La Terre est &eacute;videmment la plan&egrave;te du [popupdefinition id=3728]Syst&egrave;me solaire[/popupdefinition] dont la structure interne nous est la plus connue et de loin, avec pour rayon &eacute;quatorial une valeur de 6.378,137 km et pour son rayon polaire une valeur de 6.356,752 km.Elle est diff&eacute;renci&eacute;e en trois couches principales :Il y a d'abord la [popupdefinition id=2491]cro&ucirc;te[/popupdefinition] form&eacute;e de deux parties &agrave; savoir, la continentale et la [popupdefinition id=2493]cro&ucirc;te oc&eacute;anique[/popupdefinition]. La premi&egrave;re est essentiellement granitique et surmont&eacute;e par endroits de [popupdefinition id=1101]roches s&eacute;dimentaires[/popupdefinition]. Elle est &eacute;paisse de 30&nbsp;&agrave; 100 km (sous les massifs montagneux) alors que la cro&ucirc;te oc&eacute;anique, relativement fine (environ 5 km), est surtout compos&eacute;e de roches [popupdefinition id=2480]basaltiques[/popupdefinition].Plus en profondeur, se trouve un [popupdefinition id=2495]manteau[/popupdefinition] silicat&eacute; o&ugrave; l'on distingue une partie sup&eacute;rieure et inf&eacute;rieure. Notons que l'on distingue aussi la pr&eacute;sence de la [popupdefinition id=460]lithosph&egrave;re[/popupdefinition]&nbsp;qui est constitu&eacute;e de la cro&ucirc;te et d'une partie du manteau sup&eacute;rieur. La lithosph&egrave;re est subdivis&eacute;e en [popupdefinition id=13874]plaques tectoniques[/popupdefinition]. La limite inf&eacute;rieure de la lithosph&egrave;re est&nbsp;localis&eacute;e &agrave; une profondeur comprise entre 100 et 200 kilom&egrave;tres. En dessous, se situe l'[popupdefinition id=415]asth&eacute;nosph&egrave;re[/popupdefinition], la partie [popupdefinition id=2074]ductile[/popupdefinition] du manteau sup&eacute;rieur terrestre qui s'&eacute;tend jusqu'au manteau inf&eacute;rieur.Celui-ci s'&eacute;tend de 670 &agrave; 2.890 km de profondeur environ. Enfin, on trouve le noyau fait d'un [popupdefinition id=16640]alliage[/popupdefinition] de [popupdefinition id=721]fer[/popupdefinition] et de [popupdefinition id=14795]nickel[/popupdefinition] dont une partie est [popupdefinition id=15334]liquide[/popupdefinition] (2.890 - 5.100 km) et l'autre [popupdefinition id=15332]solide[/popupdefinition] (5.100 - 6.378 km). C'est dans la partie liquide et convective qu'op&egrave;re la g&eacute;odynamo &agrave; l'origine du [popupdefinition id=3878]champ magn&eacute;tique[/popupdefinition] de la Terre.&copy; Hawk-Eye, Wikimedia Commons,&nbsp;CC 3.0

