Qu’est-ce que l’ensemencement des nuages?

Magdalena Pop
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6.5

Quels sont les liens avec mon programme d'études?

Cet article porte sur l’ensemencement des nuages, ainsi que sur les risques et les avantages associés à cette technique de modification des conditions météorologiques.

En te réveillant ce matin, tu t’es probablement demandé quel temps il ferait aujourd’hui. Un peu de pluie? Du brouillard? Ou peut-être la neige? Un avertissement de tempête? Depuis toujours, l’être humain s’éfforce à faire des prévisions météorologiques afin de s'y préparer. Après tout, nous n’avons aucune emprise sur les conditions météorologiques. Du moins, c’est ce que l’on croyait…

Les physiciens des nuages étudient les modifications des conditions météorologiques et ils ont réussi à mettre au point des techniques pour modifier légèrement les conditions météorologiques. Dans cet article, nous nous pencherons sur une technologie de modification des conditions météorologiques appelée ensemencement des nuages.

Qu’est-ce qu’un nuage?

Un nuage est formé de minuscules gouttelettes d’eau appelées gouttelettes de nuages. En se regroupant, ces gouttelettes forment de la vapeur d’eau (gaz) ou des cristaux de glace. 

La vapeur d’eau n’est pas suffisamment dense pour retomber sur le sol sous forme de précipitation. Au contraire, elle s’élève dans l’atmosphère, où elle devient surfondue. Elle finit par se condenser (devenir liquide) autour de minuscules particules de poussière en suspension appelées noyaux de condensation. Il faut des milliards de gouttelettes d’eau condensées suivant ce processus pour former un nuage visible. 

Comment se forme un nuage? (2016) par L'Esprit Sorcier (7 min 20 sec).

Qu’est-ce que l’ensemencement des nuages?

Les nuages sont formés d’eau. Malheureusement, cette eau ne tombe pas toujours là où on en aurait besoin. 

Lorsque les molécules d’eau sont dispersées, leur densité n’est pas suffisante pour qu’elles subissent les effets de la gravité terrestre. En s’agglomérant, elles forment des gouttelettes qui grossissent et qui s’alourdissent jusqu’à celles soient suffisamment pesantes pour retomber sur le sol sous forme de précipitation. 

L’ensemencement des nuages consiste à modifier la structure d’un nuage de façon à accroître les possibilités de précipitation. Il s’agit plus précisément de relâcher de minuscules particules semblables à des cristaux de glace dans les nuages. Habituellement, ce sont des particules d’iodure d’argent qui sont utilisées à cette fin.  

Ces particules servent alors de noyaux de condensation additionnels. Les molécules de vapeur d’eau surfondue libres se condensent autour d’elles. Puis, ce sont les gouttelettes de vapeur d’eau condensée qui s’agglomèrent, et ce processus se poursuit jusqu’à ce qu’elles forment des gouttes suffisamment grosses pour tomber sous forme de pluie!    

Il existe deux méthodes de déversement de particules dans les nuages : 

  1. l’utilisation d’énormes canons au sol (générateurs) qui vaporisent les particules vers les nuages.
  2. l’utilisation d’avions qui déversent les particules en passant au-dessus des nuages;
Schématisation des deux méthodes d’ensemencement des nuages. La méthode des générateurs est illustrée à gauche, et celle de l’avion, à droite
Schématisation des deux méthodes d’ensemencement des nuages. La méthode des générateurs (1) est illustrée à gauche, et celle de l’avion (2), à droite (© 2019 Parlons sciences; image relevant du domaine public de DooFi via Wikimedia Commons).

Pourquoi a-t-on recours à l’ensemencement des nuages?

Les applications de l’ensemencement des nuages sont multiples. Les stations de ski s’en servent pour accroître les précipitations de neige. Les centrales hydroélectriques font de même, puisque l’augmentation de telles précipitations se traduit par une augmentation du ruissellement associé à la fonte des neiges. Et plus le ruissellement est important, plus les centrales disposent d’eau pour produire de l’électricité.

