentent donc une voie possible de surveillance de leur écosystème. En observant l’évolution au cours du temps de leur rythme de vie, on obtient un grand nombre d’informations sur leur environnement.

Lire la suite

Les cycles de Milankovitch

Le Soleil a une influence sur le climat de la Terre

Le Soleil a une influence sur le climat de la Terre.

L’étude des climats passés apporte des informations sur l’évolution future du climat. Plusieurs scientifiques, dont Milankovitch, ont émis l’idée que les variations passées du climat de la Terre sont liées à l’insolation, c’est-à-dire la quantité d’énergie solaire reçue. L’insolation varie avec les changements subis par l’orbite de la Terre, qui découlent surtout de l’influence gravitationnelle de Jupiter et Saturne. En première approximation, ces variations peuvent être modélisées par une superposition d’oscillations périodiques. Ces oscillations sont appelées les cycles de Milankovitch. Lors de ces cycles, la quantité de radiation solaire reçue par différentes régions de la Terre varie et affecte les climats locaux ou globaux.

Lire la suite

Courants marins : l’histoire d’une bouteille à la mer

Principaux courants marins : le Gulf Stream et le Kuroshio

Il existe, sous la surface de nos océans, un immense réseau de courants marins, sortes de tapis roulants des mers, qui transportent des masses d’eau absolument gigantesques. Ces courants à grande échelle, parmi lesquels figure le célèbre Gulf Stream, jouent un rôle primordial dans la dynamique des océans, et bien entendu dans l’équilibre thermodynamique de notre planète. Bien que leur cartographie soit extrêmement complexe, des processus physiques très simples permettent d’en expliquer les grandes lignes.

Lire la suite

Mieux prévoir le temps

Les prévisions météorologiques font partie de notre quotidien.

Nous ne pouvons plus nous passer des  prévisions météorologiques.

Les prévisions météorologiques font partie de notre quotidien et sont devenues un élément essentiel de notre mode de vie. Elles  sont effectuées à partir de simulations numériques du comportement de l’atmosphère. Les résultats de ces modélisations numériques se trouvent entachés d’erreurs ayant de multiples origines : méconnaissance de certains phénomènes physiques, incertitudes sur l’état de l’atmosphère, approximations introduites par les algorithmes utilisés, etc.

Lire la suite

Réseaux d’échange de semences

Des réseaux d’agriculteurs tentent de préserver la diversité des semences de blé.

Pendant des millénaires, la production des semences était le résultat d’un véritable travail de sélection des paysans leur permettant de travailler de manière totalement autonome leurs propres variétés. Avec l’apparition de la profession de semencier pendant la révolution industrielle du XIXème siècle, il s’en est suivi une importante érosion de la diversité génétique des plantes cultivées au point qu’aujourd’hui seules quelques variétés de blé, très proches génétiquement les unes des autres, sont utilisées.
Lire la suite

Pourquoi grelotte-t-on alors que la planète se réchauffe ?

La Grande-Bretagne sous la neige l’hiver 2010

Ces dernières années, l’Europe a connu des vagues de froid hivernal remarquablement intense. L’hiver 2009-2010 et les mois de décembre 2010 et de février 2012 se sont particulièrement distingués par des températures glaciales, battant localement quelques records. Dans le contexte du changement climatique, une telle succession d’épisodes froids s’accompagne de questions concernant les aspects régionaux du réchauffement global, voire de doutes quant à l’existence de ce dernier. Alors, pourquoi grelotte-t-on alors que la planète se réchauffe ?

Lire la suite

Sous pression, la roche a craqué

Dyke

Dykes magmatiques du Colorado. Les petits murets ont été formés par du magma sortant d’une fissure du manteau terrestre.

Qu’ont en commun les dykes et l’exploitation du gaz de schiste ? Dans les deux cas, une roche est cassée, fracturée, sous la pression d’un fluide. Dans le premier cas, le fluide est le magma terrestre qui s’infiltre dans une fissure et l’élargit. Dans l’autre, c’est par exemple de l’eau qu’on injecte pour faciliter l’extraction du gaz. Les fractures hydrauliques ont beaucoup été étudiées par les physiciens, qui souhaitent pouvoir prédire l’évolution de la fracture.

Dans ce cas particulier comme dans beaucoup d’autres, ils font des approximations, isolent les phénomènes physiques centraux et dérivent les équations qui doivent complètement décrire l’évolution. Ils aboutissent notamment à différents modèles (KGD et PKN par exemple, dans les cas qui nous occupent). C’est à ce moment que les mathématiciens entrent en scène. Ils développent le cadre théorique adéquat à l’étude de l’équation.