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La Terre

La lithosphère représente l’enveloppe solide externe de la Terre. Elle se compose de la croûte (continentale ou océanique) ainsi que de la partie supérieure du manteau. De composition variable, elle se différencie de l’asthénosphère sous-jacente en plusieurs points.Composition des lithosphères continentale et océaniquePremièrement, il faut différencier la lithosphère océanique de la lithosphère continentale. Cette différenciation est principalement due au fait que les croûtes continentales et océaniques présentent des compositions minéralogiques très différentes.La croûte continentale, qui représente la partie supérieure de la lithosphère continentale, est majoritairement composée de roches magmatiques acides, comme les granites. La croûte océanique, qui représente quant à elle la partie supérieure de la lithosphère océanique, est majoritairement composée de roches magmatiques dites basiques, comme les basaltes et les gabbros. La lithosphère se compose de la croûte terrestre et d'une partie du manteau supérieur. Ces deux parties sont séparées par la discontinuité de Mohorovičić (Moho). Elle descend à de plus grandes profondeurs sous les croûtes continentales. Les valeurs indiquées par les d donnent les densités. © Université de LavalCependant, la différenciation entre lithosphères continentale et océanique peut également être considérée du point de vue de la composition du manteau supérieur. Le manteau lithosphérique sous-continental est appauvri en certains éléments chimiques en comparaison du manteau lithosphérique océanique, dont la composition est proche de celle du manteau primitif.Température et épaisseur de la lithosphèreContrairement au Moho, qui représente l’interface croûte/manteau et qui est caractérisé par une différence de composition minéralogique majeure, la base de la lithosphère se définit suivant l’isotherme 1.300 °C. La limite entre la lithosphère et l’asthénosphère (enveloppe mantellique sous-jacente) ne représente donc pas un changement de composition, mais un changement dans le comportement rhéologique du manteau qui s’effectue à cette température. On considère que l’épaisseur moyenne de la lithosphère continentale est d’environ 100 kilomètres et celle de la lithosphère océanique de 70 kilomètres.Cette épaisseur peut néanmoins varier significativement en différents points du globe suivant la température du manteau : dans les régions à manteau « froid », comme les vieilles croûtes continentales (cratons), la lithosphère sera ainsi plus épaisse, pouvant atteindre 200 kilomètres, alors que dans les zones à manteau « chaud », la lithosphère peut être extrêmement fine. Au niveau des dorsales océaniques par exemple, là où se forme la lithosphère océanique, la lithosphère n’est épaisse que d’une dizaine de kilomètres ! En sciences de la Terre, la température est généralement intimement liée à l’âge, ce qui explique pourquoi la lithosphère océanique s’épaissit graduellement en se refroidissant, en allant de la dorsale (où elle est créée) jusqu’aux zones de subduction ou aux marges continentales. En se refroidissant et en s’épaississant, la lithosphère océanique voit sa densité augmenter et elle a tendance à s’enfoncer graduellement. Le socle océanique est ainsi plus profond dans les zones les plus vieilles et moins profond au niveau des dorsales.Tectonique et plaques lithosphériquesSi dans l’inconscient collectif, la tectonique des plaques se résume généralement à des continents flottants comme des bateaux sur un manteau animé de courants, la réalité est plus subtile. C’est en effet l’ensemble croûte + manteau lithosphérique qui bouge au-dessus du manteau asthénosphérique, grâce aux lois rhéologiques qui régissent le comportement mécanique des roches. Ces lois rhéologiques sont d’ailleurs intimement liées à la pression et à la température. Dans la théorie de la tectonique des plaques, on parle ainsi de plaques lithosphériques, rigides, qui bougent au-dessus de l’asthénosphère. Ces mouvements sont possibles grâce à la différence de comportement rhéologique entre la lithosphère et l’asthénosphère. Si la lithosphère est plutôt rigide à grande échelle, l’asthénosphère a un comportement plus ductile qui permet la mise en place de grandes cellules de convection.

Lithosphère

Avec notamment l’état liquide et l’état gazeux, l’état solide est l’un des états de la matière. Dans l’état solide, ions, atomes ou molécules sont fortement liés les un(e)s aux autres et ne disposent que de très peu de liberté de mouvement.
Cristaux et solides amorphes
À l’échelle macroscopique, un solide présente une forme et un volume déterminés. Ceux-ci ne peuvent varier que si une force d’une intensité suffisamment élevée est appliquée au solide.
À l’échelle microscopique, on distingue :
les cristaux dans lesquels les atomes sont ordonnés et disposés de façon régulière ;les solides amorphes dans lesquels il ne règne pas un tel ordre.
Les liaisons fortes des solides
Parmi les liaisons qui maintiennent les atomes d’un solide ensemble, on peut citer les liaisons covalentes. Généralement, l’existence de ce type de liaison conduit à des solides particulièrement durs, comme le diamant.
On peut parler également des liaisons ioniques qui interviennent entre des ions de charges opposées. Elles assurent, par exemple, la cohésion d’un grain de sel.
État solide de l'eau
Les liaisons métalliques rendent les solides plus malléables, les liaisons hydrogène permettent d’atteindre l’état solide à faible température (eau-glace) et les liaisons de Van der Waals rendent la matière solide à très basse température.

Solide

Avec notamment l’état solide et l’état gazeux, l’état liquide fait partie des différents états de la matière. Dans l’état liquide, ions, atomes ou molécules sont faiblement liés les uns aux autres. De quoi rendre la matière facilement déformable. Toutefois, les atomes d’un liquide restent liés et ne peuvent pas s’éloigner à volonté les uns des autres.
Différence entre état liquide et état gazeux
À l'échelle microscopique, l’état liquide possède une cohésion que ne présente pas l’état gazeux. La proximité entre les atomes de liquide fait également que, comme pour les solides, celui-ci reste difficilement compressible.
Différence entre état liquide et état solide
À l'échelle macroscopique, un liquide ne présente pas de forme propre et ne peut pas être saisi, à la différence d'un solide. C’est un fluide qui s’adapte à la forme du récipient dans lequel il est placé. Transvasé dans un autre récipient, un liquide conserve tout de même son volume. Un liquide possède donc bien un volume propre. Au repos, la surface libre d’un liquide est plane et horizontale.
La viscosité d'un liquide
La viscosité est l’une des caractéristiques essentielles d’un liquide. Elle rend compte de l’attachement des atomes entre eux. Plus sa viscosité est grande, plus un liquide résiste à un corps qui voudrait le traverser.