L’ensemencement des nuages permet également de dissiper le brouillard en le transformant en précipitations, ce qui peut améliorer la visibilité à proximité des aéroports.  

En Alberta, on a recours à l’ensemencement des nuages pour lutter contre la grêle. Cette technique accroît le nombre de granules de glace qui forment les nuages de grêle, mais comme elle réduit également la taille de chaque granule, elle limite les dégâts causés par les chutes de grêle.

Le savais-tu? 

L’ensemencement des nuages a été utilisé pour la première fois au Canada en 1956. À l’époque, il avait pour but de protéger les récoltes de la grêle en Alberta.

Tu dois être en train de te demander si on peut utiliser l’ensemencement des nuages pour combattre la sécheresse ou les feux de forêt, comme celui qui a dévasté Fort McMurray en 2016? Pas nécessairement. L’ensemencement des nuages ne permet pas de créer des nuages. Il consiste seulement à déverser dans les nuages des particules interagissent avec les molécules de vapeur déjà en suspension dans l’air.

Cela dit, la Chine, la Russie et la Thaïlande ont toutes réussi à éteindre des feux de forêt grâce à l’ensemencement des nuages. Des scientifiques australiens proposent par ailleurs d’utiliser cette technique pour accroître la quantité de précipitations reçues en cas de pluie, de recueillir cette eau de pluie et de la stocker en prévision des périodes de sécheresse.

Dispositif d’ensemencement des nuages fixé sur le fuselage d’un petit avion
Dispositif d’ensemencement des nuages fixé sur le fuselage d’un petit avion (Christian Jansky (User:Tschaensky) [CC BY-SA 2.5] via Wikimedia Commons).

Quels risques peuvent être associés à l’ensemencement des nuages?

L’ensemencement des nuages existe depuis longtemps, et on lui a trouvé de nombreuses applications. Pourtant, il ne fait pas l’unanimité. Pourquoi?

L’ensemencement des nuages a fait la preuve de son efficacité. Il peut accroître la quantité de précipitations sous forme de pluie de 10 à 15 %. Mais certaines personnes affirment que cet avantage ne l’emporte pas sur les risques pour la sécurité publique et l’environnement. 

L’iodure d’argent, la substance utilisée pour l’ensemencement des nuages, est toxique pour les espèces aquatiques. En somme, les précipitations provenant des nuages ensemencés peuvent nuire à l’environnement.

Pour répondre à ces préoccupations écologiques, les scientifiques ont fait l’essai de solutions de rechange à l’iodure d’argent non toxiques. Ils ont établi que le chlorure de calcium est une option efficace. Il est peu probable que de faibles de concentrations de ce sel nuisent à l’environnement. Les physiciens des nuages examinent également la possibilité d’utiliser des ions chargés négativement plutôt que des particules semblables à des cristaux de glace. 

Le savais-tu? 

On a eu recours à l’ensemencement des nuages pour éviter la pluie lors de la cérémonie d’ouverture des Jeux olympiques de Beijing en 2008. 

Quoi qu’il en soit, le fait d’accroître les précipitations dans une région donnée est associé à d’autres risques. La question est de savoir par exemple si l’augmentation des précipitations de pluie dans une région risque d’en assécher une autre. L’ensemencement des nuages pourrait-il provoquer des pluies trop abondantes? Peut-il provoquer des inondations? Les scientifiques n’ont pas pu répondre à toutes ces questions. Après tout, les systèmes météorologiques sont très complexes. Il est impossible de prévoir exactement les conséquences de cette modification du temps météorologique.

