1. Qu'est ce qui provoque un mouvement d'eau ? - Mécanisme des courants marins
d. Circulation induite par la gravité
La force de pression :
Le gradient de pression est la différence de pression sur une distance horizontale. La pression est égale au poids de la colonne d'eau par rapport à sa surface. En effet, la mer n'est pas totalement horizontale (voir Spirale d'Ekman), et la force de pression tend à diriger les particules d'eau des zones de hautes pressions vers les zones de basses pressions comme le montre le schéma suivant :
Mouvement de l'eau du aux différences de pressions
Le poids de la colonne d'eau B étant plus important que celui de la colonne A et s'exerçant sur une même surface, la pression est plus haute dans la colonne B que dans la colonne A, et l'eau de la colonne B se déplace donc vers la colonne A.
La variation de pression entre deux points d’un fluide se calcule de la façon suivante :
pB - pA = r.g.h
avec l’axe z orienté selon la verticale ascendante, pB la pression en B, pA la pression en A, r la densité de l'eau et h la hauteur entre A et B (zA - zB = h > 0)
Circulation forcée par les différences de température et de salinité :
La température et la salinité influencent la densité de l'eau de mer. Les contrastes de température et de densité constituent donc un "moteur" thermodynamique de la circulation océanique appelé "thermohaline". Cette circulation est causée par les variations de densité qui accompagnent les variations de température et de salinité, en effet, la densité de l'eau augmente quand sa température diminue ou quand sa salinité augmente. Nous avons modélisé cet effet dans une expérience visant à démontrer l'influence de la température et de la salinité sur la densité de l'eau. [Voir expérience]
Exemple : Bilan de forces sur un volume V d'eau de densité d (masse volumique µ) plongé dans une eau de densité d' (masse volumique µ')
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Système : volume V d'eau
- Poids : P=mg = µVg ; force à distance répartie en volume
- Poussée d'Archimède : R=m'g=µ'Vg (m' = masse d'eau de densité d déplacée) force de contact répartie en volume
Référentiel : terrestre, supposé galliléen
Conclusion : l'eau plonge si P>R , c'est à dire si µVg > µ'Vg .
Donc le volume V d'eau plonge si sa masse volumique est supérieure à celle de l'eau dans laquelle il est plongé.
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