Liquide

Surnom de la pièce de cinq cents dans les pays nord-américains, le nickel est aussi un élément présent dans de nombreux alliages, jusque dans les bijoux.GénéralitésSymbole : NiNuméro atomique : 28Électrons par niveau d’énergie : 2, 8, 16, 2Masse atomique : 58,69 uIsotopes les plus stables : 58Ni avec une durée de vie de plus de 4 x 1019 ans (68,0769 %), 60Ni stable avec 32 neutrons (26,10 %), 61Ni stable avec 33 neutrons (1,13 %), 62Ni stable avec 34 neutrons (3,59 %), 64Ni stable avec 36 neutrons (0,91 %)Série : métaux de transitionGroupe, période, bloc : 10, 4, dDensité : 8,9Point de fusion : 1.455 °CPoint d’ébullition : 2.913 °CHistorique du nickel Le nickel est attesté dans des objets en bronze depuis au moins 3500 avant J.-C. Quant à son isolation, c’est Axel Frederik Cronstedt qui la réalisa le premier en 1751.Propriétés du nickelSe présentant sous la forme d'un métal blanc ou argenté, le nickel est un métal ductile. Il possède une bonne résistance à l'oxydation et à la corrosion et est ferromagnétique.Utilisation du nickelDe très nombreux alliages contiennent du nickel, à commencer par certains aciers. Quant aux alliages de nickel proprement dits, on en distingue trois catégories : les alliages fer-nickel (écrans cathodiques, physique des lasers, cryogénie, etc.), les alliages cuivre-nickel (résistance à la corrosion en milieu marin) et les superalliages (turboréacteurs, chaudières, moteurs d'avion). Les résistances chauffantes des grille-pain contiennent aussi du nickel.En bijouterie, le nickel est ajouté à l'or pour obtenir des teintes particulières (or jaune, or rosé, or blanc). Les pièces de monnaie constituent également un débouché pour le nickel.Effets du nickel sur la santéLe nickel fait partie des cancérogènes possibles pour l'Homme. L'exposition chronique est l'un des facteurs de risque du cancer du poumon. Certaines personnes souffrent d'allergie au nickel.

Nickel

Propriété de certains matériaux (essentiellement des métaux) de pouvoir être étirés et allongés sans se rompre. 
L'or est un matériau très ductile, il est possible de l'étirer jusqu'à obtenir des fils très fins.
Un matériau ductile présente :
• un allongement important ;• une striction importante ;• une grande ténacité.
Un matériau ductile ne connaît pas de rupture fragile.

Ductilité

On ne compte plus les expressions qui font la part belle au fer (santé de fer, volonté de fer, etc.). Qu’en est-il des propriétés de l’élément majoritaire de l’acier ? C'est le métal de base des aciers et des fontes. Il se trouve sous différentes formes de minerais dans la nature. Son abondance et ses propriétés remarquables font du fer l'un des éléments les plus utilisés dans l'industrie.
Généralités
Symbole : FeNuméro atomique : 26Électrons par niveau d’énergie : 2, 8, 14, 2Masse atomique : 55,845 uIsotopes les plus stables : 56Fe stable avec 30 neutrons (91,72 %), 54Fe avec une demi-vie de 3,1 x 1022 années (5,845 %), 57Fe stable avec 31 neutrons (2,2 %), 58Fe stable avec 32 neutrons (0,28 %)Série : métaux de transitionGroupe, période, bloc : 8, 4, dDensité : 7,874Point de fusion : 1.538 °CPoint d’ébullition : 2.861 °C
Historique du fer
Le fer est connu depuis plusieurs millénaires. L'âge du fer commence vers le XIIe siècle avant J.-C. Jusqu'au Moyen Âge, le fer était raffiné dans des bas fourneaux, donc sans production de fonte. Le haut fourneau fait cependant son apparition au Ve siècle avant J.-C.
Propriétés du fer
Métal gris, le fer possède plusieurs formes allotropiques selon la pression et la température (cubique centrée, cubique à faces centrées, hexagonale compacte). Ce métal ferromagnétique possède une dureté entre 4 et 5 selon l'échelle de Mohs. On lui connaît trois oxydes : l'oxyde de fer(II) FeO (oxyde ferreux), l'oxyde de fer(III) Fe2O3 (oxyde ferrique) et l'oxyde de fer(II,III) Fe3O4.
Utilisation du fer
Le fer n'est utilisé pur que pour des soudures sur acier inoxydable par exemple. Le fer est le principal ingrédient de l'acier et de la fonte. Celle-ci contient de 2,1 % à 6,67 % de carbone. L'acier, lui, contient de 0,025 % à 2,1 % de carbone. Quand on se situe à moins de 0,025 % de carbone, les produits entrent dans la catégorie des fers industriels.
On a longtemps employé le fer métallique et ses oxydes dans les supports d'enregistrement de données, comme les disquettes ou les bandes magnétiques.
Effets du fer sur la santé
Le fer entre dans la composition de l'hémoglobine, l'agent qui transporte l'oxygène dans le corps humain. Le contact du fer peut provoquer des problèmes oculaires s'il demeure dans les tissus. En outre, l'inhalation excessive de vapeurs d'oxyde de fer est un facteur de risque du cancer du poumon.
Une carence en fer provoque une anémie et peut entraver le développement cognitif et socio-émotionnel du cerveau de l'enfant. On sait en outre que la carence en fer peut renforcer les effets de certaines intoxications comme le saturnisme.

