3.4. Zones puits
Les particules tombent en général par
gravité lorsque la vitesse de vent diminue. Pour Lundholm (1979), les
aérosols sont sources d'enrichissement des sols par la formation de
loess et des océans par l'apport d'éléments nutritifs.
L'importance de la sédimentation sur les fonds océaniques a
d'ailleurs été soulignée par Griffin, (1968). Selon
D'Almeida (1986), 75% de la poussière émise vers l'ouest
contribue à leur formation.
Si l'étude du dépôt sur la
Méditerranée commence juste à être documentée
(Bergametti et al. 1989), le trajet transatlantique a été par
contre très étudié.
Nous pouvons citer par exemple les travaux de Prospero et
al. (1979) aux Antilles et aux îles du Cap Vert, Jaenicke et Schütz
(1978) aux îles du Cap Vert, Delany et al. (1967), Prospero and Ness
(1986) et Prospero (1990) aux Barbades, Coudé-Gaussen et al. (1987)
ainsi que Bergametti et al. (1989) aux îles Canaries et surtout une
expérience très intéressante en ce qui concerne les
caractéristiques physique et chimique sur le navire allemand Meteor qui
navigua des Caraïbes à 15°N aux côtes ouest africaines
(Schütz, 1979).
La modélisation du transport et des
retombées des poussières lors du trajet transocéanique a
été réalisée entre autres par (Schütz et al.
en 1981). Il démontre que si la plus grande partie des particules (de
rayon>1ìm) tombe dans les 1000 premiers kilomètres, un peu
moins de 20% font plus de
5000 km.
3.5. Impacts
Nous nous intéressons aux aérosols d'origine
désertique parce que l'érosion des sols, le transport et le
dépôt de ces poussières ont des conséquences
énormes sur l'homme et son environnement. Nous pouvons citer par exemple
:
+ Le problème de la désertification dans les
zones sources; + La possibilité d'engendrer des modifications
climatiques; + L'enrichissement des zones puits;
+ La diminution de la visibilité et ses
conséquences sur les
moyens transports (Problème de transport
aérien...);
+ Les dégâts causés par les tempêtes
de poussières sur la jeune
végétation, le bétail ou les
constructions;
+ La contamination de l'eau potable et de la nourriture.
3.6. Mouvement d'un grain de sable
3.6.1. Mouvement de reptation et de
saltation
Le vent en soufflant sur un lit de sable, est capable de
mettre en mouvement certains grains. Il peut donc éroder la surface et
influencer le relief. Réciproquement, si le relief de la dune est assez
important, la structure de l'écoulement aérien peut être
fortement modifiée (www7).
Comment fait le vent pour déloger des grains de sable
? Comment fait-il pour transporter des grains sur plusieurs centaines de
kilomètres, pour ensuite les déposer ? Simplement car comme tout
fluide, l'air exerce une force sur les grains. Si elle est assez forte, elle
peut dépasser le poids d'un grain et donc le soulever. Bien sur, tous
les grains ne volent pas, et parfois le vent est seulement capable de les
pousser sur le sol : ils roulent ou sautille, c'est ce qu'on appelle le
mouvement de Réptation ou traction. De tels grains sont aussi
appelés reptons. Si le vent souffle assez fort, les reptons peuvent,
à la faveur d'un choc contre un grain ou d'une fluctuation de vitesse du
vent, être élevé un peu plus dans l'air. D'une dizaine de
centimètres tout au plus. Là l'écoulement de l'air est
plus rapide et le grain est accéléré par le vent.
Cependant, la gravité jouant son rôle comme d'habitude, le grain
n'a d'autre choix que de retomber sur le sol. Lors du choc, le grain rebondit
et est capable de remonter assez pour être de nouveau
accéléré et de continuer le même mouvement. C'est ce
qu'on appelle la Saltation, les grains s'appelant alors des saltons
(voir figure 15).
Figure 15 : Mouvement du sable
(www8)
Au total, entre les reptons et les saltons, le vent
transporte du sable, ce qui définit un flux de sable (un nombre de
grains qui traversent une surface unité pendant une seconde). Lorsque le
vent transporte autant de grains que possibles, on parle de flux saturé.
Cette saturation est "obligatoire": déplacer des grains de sables
coûte de l'énergie et évidemment l'énergie dont
dispose le vent est limitée. Remarquons au passage que les gros grains,
plus lourds, sont plus difficile à déplacer et donc que le
transport éolien a tendance à trier les grains de manière
sélective. Dans le désert, on trouve en général des
grains de sable qui ont un diamètre de l'ordre de 250 um. Il y a eu de
nombreuses expériences à propos des deux types de mouvement et de
leurs différences. Il en ressort, que les reptons sont bien plus
nombreux que les saltons, mais qu'ils vont moins vite. Le flux de reptons est
alors de l'ordre d'une fraction du flux se saltons. De plus, logiquement, plus
le vent est fort, plus le flux de sable augmente.
En ce qui concerne les saltons, notamment, les multiples
recherches ont permis de dégager les caractéristiques suivantes :
La longueur d'un saut d'un saltons, appelée longueur de saltation est de
l'ordre du mètre pour un vent moyen de l'ordre de 5 m/s à 10 cm
du sol. L'angle que fait la trajectoire avec l'horizontal lors de l'impact est
de l'ordre de 10 degré et fluctue peu. Ce dernier point est important.
En effet suivant la valeur de cet angle, le choc est plus ou moins violent et
l'énergie du choc se transmet plus ou moins bien aux grains immobiles en
surface. Ainsi, plus l'angle d'impact est important plus la transmission de
quantité de mouvement aux futurs reptons se fait bien. Ainsi, le flux de
reptons varie selon l'angle d'incidence des saltons. C'est ce
phénomène qui permet d'appréhender simplement la
création des rides de sables. Ces rides de sables s'étalent sur
plusieurs mètres dans une direction perpendiculaire au vent et
s'élèvent sur quelques centimètres tout au plus. Elles
sont séparées entre elles d'une distance de l'ordre de la dizaine
de centimètre.
Au niveau du défaut, l'angle d'impact des grains en
saltations va varier, puisque la surface n'est plus plane. Ainsi, on distingue
la zone exposée où l'angle relatif d'impact par rapport à
la surface est plus élevé que dans la zone "normale". Ici, le
flux de grains en reptation est donc plus important que dans la zone normale.
De même, il existe également une zone abritée, où
cette fois, l'angle d'impact relatif est plus petit, et donc le flux de reptons
également. L'existence de ces trois valeurs différentes de flux
entraîne directement la propagation et l'amplification du défaut.
En effet, comme il y a plus de grains qui grimpent sur la zone exposée
que de grains qui quittent la zone abritée, le défaut augmente en
hauteur. Mais ce n'est pas tout. Il y a aussi moins de grains qui arrivent en
amont de la zone exposée qu'il y en a qui la grimpent, donc un creux se
forme en amont du défaut. Pareillement, il y a moins de grains qui
arrivent de la zone abritée que ceux qui parcourent la zone normale en
aval du défaut, et un creux apparaît aussi en aval. De proche en
proche, le défaut progresse, et on arrive ainsi au développement
spatial de l'instabilité : En attendant suffisamment longtemps, le sol
n'est plus plat, mais parcouru par des petites rides.
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