MODIFICATION ARTIFICIELLE DU TEMPS ET DU CLIMAT

Théories modernes de la modification du temps

Les théories actuelles appliquées à la modification du temps se sont développées à partir du milieu du xx^e siècle, grâce à une meilleure compréhension des processus de formation des précipitations.

Elles sont principalement fondées à partir de constats portant sur :

– le rôle des aérosols (ou poussières en suspension) pour servir de support à la formation (ou nucléation) des gouttelettes d’eau liquide (on parle de « noyaux de condensation ») et des cristaux de glace (on parle alors de « noyaux de condensation solide » et de « noyaux glaçogènes ») ;

– l’abondance dans l’atmosphère des noyaux de condensation, qui explique à la fois la présence d’un grand nombre de gouttelettes entrant en compétition dans les nuages et les brouillards, et l’inaptitude du processus de condensation à permettre leur croissance au-delà d’une trentaine de microns ;

– l’observation de gouttelettes d’eau restées à l’état liquide à des températures très inférieures à 0 ⁰C (phénomène de surfusion), un constat dont la fréquence diminue rapidement avec la température, mais qui met en évidence l’absence ou la rareté des noyaux glaçogènes dans certaines situations ;

– l’observation d’une croissance rapide des cristaux de glace qui se trouvent en présence d’une multitude de gouttelettes d’eau liquide surfondue (effet Bergeron) ;

– l’importance du processus de collection dans la formation des précipitations. En prenant le relais de la condensation, la collection permet alors à certaines particules de nuages de devenir suffisamment grosses pour atteindre le sol avant de s’évaporer. Ainsi, les flocons de neige se forment par agrégation de cristaux de glace, les particules givrées (neige roulée, grésil ou grêle) par accrétion (ou givrage) de gouttelettes d’eau liquide surfondue, les gouttes de pluie résultant soit de la coalescence de petites gouttelettes par des gouttelettes un peu plus grosses, soit de la fonte de flocons de neige ou de particules givrées.

Les premières tentatives de modification du temps ont utilisé ces observations et se sont focalisées sur la dissipation des brouillards et des nuages étalés en voile mince, comme les stratus, en les faisant précipiter. Il s’agissait alors, selon la température et les caractéristiques du phénomène considéré :

– soit de favoriser la croissance par collection d’une partie des gouttelettes d’eau présentes, par de grosses gouttes obtenues par ajout de substances ayant une forte affinité pour l’eau (particules hygroscopiques de substances comme le chlorure de sodium ou le chlorure de calcium) ;

– soit d’activer le processus de Bergeron en provoquant la congélation d’une partie des gouttelettes d’eau liquide surfondue par dispersion de substances à très basse température, comme la neige carbonique, qui passe de l’état solide à l’état gazeux à –78 ⁰C, ou par ensemencement de noyaux glaçogènes efficaces à des températures proches de 0 ⁰C, comme les particules d’iodure d’argent, par exemple.

Les premiers résultats concrets d’un possible impact de l’homme sur les nuages datent de 1947 et ont été rapportés en 1948 par Vincent Schaefer, aux États-Unis. Après avoir dispersé de la neige carbonique, à partir d’un avion volant au-dessus d’un stratus, il put constater, le long de la trajectoire du vol, une dissipation partielle du nuage, accompagnée d’une précipitation de flocons de neige s’évaporant quelques centaines de mètres plus bas. Il en déduisit que ces précipitations résultaient d’une croissance rapide des cristaux de glace produits en présence de gouttelettes d’eau liquide surfondue. Les quantités précipitées étaient faibles et aucune précipitation ne put atteindre le sol, mais c’était la première démonstration claire et indiscutable que l’homme pouvait modifier l’évolution des nuages. Les[...]