Historiquement, on appelle alliage, une combinaison de deux ou plusieurs métaux, ou d’un métal et d’un autre élément (comme le carbone, par exemple). 
Il existe trois grandes familles d’alliages : 
les alliages à base de fer,les alliages à base de cuivre,les alliages à base d’aluminium.
Citons parmi les alliages les plus connus : la fonte (fer et carbone), l’acier (fer et carbone), le bronze (cuivre et étain) ou encore le laiton (cuivre et zinc).
Les alliages sont produits dans le but d’améliorer les propriétés d’un métal ou même de lui conférer des propriétés inédites. Pour fabriquer un alliage homogène, il faut que les métaux qui le composent soient miscibles entre eux. En les chauffant, il faut en effet qu’ils puissent se mélanger parfaitement afin que les espèces qui le composent ne soient plus distinguables. Mais comme généralement les éléments ne sont pas parfaitement miscibles, certaines proportions doivent être respectées pour assurer la production d’un bon alliage.
Cliché de microscopie électronique à balayage d’un alliage de polymères constitué d’une matrice de polyamide dans laquelle sont dispersées des inclusions de polypropylène. La barre d’échelle représente une longueur de 2 μm. © Cerdato, Arkema
Le terme d’alliage se généralise
Un alliage est défini comme l’association d’atomes ou de molécules différentes dans le but d’améliorer les propriétés initiales des constituants. Ainsi, on parle également d’alliages de polymères. Ils correspondent à des dispersions extrêmement fines d’un polymère A dans une matrice polymère B obtenues dans une extrudeuse à haute température.
Les propriétés (résistance aux impacts, résistance aux attaques chimiques, etc.) de l’alliage polymère dépendent bien sûr de la nature de ses composants mais aussi beaucoup de la morphologie des dispersions. Le recours à un agent d’interface — qui se place entre les deux composants de l’alliage — permet de diminuer l’énergie de surface et d’obtenir des dispersions fines. Les plus intéressantes d’un point de vue industriel.

Alliage

L’asthénosphère représente la partie la plus ductile, la plus faible d’un point de vue mécanique, du manteau terrestre. Elle est localisée directement sous la lithosphère, qui se définit comme un ensemble plus rigide comprenant la croûte et la partie supérieure du manteau. Les limites de l’asthénosphère sont principalement définies sur des critères physiques (en particulier les vitesses des ondes sismiques) et non chimiques.Coupe de la Terre montrant les principales enveloppes. © Volcan26, Wikimedia Commons, CC by-sa 4.0Une zone à faibles vitesses sismiquesL’asthénosphère représente une partie du manteau supérieur. Ses limites ne sont pas associées à des changements de composition minéralogique mais à des changements de propriétés physiques et mécaniques. En effet, la limite supérieure de l’asthénosphère, correspondant à l’isotherme 1.300 °C, marque également le sommet d’une zone à faibles vitesses sismiques, encore appelée LVZ pour Low Velocity Zone. Cette zone s’étend donc de la limite lithosphère-asthénosphère, en moyenne à 100 km de profondeur, jusqu’à 235 km. Cette diminution très rapide de la vitesse des ondes sismiques dans la partie supérieure de l’asthénosphère est associée aux conditions de température et de pression qui règnent à ces profondeurs. En effet, au-delà de 1.300 °C, les péridotites (roches du manteau) commencent à fondre. Cette fusion très partielle (1 % de liquide seulement) du matériel mantellique engendre un ralentissement des ondes sismiques mais également un changement de comportement mécanique.Profil de température dans le manteau illustrant la zone de fusion partielle à l'origine de la zone à faible vitesse (LVZ). © Steven Earle, Wikimedia Commons, CC by-sa 4.0Un comportement ductile favorisant la tectonique des plaquesEn comparaison avec la lithosphère, qui est considérée à grande échelle comme rigide et cassante, ce début de fusion partielle dans la partie supérieure de l’asthénosphère entraine un important changement rhéologique. Le manteau asthénosphérique devient ainsi ductile et très facile à déformer, en particulier par fluage. Le contraste rhéologique qui a lieu entre la lithosphère et l’asthénosphère engendre un découplage mécanique entre ces deux zones. Les plaques lithosphériques rigides peuvent ainsi « bouger » au-dessus de l’asthénosphère qui se déforme de façon plastique par un processus nommé « fluage par diffusion ». Cette particularité mécanique est essentielle pour la tectonique des plaques.Des chercheurs ont modélisé les mouvements des plaques tectoniques lors du dernier milliard d'années. © Sabin Zahirovic, géologue et coauteur de cette étude.Limite inférieure de l’asthénosphèreContrairement à la limite supérieure de l’asthénosphère (communément appelée LAB pour Lithopshere-Asthenosphere Boundary) qui bénéficie d’un relatif consensus, la limite inférieure de l’asthénosphère est mal définie et plusieurs interprétations existent au sein de la communauté scientifique. Pour certains, l’asthénosphère se définit suivant un critère mécanique et se résume à la zone de manteau ductile subissant le processus de fusion partielle. Dans ce cas, l’asthénosphère coïncide avec la zone de faible vitesse (LVZ) et sa limite inférieure se situe autour de 220-235 km de profondeur. La limite inférieure de la LVZ correspond à la profondeur à laquelle le géotherme repasse sous le solidus des péridotites. Autrement dit, les conditions de pression font qu’au-delà de 220 km, il n’est plus possible de fondre le matériel mantellique malgré l’augmentation de la température. Le manteau devient plus résistant et les vitesses des ondes sismiques augmentent rapidement.D’autres définitions se basent sur la vitesse des ondes sismiques ainsi que sur la structure minéralogique du manteau et placent la base de l’asthénosphère beaucoup plus profondément, vers 670 km. Deux sauts de vitesse sont en effet observés en-dessous de la LVZ. Une première augmentation de la vitesse des ondes sismiques a lieu vers 400 km de profondeur et une seconde vers 670 km. Ces profondeurs correspondent à des changements ou réarrangements dans la structure cristalline des minéraux. La zone située entre 400 et 670 km correspond à une zone de transition où les atomes constituant les cristaux d’olivine (Si, O, Fe, Mg) tendent à former une structure minéralogique plus dense de type spinelle. En fait, on assiste à tout une série de transition de phase minéralogique de sorte qu'au fur et à mesure que la pression augmente avec la profondeur les phases silicatées majeures du manteau terrestre supérieur deviennent respectivement olivine, wadsleyite, ringwoodite, (Mg,Fe)2SiO4. Au-delà de cette zone de transition, vers 670 km, la structure de l’olivine se réarrange encore une fois en un réseau encore plus dense pour pour le manteau supérieur, et bridgmanite, (Mg,Fe)SiO3, pour le manteau inférieur. Pour certains scientifiques, c’est ce dernier changement qui marquerait la limite asthénosphère-manteau inférieur et l’entrée dans la mésosphère.Bloc "Le saviez-vous ?" 