Lire la suite

Pour le déminage humanitaire

Zone interdite à cause des mines non explosées (Kahoolawe, Hawai, oct 2003)

Zone interdite à cause des mines non explosées (Kahoolawe, Hawai, oct 2003)

Largement présentes, depuis la deuxième guerre mondiale, dans les conflits internationaux aussi bien que dans les conflits ethniques, les mines constituent une menace permanente pour la population civile longtemps après la fin des hostilités. Les mines qui ont été utilisées et n’ont pas explosé continuent de faire des ravages dans le monde entier.

La Campagne internationale pour interdire les mines (ICBL) évalue à près de 500 000 personnes les survivants d’accidents de mines et de restes explosifs de guerre. A ce jour, 80% des états du monde ont signé le Traité d’interdiction des mines. Parmi les résultats provenant de l’Observatoire des Mines 2013, on signale que 250 000 mines ont été retirées du sol grâce aux programmes de déminage en 2012.

Plusieurs ONG membres d’ICBL (Handicap International, Human Rights Watch, AFDH, HAMAP et beaucoup d’autres) sont engagées dans le déminage humanitaire, la sensibilisation aux risques des mines ou l’assistance aux victimes. Ces ONG signalent aussi les pays qui violent le traité interdisant les mines ; tout récemment elles évoquaient le Yemen et la Syrie.

Lire la suite

Rayleigh et les tremblements de terre

Leçon d'harmonie

Leçon d’harmonie.

Lorsque les vibrations d’une corde de violon se propagent le long de celle-ci, elles sont semblables à des ondes électriques le long d’un fil conducteur : elles ne sont que très peu atténuées, fort heureusement pour l’harmonie d’une part et la distribution d’énergie d’autre part. Lorsqu’un tremblement de terre se produit, on préfèrerait en revanche que les vibrations du sous-sol qui en résultent diminuent le plus rapidement possible.

Et c’est le cas dans une certaine mesure, car les vibrations en trois dimensions (au lieu d’une seule le long de la corde) sont bel et bien censées décroître. Plus précisément, les lois de la physique nous disent qu’elles décroissent en raison inverse du carré de la distance à leur source, en l’occurrence l’épicentre pour un séisme. Comment se fait-il alors que les tremblements de terre soient aussi dévastateurs ?

Lire la suite

La petite formule de Tom

Thomas Bayes

Le révérend Thomas Bayes est né en Angleterre en 1701 ou 1702. Ministre du culte presbytérien, cet intellectuel non conformiste semble avoir mené une vie paisible de célibataire studieux, se passionnant pour la théologie, les sciences naturelles, la mécanique et les mathématiques. Son nom est aujourd’hui associé à une très élémentaire formule mathématique enseignée dans tout cours d’introduction au calcul des probabilités. Thomas Bayes n’aurait pas connu la célébrité qui est la sienne auprès des statisticiens du monde entier si, deux ans après sa mort, Richard Price, un de ses amis, n’avait décidé de fouiller ses archives pour en sortir un texte posthume – Essai en vue de résoudre un problème de la doctrine des sciences – qui sera publié après lecture devant la Royal Society en 1763.
Lire la suite

Réchauffement climatique ou fin d’une période glaciaire?

Reconstruction climatique en Europe.

La période géologique du quaternaire récent a enregistré des changements cycliques et climatiques importants. Ils sont principalement liés aux variations de l’orbite de la Terre (théorie de Milankovitch). Durant les quatre derniers cycles climatiques (450 000 ans environ), la végétation en Europe occidentale a connu des situations extrêmes en termes de climats et de types d’écosystèmes. Les périodes glaciaires sont dominées par une végétation herbacée et les périodes interglaciaires par des forêts. Pendant les interglaciaires, la végétation se développe de façon quelque peu analogue à la période que nous connaissons aujourd’hui, l’Holocène, avec un climat (probablement) comparable, un niveau marin plus élevé, une concentration atmosphérique de CO2 similaire et des calottes glaciaires très réduites. En revanche, en termes de températures et de climat, la durée et la similitude des interglaciaires passés avec celui que nous vivons est toujours une question débattue, principalement en raison de l’impact des activités humaines produisant des gaz à effet de serre. Ainsi, pour tenter de comprendre les impacts futurs du climat sur les écosystèmes, il est essentiel d’étudier la relation “climat/végétation” dans le passé en recherchant des analogies avec notre interglaciaire.

Lire la suite