Les icebergs flottants ne font pas varier le niveau des mers en fondant

Vu dans le magazine SVJ de juin 2008 (encore !), page 98 :

iceberg-SVJ

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Quand un iceberg se fissure et se disloque, il ne fond pas, il ne fait que s’effondrer sous son propre poids. La fonte, elle, est un changement de phase, de l’état solide à l’état liquide, par une diminution de volume du solide sans fracturation de la glace. En effet, ne pas confondre la glace pilée et la glace fondue.

Ensuite, il faut rappeler que la glace déjà flottante (comme la banquise arctique) qui fond ne fait absolument pas varier le niveau des mers. Seules les glaces des terres continentales qui dérivent vers les océans peuvent faire augmenter le niveau océanique, avant même de fondre, simplement parce que la partie immergée de glace réalise une poussée d’Archimède. Quand de la glace pénètre un océan, le niveau des mers augmentent parce que cette glace n’y était préalablement pas présente. Une fois ce niveau ayant augmenté après l’immersion de cette glace dans l’océan, la fonte de cette glace ne fait plus varier le niveau des mers. Voir l’explication ci-dessous.

Dans 1 m³ de glace, il y a 917 kg d’eau à l’état solide. Pour un iceberg régulier, la partie de glace émergée représente environ 9,05% de la hauteur totale de la glace. En fondant, la partie glacée émergée disparaît, et les 917 kg d’eau (masse constante) passe de l’état solide à l’état liquide, et donc le volume d’eau liquide (0,917 m³, soit 917 L, inférieur au volume de glace de 1 m³) est rigoureusement identique au volume de la partie immergée de la glace avant sa fonte. Bilan : il y a équilibre, il n’y a ni excès ni défaut d’eau liquide par rapport au niveau initial des mers, le niveau ne varie pas malgré la fonte de la glace flottante.

Si le grand iceberg concerné ici avait une hauteur de 10 mètres, alors son immersion en mer en provenance du glacier continental provoquerait une élévation des mers de 0,01 mm seulement… Très négligeable. Avec un iceberg d’une hauteur de 1 km (hypothèse vraiment extrême), le niveau marin aurait augmenté de 10 mm, ce qui reste toujours très négligeable par rapport au cycle des marées. Des scientifiques s’inquiètent de ça ? Ah bon, qui ça ?

Le problème deviendrait beaucoup plus préoccupant si c’était toutes les glaces continentales mondiales qui glissaient vers les océans, mais ce n’est pas dans l’immédiat.

Si vous croyez que je raconte des balivernes, demandez à vos professeurs de physique ou relisez vos cours sur la poussée d’Archimède… Mieux encore : je vous encourage fortement de réaliser des expériences avec des glaçons qui flottent dans un verre !

Ce site confirme mes propos : http://tatoufaux.com/?La-fonte-des-icebergs-aurait-une

Vous me direz : mais la mer est salée et la glace est de l’eau douce ! Même avec ce paramètre, la différence reste négligeable.

  • Puis, décidément, depuis hier, j’ai trouvé des incohérences dans un seul et même n° de magazine daté de 2008 (dont j’ai fait 3 articles) et un autre pareil daté de 2007 (dont j’ai fait un article). En effet, la période 2007/2009 était propice à l’émergence active d’une propagande écolo qui n’est en fait qu’une forme de publicité d’un programme industriel de développement durable. Des analyses quantitatives ont montré quelques incohérences derrière ce décor dont le ton me semble orienté plus vers l’utopie politiquée que vers la rationalité scientifique… Il faut du développement durable afin de remplacer l’ère du pétrole, voire celle du nucléaire, mais il faut investir avec des moyens réalistes et rationnels. Il faut néanmoins dénoncer les utopies car elles ne reflètent qu’une forme d’idéologie qui dessert la science… 

Chronologie :

Preuve quantitative que la fonte de glace flottante entraîne le fait que l’eau liquide ayant fondu occupe un volume égal au volume de la glace immergée dans l’eau :

  • Vé = volume de glace émergée au-dessus du niveau de l’eau
  • Vg = volume total de glace avant la fonte
  • VL = volume total d’eau obtenu après la fonte complète de la glace
  • µL = masse volumique de l’eau liquide (eau douce !) = 1000 kg/m³
  • µG = masse volumique de la glace (avant sa fusion) = 917 kg/m³
  • Vi = volume de glace immergée au-dessous du niveau de l’eau
  • m = µL×VL = µG×Vg = constante
  • Remarque :    Vg = Vé + Vi  et  µL×VL = µG×Vg
  • (µL – µG) / µG = (Vg – Vi) / Vi = Vé / Vi = (Vg/Vi) – 1 = 0,0905
  • Poussée d’Archimède : le poids de toute la glace s’oppose à la poussée d’Archimède (poids d’eau immergée déplacée)
  • Poids de glace : P = m×g ; Poussée :  A = Vi×µL×g
  • Conséquence : Vi.µL = µL×VL  donc  VL = Vi   donc la partie de glace émergée disparaît après la fonte, et l’eau liquide occupe exactement le même volume que le volume de glace immergée. Preuve de l’invariation du niveau de l’eau lors du changement de phase quand la glace flottante fond dans de l’eau douce !!!  😉
  • Néanmoins, comme la mer est salée et que la glace est de l’eau douce solide, le résultat est différent : soit µS la masse volumique de l’eau de mer (comme paramètre additionnel), alors la différence de volume général entre l’état solide et l’état liquide (une glace d’eau douce fondant dans de l’eau salée) est telle que ΔV = VL(1 — µL/µS). Avec µS = 1025 kg/m³ pour l’eau de mer (en moyenne), alors la variation de volume (gain d’eau supplémentaire dans la masse océanique) est de 24,39 litres d’eau douce par tonne de glace flottante ayant fondue. Rapport ΔV/VL = 0,0244. On avait vu que si l’iceberg cité en image en début d’article provoquait une montée du niveau de la mer, l’élévation serait de l’ordre du centième de millimètre jusqu’à 10 mm maxi, seulement du fait de l’immersion d’un bloc de glacier vers l’océan (et non directement de la fonte de la glace) alors ça provoquait cette variation de volume (+1000 m³ d’eau douce liquide par tonne de glace), mais d’après la poussée d’Archimède la variation volumique due à la fonte de glace d’eau douce dans la mer salée n’est que de 0,0244 m³ pour une tonne de glace. Donc un iceberg de 41 km × 2,4 km et haut de 10 mètres (par exemple) qui flotte et puis fond complètement dans l’eau salée, ça crée une élévation du niveau de la mer de seulement 0,2 micromètre, c’est extrêmement négligeable…

© 2013 John Philip C. Manson

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