Asthénosphère

Le terme de champ magnétique désigne une région de l’espace soumise à l’action d’une force provenant d’un aimant. Il caractérise également l’influence d’une charge électrique en mouvement et exerce, réciproquement, son action sur les charges en mouvement.
Champ magnétique, aimant et champ électromagnétique
Le champ magnétique est l’une des composantes du champ électromagnétique.
En présence d’un champ magnétique, on peut observer divers phénomènes sur les matériaux :

paramagnétisme ;diamagnétisme ;ferromagnétisme.

Les applications du champ magnétique sont nombreuses. Elles vont de l’attraction des aimants et l’orientation des boussoles au stockage d’information sur les disques durs en passant par les accélérateurs de particules ou le rayonnement synchrotron.
Définition du physicien et formules
Le champ magnétique est une grandeur physique vectorielle représentée par le symbole ou par le symbole . Dans le vide, et sont reliés par la relation :
 = / μ0où μ0 représente la perméabilité magnétique du vide
Dans un milieu d’aimantation M, la relation devient :
 = / μ0 - M
 est la grandeur fondamentale, la densité de flux magnétique de laquelle dérive qui décrit le champ magnétique dans les milieux.
Par ailleurs, comme on l'a vu plus haut, le champ magnétique est lié au courant. Il traduit aussi son influence à la distance de la source. Son unité SI est donc l’ampère par mètre, A.m-1. Toutefois, on utilise plus couramment aujourd’hui le tesla, T, pour définir l’intensité d’un champ magnétique.
Les évolutions du champ magnétique sont décrites par les équations de Maxwell.
Le champ magnétique terrestre
La Terre, comme d’autres planètes du Système solaire, est protégée par un vaste champ magnétique qu’elle tient des mouvements de son noyau métallique liquide. Ce champ, soumis aux vents solaires, n’est pas uniforme. Sa valeur varie entre 30 et 60 μT selon l’endroit où l’on se situe sur la planète.
À certains moments de l’histoire – et cela peut se reproduire – le champ magnétique terrestre s’est inversé, le pôle nord prenant la place du pôle sud.