À ce jour, aucun épisode de sécheresse n’a été attribué à l’ensemencement des nuages. Au contraire, les régions environnantes tendent à recevoir plus de pluie. En 1972, la ville de Rapid City, dans le Dakota du Sud, a été ravagée par une crue subite. Les soupçons des habitants se sont portés sur les opérations d’ensemencement des nuages menées à proximité de la ville, qui pourraient avoir contribué à la catastrophe selon eux. Rien ne prouve que l’ensemencement des nuages était en cause. Mais, il va sans dire que des événements comme celui-là suscitent la méfiance à l’égard de cette technique.

Les techniques de modification du temps ont été également été utilisées à des fins militaires. C’était le cas par exemple lors de l’Opération Popeye déployée par les États-Unis durant la guerre du Vietnam. Elle visait à prolonger la mousson au Vietnam grâce à des techniques d'altération des conditions météorologiques. C’est ainsi que les routes et les rivières normalement empruntées par l’ennemi ont été inondées. En 1977, un traité international visant à interdire l’utilisation des techniques de modifications de l’environnement à des fins militaires ou toute autre fin hostile a été adopté.

Soldats américains pataugeant dans un ruisseau inondé durant la Guerre du Vietnam en 1968
Soldats américains pataugeant dans un ruisseau inondé durant la Guerre du Vietnam en 1968 (United States Army Heritage and Education Center [domaine public] via Wikimedia Commons).

 

Le savais-tu? 

L’ensemencement des nuages est loin d’être la seule technologie qui vise à maîtriser les conditions météorologiques. L’ensemble des technologies employées à cette fin forment le secteur de la géo-ingénierie, qui a pour principal objectif de lutter contre les changements climatiques.

En résumé

Certains gouvernements sont de fervents partisans des technologies de modification des conditions météorologiques. C’est le cas notamment en Chine et en Russie. En revanche, en Amérique du Nord, l’ensemencement des nuages ne reçoit pas de financement public. Cette technique est encore beaucoup trop controversée. Cela n’empêche pas pour autant le secteur privé d’y avoir recours. Nous avons mentionné précédemment qu’elle servait à réduire les chutes de grêle en Alberta. Bon nombre de ces projets sont financés par des sociétés d’assurance. C’est parce que la grêle tend à causer de nombreux dégâts matériels dans cette province et que ce sont les sociétés d’assurance qui paient pour les dégâts encourus!

Comme c’est le cas pour toutes les technologies, la modification du temps météorologique est associée à certains avantages potentiels, mais peut également comporter certains risques. Il est donc essentiel de peser soigneusement le pour et le contre. 

Amorces de discussion

Faire des liens

  • La plupart des gens partent du principe que nous n’avons aucune emprise sur la météo. Étais-tu au courant de l’existence des technologies de modification du temps? Si oui, comment en avais-tu entendu parler?
  • À ton avis, y a-t-il eu des circonstances dans ta vie où l’ensemencement des nuages aurait été utile? Explique ton point de vue.
  • Qu’est-ce qui t’inquiéterait si tu apprenais que des opérations d’ensemencement des nuages allaient être menées à proximité de chez toi?

Faire des liens

  • La plupart des gens partent du principe que nous n’avons aucune emprise sur la météo. Étais-tu au courant de l’existence des technologies de modification du temps? Si oui, comment en avais-tu entendu parler?
  • À ton avis, y a-t-il eu des circonstances dans ta vie où l’ensemencement des nuages aurait été utile? Explique ton point de vue.
  • Qu’est-ce qui t’inquiéterait si tu apprenais que des opérations d’ensemencement des nuages allaient être menées à proximité de chez toi?

Relier la science et la technologie à la société et à l'environnement

  • Les entreprises privées devraient-elles avoir le droit de recourir à l’ensemencement des nuages, ou est-ce que cette technique devrait être réservée aux gouvernements? Explique ton point de vue.
  • À ton avis, pourquoi les pays ont-ils signé un traité visant à interdire l’utilisation des techniques de modification du temps comme arme de guerre?
  • La Chine aurait injecté 100 millions de dollars par an dans des projets de production de pluie artificielle en prévision des Jeux olympiques d’été de 2008.  Penses-tu que ça en valait la peine? Explique ton point de vue.
  • Penses-tu qu’il sera possible un jour d’avoir du soleil, de la neige ou de la pluie sur commande? Est-ce que ce serait une bonne chose selon toi?

