Gaspard Coriiolis
En 1835, un ingénieur et mathématicien français, Gaspard Coriolis, montre qu’un corps de masse M en mouvement V dans un système tournant ω, est soumis à un force Fc perpendiculaire à ce mouvement. Il lui a donné son nom :
Fc = 2Mω x V
En 1851, Léon Foucault installe un long pendule de 65 m au Panthéon. Il montre que les déviations observées à chaque période sont dues à la force de Coriolis. Il va ainsi mettre en évidence la rotation de la Terre.
Pour comprendre la force de Coriolis, imaginons un joueur de pétanque qui, à partir d’un point A, lance sa boule en l’air en direction du cochonnet B.
Observons alors ce qui se passe dans trois situations différentes :
Sans rotation :
Dans un système non tournant, la boule se déplace de A vers B dans un plan vertical. Vue de dessus, la trajectoire est donc la ligne droite AB.
Avec rotation (hémisphère Nord) :
Le même joueur, placé dans un système tournant, voit sa boule partir de A et tomber en B’. Pour ce sens de rotation choisi (hémisphère Nord), la trajectoire AB’ est une courbe orienté vers la droite. Cela indique la présence d’une force perpendiculaire au mouvement et dirigée vers la droite. C’est la force de Coriolis.
Avec rotation (hémisphère Sud) :
En regardant la vue précédente par le dessous, on obtient directement le cas de l’hémisphère Sud. En imaginant que la Terre est plate et transparente, on voit que cette fois-ci la force de Coriolis est perpendiculaire au mouvement mais à gauche de la vitesse.
Dans l’océan et l’atmosphère
- A l’hémisphère Nord : la force de Coriolis est à droite de la vitesse
- A l’hémisphère Sud : la force de Coriolis est à gauche de la vitesse
- La force de Coriolis est donc nulle à l’équateur et maximum aux pôles
L’effet Coriolis est d’autant plus grand que :
- La vitesse de rotation est grande (grande déviation BB’)
- Le temps de parcours AB’ est grand (petites vitesses et/ou grandes dimensions)
C’est donc dans l’océan et aux grandes latitudes que cet effet sera le plus important.
Quelques exemples de la nature :
Queen Charlotte Island
Mer Egée