Champ magnétique

Une plaque tectonique est un morceau de la lithosphère terrestre. Elle repose donc sur l’asthénosphère, une couche relativement ductile du manteau supérieur.La lithosphère terrestre se compose de 15 plaques majeures et 40 plaques mineures, qui se déplacent de 1 à 20 cm par an (selon les plaques considérées) à la suite des mouvements convectifs qui existent dans le manteau. Elles sont donc les principales actrices de la tectonique des plaques.Mouvement de deux plaques tectoniques adjacentesDurant leurs déplacements, deux plaques peuvent s’écarter l’une de l’autre. Elles sont alors dites divergentes. Ce phénomène survient principalement au fond des océans, au niveau des dorsales océaniques, mais aussi en quelques endroits sur les continents (on parle alors de rifts). C’est d’ailleurs au niveau des dorsales et des rifts que les plaques tectoniques grandissent, puisque l’espace qu’elles libèrent en s’écartant est comblé par du magma qui refroidit rapidement.Deux plaques peuvent également être convergentes, ce qui donne lieu à des collisions (formation des chaînes de montagnes) ou à des subductions (la plaque la plus dense passe sous l’autre). Enfin, deux plaques peuvent tout simplement coulisser l’une contre l’autre.Ces mouvements causent régulièrement des séismes dans le monde.

Plaque tectonique

Le manteau terrestre correspond à la partie du globe terrestre située entre la croûte et le noyau externe. Cette couche épaisse de la Terre représente environ 84 % du volume total de la Planète et s'étend de 35 à 2 890 kilomètres de profondeur.La discontinuité de Mohorovičić marque la limite entre la croûte terrestre et le manteau supérieur. Cette discontinuité est aussi appelée Moho. C'est le sismologue croate Andrija Mohorovičić, qui a découvert cette discontinuité en 1909 en étudiant la propagation des ondes sismiques.La discontinuité de Gutenberg marque la limite entre le manteau inférieur et le noyau externe. Elle est nommée d'après le sismologue allemand Beno Gutenberg, qui a découvert cette discontinuité en 1914 en étudiant également la propagation des ondes sismiques.Composition et description du manteau terrestreLe manteau terrestre est composé principalement de roches silicatées, riches en fer et en magnésium. Les minéraux les plus courants dans le manteau supérieur sont l'olivine, le pyroxène et le spinelle, tandis que le manteau inférieur est composé principalement de pérovskite et de magnésiowüstite. Les scientifiques estiment que la température dans le manteau varie de 500 °C à la base de la croûte à environ 4000 °C à la limite du noyau externe.Le manteau est divisé en deux parties principales : le manteau supérieur et le manteau inférieur. Le manteau supérieur s'étend de la base de la croûte terrestre à une profondeur d'environ 660 kilomètres, tandis que le manteau inférieur s'étend de cette profondeur jusqu'à la limite du noyau externe. Le manteau terrestre est solide mais se comporte comme un fluide visqueux. Cette viscosité varie considérablement en fonction de la profondeur, de la température et de la composition. Dans la partie supérieure du manteau, la viscosité est relativement faible en raison de la présence de minéraux tels que l'olivine, qui ont une structure cristalline permettant une déformation plus facile. Dans la partie inférieure du manteau, la viscosité est plus élevée en raison de la présence de minéraux tels que la bridgmanite, qui ont une structure cristalline plus rigide.Structure de la Terre : 1. croûte continentale ; 2. croûte océanique, 3. Manteau supérieur ; 4. Manteau inférieur ; 5. noyau externe ; 6. noyau interne ; A : Discontinuité de Mohorovicic ; B : Discontinuité de Gutenberg ; C : Discontinuité de Lehmann. © Dake, Wikimedia Commons, CC BY-SA 2.5Le manteau terrestre et ses nombreux processus géologiquesLe manteau terrestre est un environnement dynamique soumis à des pressions et des températures extrêmes, où se produisent des processus géologiques importants tels que la convection mantellique, la fusion partielle, la subduction, la formation de diamants et l'interaction avec le noyau terrestre. Voici quelques-uns des processus et événements qui se produisent dans le manteau terrestre La convection mantelliqueLa convection mantellique est le processus par lequel la chaleur du noyau est transférée vers la surface de la Terre par des mouvements de convection dans le manteau. La chaleur provenant du noyau terrestre chauffe la base du manteau, ce qui rend les roches moins denses et les fait monter vers la surface. Lorsqu'elles atteignent la surface, elles se refroidissent et deviennent plus denses, ce qui les fait descendre à nouveau vers le bas. Ce mouvement circulaire de la matière du manteau est appelé convection mantellique.La convection mantellique et ses effets La convection mantellique est responsable de nombreux événements géologiques importants à l'intérieur du