Relier la science et la technologie à la société et à l'environnement

  • Les entreprises privées devraient-elles avoir le droit de recourir à l’ensemencement des nuages, ou est-ce que cette technique devrait être réservée aux gouvernements? Explique ton point de vue.
  • À ton avis, pourquoi les pays ont-ils signé un traité visant à interdire l’utilisation des techniques de modification du temps comme arme de guerre?
  • La Chine aurait injecté 100 millions de dollars par an dans des projets de production de pluie artificielle en prévision des Jeux olympiques d’été de 2008.  Penses-tu que ça en valait la peine? Explique ton point de vue.
  • Penses-tu qu’il sera possible un jour d’avoir du soleil, de la neige ou de la pluie sur commande? Est-ce que ce serait une bonne chose selon toi?

Explorer les concepts

  • Décris le principe de l’ensemencement des nuages. Comment l’ensemencement des nuages influe-t-il sur les précipitations?
  • Quelles sont les techniques employées pour ensemencer les nuages? Quelle est celle qui s’avère la plus efficace?
  • À quelles fins a-t-on utilisé l’ensemencement des nuages? Dans quels cas le recours à cette technique a-t-il été interdit?
  • Qu’est-ce que la géo-ingénierie? Fais une recherche complémentaire pour en apprendre davantage sur le sujet. 

Explorer les concepts

  • Décris le principe de l’ensemencement des nuages. Comment l’ensemencement des nuages influe-t-il sur les précipitations?
  • Quelles sont les techniques employées pour ensemencer les nuages? Quelle est celle qui s’avère la plus efficace?
  • À quelles fins a-t-on utilisé l’ensemencement des nuages? Dans quels cas le recours à cette technique a-t-il été interdit?
  • Qu’est-ce que la géo-ingénierie? Fais une recherche complémentaire pour en apprendre davantage sur le sujet. 

Nature de la science et de la technologie

  • Devrait-on interdire l’ensemencement des nuages jusqu’à ce que les scientifiques aient pu définir précisément ses répercussions sur l’environnement? Explique ton point de vue.
  • Les météorologues ont de la difficulté à décrire un phénomène météorologique comme la pluie avec une extrême rigueur. Est-ce que cela veut dire que la météorologie n’est pas une science au même titre que la physique ou la chimie? Explique ton point de vue.

Nature de la science et de la technologie

  • Devrait-on interdire l’ensemencement des nuages jusqu’à ce que les scientifiques aient pu définir précisément ses répercussions sur l’environnement? Explique ton point de vue.
  • Les météorologues ont de la difficulté à décrire un phénomène météorologique comme la pluie avec une extrême rigueur. Est-ce que cela veut dire que la météorologie n’est pas une science au même titre que la physique ou la chimie? Explique ton point de vue.