manteau terrestre.Voici quelques-uns des événements les plus importants :Plaques tectoniques à la surface de la Terre : les courants de convection dans le manteau exercent une force sur la base des plaques, les poussant dans différentes directions. Ces courants de convection font circuler la matière du manteau, entraînant le mouvement des plaques tectoniques à la surface de la Terre.Formation des chaînes de montagnes : lorsque deux plaques tectoniques entrent en collision, la convection mantellique peut entraîner la formation de chaînes de montagnes. Les roches du manteau peuvent remonter à la surface et former des montagnes lorsque les plaques se chevauchent.Formation des points chauds : les points chauds sont des zones où la chaleur du manteau terrestre s'élève à travers la croûte terrestre, provoquant la formation de volcans. Les points chauds sont causés par des panaches mantelliques, qui sont des colonnes de roche chaude montant à travers le manteau.Formation des dorsales océaniques : les dorsales océaniques sont des chaînes de montagnes sous-marines qui se forment lorsque la croûte terrestre s'étire et que la roche en fusion du manteau remonte à la surface. La convection mantellique entraîne le mouvement de la croûte terrestre et la formation des dorsales océaniques.La fusion partielleÀ mesure que la température et la pression augmentent dans le manteau terrestre, certaines roches peuvent fondre partiellement, formant du magma. Le magma peut remonter à travers le manteau et la croûte terrestre, provoquant des éruptions volcaniques.La subductionLorsque deux plaques tectoniques entrent en collision, l'une d'entre elles peut être poussée sous l'autre et descendre dans le manteau terrestre. Ce processus est appelé subduction. La plaque subductée peut fondre partiellement et libérer de l'eau et d'autres composés volatils dans le manteau, ce qui peut affecter la composition et la dynamique du manteau.La formation de diamantsÀ des profondeurs supérieures à 150 kilomètres dans le manteau terrestre, les conditions de pression et de température sont suffisamment élevées pour que les atomes de carbone se combinent et forment des diamants. Les diamants peuvent être transportés vers la surface de la Terre par des éruptions volcaniques ou par des mouvements de la croûte terrestre.L'interaction avec le noyau terrestreLe manteau terrestre est séparé du noyau externe liquide par une couche de fer solide appelée graine. Les mouvements du manteau peuvent affecter la convection dans le noyau externe, ce qui peut à son tour affecter le champ magnétique terrestre.Quels sont les outils et méthodes pour explorer le manteau terrestre ?L'exploration directe du manteau terrestre est extrêmement difficile en raison de sa profondeur et de sa pression élevée. Cependant, les scientifiques ont développé plusieurs outils et méthodes pour étudier le manteau terrestre de manière indirecte, notamment :la sismologie : les ondes sismiques générées par les tremblements de terre et les explosions volcaniques peuvent voyager à travers le manteau terrestre et être enregistrées par des sismomètres à la surface de la Terre. Les scientifiques peuvent utiliser ces données pour déterminer la structure et la composition du manteau en fonction de la vitesse et de la direction des ondes sismiques ;la tomographie sismique : cette technique utilise des ordinateurs puissants pour créer des images tridimensionnelles de l'intérieur de la Terre en utilisant des données sismiques. Les scientifiques peuvent utiliser la tomographie sismique pour visualiser les mouvements de convection dans le manteau et pour identifier les zones de subduction et de remontée du manteau ;la géochimie : les roches du manteau terrestre peuvent être étudiées en laboratoire pour déterminer leur composition chimique et leur âge. Les scientifiques peuvent utiliser ces informations pour comprendre les processus géologiques qui se produisent dans le manteau et pour retracer l'histoire de la formation de la Terre ;le magnétisme : les roches du manteau terrestre peuvent contenir des minéraux magnétiques qui enregistrent l'orientation du champ magnétique terrestre au moment de leur formation. Les scientifiques peuvent utiliser ces informations pour étudier les mouvements du manteau et les changements du champ magnétique terrestre au fil du temps ;le forage : bien que le forage direct dans le manteau terrestre soit actuellement impossible en raison de sa profondeur et de sa pression élevée, les scientifiques ont réussi à forer dans la croûte terrestre jusqu'à une profondeur de plusieurs kilomètres. Les échantillons de roche prélevés à ces profondeurs peuvent fournir des informations importantes sur la composition et la structure du manteau supérieur.En combinant ces différentes méthodes, les scientifiques peuvent obtenir une image plus complète du manteau terrestre et de ses processus géologiques complexes. 