Suggestions pour l'enseignement

  • Cet article peut être utilisé pour favoriser l’enseignement et l’apprentissage de notions relatives aux nuages, aux cristaux et aux précipitations dans les domaines suivants : Sciences de la terre, Météorologie, et Ingénierie et Technologie. Voici la liste des concepts qui y ont été présentés : physiciens des nuages, ensemencement des nuages, précipitation, surfondue, condenser et noyaux de condensation. 
  • Après la lecture de cet article, l’enseignant ou enseignante pourrait demander aux élèves d’utiliser la stratégie d’apprentissage de la toile de définition du concept, afin de consolider leur compréhension du concept d’ensemencement des nuages. Il existe des fiches reproductibles de toile de définition du concept prêtes à utiliser en formats [Document Google] et [PDF]. 
  • Après la lecture de cet article, l’enseignant ou enseignante pourrait demander aux élèves d’examiner les avantages et les risques associés à l’utilisation de l’ensemencement des nuages en appliquant la stratégie d’apprentissage de l’Analyse coûts-avantages. Il est possible de télécharger pour cet article des fiches reproductibles d’Analyse coûts-avantages prêtes à utiliser en formats [Document Google] et [PDF].
  • Pour approfondir la question de l’ensemencement des nuages, l’enseignant ou enseignante pourrait demander aux élèves de l’examiner sous l’angle d’une application particulière et selon la perspective de divers intervenants (p. ex., fermiers cherchant à réduire les dégâts provoqués par la grêle dans leurs champs, société d’assurance cherchant à réduire les dégâts matériels provoqués par la grêle, pays hôte des Jeux olympiques s’efforçant d’organiser une cérémonie d’ouverture parfaite ou de garantir des conditions parfaites pour les épreuves, etc.) en se servant de la stratégie d’apprentissage des Enjeux et parties prenantes. Il existe des fiches reproductibles d’Enjeux et parties prenante prêtes à utiliser en formats [Document Google] et [PDF].

Suggestions pour l'enseignement

  • Cet article peut être utilisé pour favoriser l’enseignement et l’apprentissage de notions relatives aux nuages, aux cristaux et aux précipitations dans les domaines suivants : Sciences de la terre, Météorologie, et Ingénierie et Technologie. Voici la liste des concepts qui y ont été présentés : physiciens des nuages, ensemencement des nuages, précipitation, surfondue, condenser et noyaux de condensation. 
  • Après la lecture de cet article, l’enseignant ou enseignante pourrait demander aux élèves d’utiliser la stratégie d’apprentissage de la toile de définition du concept, afin de consolider leur compréhension du concept d’ensemencement des nuages. Il existe des fiches reproductibles de toile de définition du concept prêtes à utiliser en formats [Document Google] et [PDF]. 
  • Après la lecture de cet article, l’enseignant ou enseignante pourrait demander aux élèves d’examiner les avantages et les risques associés à l’utilisation de l’ensemencement des nuages en appliquant la stratégie d’apprentissage de l’Analyse coûts-avantages. Il est possible de télécharger pour cet article des fiches reproductibles d’Analyse coûts-avantages prêtes à utiliser en formats [Document Google] et [PDF].
  • Pour approfondir la question de l’ensemencement des nuages, l’enseignant ou enseignante pourrait demander aux élèves de l’examiner sous l’angle d’une application particulière et selon la perspective de divers intervenants (p. ex., fermiers cherchant à réduire les dégâts provoqués par la grêle dans leurs champs, société d’assurance cherchant à réduire les dégâts matériels provoqués par la grêle, pays hôte des Jeux olympiques s’efforçant d’organiser une cérémonie d’ouverture parfaite ou de garantir des conditions parfaites pour les épreuves, etc.) en se servant de la stratégie d’apprentissage des Enjeux et parties prenantes. Il existe des fiches reproductibles d’Enjeux et parties prenante prêtes à utiliser en formats [Document Google] et [PDF].

En savoir plus

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Production artificielle de la pluie (2015) L' Encyclopédie Canadienne

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Références

Coonan, C. (2008, aout 11). How Beijing used rockets to keep opening ceremony dry. Independent.

French, J., & Tessendorf, S. (2018, mars14). Does cloud seeding work? Scientists watch ice crystals grow inside clouds to find out. The Conversation.

Farhar, B. C. (1974). The impact of the Rapid City flood on public opinion about weather modification. American Meteorological Society, 55(7), 759-764.

Tucker, E. (2018, octobre 11). Fact file: Cloud seeding. Global News.

UCAR Center for Science Education. (2019). Clouds and how they form.

Vanderklippe, N. (2016, mai 10). Making it rain. The Globe and Mail.