Manteau terrestre

Le terme « basaltique » se réfère à toute formation minérale étant composée majoritairement de basalte ou ayant la composition du basalte. On parle par exemple de coulées basaltiques, d’épanchement basaltiques, de plateaux basaltiques, d’orgues basaltiques…Du matériel d’origine volcaniqueCe terme sous-entend une origine volcanique, car le basalte est une roche formée par le refroidissement rapide de laves de composition basique. Les basaltes sont composés de 50 % de plagioclases, de 25 à 40 % de pyroxènes, de 10 à 25 % d’olivine et d’un faible pourcentage de magnétite. Ces minéraux donnent une couleur plutôt sombre à tout matériel basaltique. La texture est généralement fine, avec des cristaux très petits (aspect microgrenu). Les matériaux basaltiques sont donc généralement caractérisés par une pâte sombre dans laquelle quelques petits cristaux peuvent être identifiés. Ils peuvent également contenir des petites cavités qui sont les bulles de gaz piégées lors du refroidissement.Basalte. © Max.kit, Wikimedia Commons, CC by-sa 4.0Les magmas basaltiques sont issus de la fusion partielle d’un manteau de composition lherzolitique (manteau primitif). Actuellement, les grandes régions basaltiques se situent au niveau des trapps de Sibérie et du Deccan, ainsi que du plateau de la Columbia aux États-Unis. Les épanchements basaltiques caractérisent également le volcanisme ayant lieu au niveau des dorsales océaniques : le basalte forme ainsi la couche superficielle de la croûte océanique et en est donc l’un des composants essentiels.Les volcans d’Auvergne peuvent-ils se réveiller ?Les volcans islandais, qui se situent au niveau de la dorsale médio-Atlantique, produisent de grandes quantités de laves basaltiques. En France, certains volcans du Massif Central ont également généré des coulées basaltiques.Formes variées et distribution dans le Système solaireCes roches se retrouvent également sur d’autres planètes, comme la Lune ou Mars, mais également Mercure et Vénus où de grands systèmes volcaniques ont été identifiés. Les fameuses « mers » lunaires, étendues sombres visibles à l’œil nu depuis la terre, sont en réalité de grandes étendues de matériel basaltique.Les matériaux basaltiques peuvent avoir des formes très variées, qui dépendent principalement des conditions de refroidissement de la lave. Au fond des océans, on trouve ainsi souvent des basaltes dits en coussin (pillow-basalts), qui refroidissent très rapidement au contact de l’eau de mer froide.Basaltes en coussin © NOAA, domaine publicLes orgues basaltiques, impressionnantes formations de colonnes de basalte à coupe hexagonale, résultent, quant à eux, d’un refroidissement par contraction thermique à cause d’une différence de vitesse de refroidissement entre la surface de la coulée et sa base.Orgues basaltiques, La Gomera, Canaries. © Rainer Haessner, Wikimedia Commons, CC by-sa3.0

Basaltique

Les roches sédimentaires proviennent de la lithification. La lithification est la transformation en roches consolidées des sédiments qui sont des éléments déposés par l'eau, le vent (par exemple le loess qui est un dépôt éolien formé de quartz, d'argile et de calcaire) ou la glace et qui proviennent de l'usure des continents (la destruction de roches) ou d'êtres vivants de la biosphère qui ont concentré ou libéré certaines substances (oxygène, CO2, calcium). Les sédiments eux-mêmes existent sous plusieurs formes comme les sédiments carbonatés et silicieux. 
On peut tenter de dresser une classification des roches sédimentaires mais comme elles sont souvent le résultat de mélanges d’origines multiples, la tâche n’est pas aisée. La composition chimique et la minéralogie sont pourtant d’une aide précieuse ainsi que l’origine de ces roches. Cela permet de distinguer par exemples des roches argileuses, roches phosphatées ou roches salines avec bien sûr les roches carbonatées bien connues que sont les calcaires.

Roche sédimentaire

Système solaire : qu'est ce que c'est ?On appelle Système solaire, l’ensemble des astres soumis au champ de gravitation du Soleil (notre étoile à elle seule représente 99,8 % de la masse totale du Système solaire !). Le Système solaire évolue dans l’un des bras de notre galaxie spirale, la Voie lactée, à quelque 26.000 années-lumière de son centre. Selon les définitions établies par l’Union astronomique internationale, notre Système solaire comprend notamment :Huit planètes — et leurs satellites naturels ; il y en a plus de 175 connus — que sont Mercure, Vénus, la Terre, Mars, Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune, par ordre d’éloignement au Soleil. Les quatre premières sont qualifiées de planètes telluriques, les quatre dernières, de planètes gazeuses.Des planètes naines comme Pluton ou Cérès.Plusieurs centaines de milliers d’astéroïdes composés de roches et de minéraux métalliques essentiellement. Leur taille est extrêmement variable, de plusieurs centaines de kilomètres aux grains de poussière. Ils sont regroupés majoritairement dans la Ceinture d’astéroïdes principale, située entre Mars et Jupiter.Des milliers de comètes composées de poussières et de glaces volatiles.D’innombrables petits corps glacés comme les Centaures — qui orbitent entre Jupiter et Neptune — ou encore les objets transneptuniens dans la lointaine Ceinture de Kuiper.Depuis quelques années, Pluton n’est plus considérée comme une planète et il est officiellement admis que notre Système solaire ne compte que huit planètes. Mais cela pourrait changer… © NasaSystème solaire : un monde rempli de surprisesAu-delà de la Ceinture de Kuiper se trouverait un gigantesque ensemble de corps glacés baptisé nuage d’Oort. Sa limite externe marquerait la limite de l’influence gravitationnelle du Soleil. Les astronomes estiment qu’elle se situe quelque part entre 1,6 et 2 années-lumière — soit entre 101.186 et 126.482 unités astronomiques — de notre étoile ! Mais l’héliosphère — cette bulle créée par les vents solaires — ne s’étend pas aussi loin. Le milieu interstellaire l’interrompt dans une direction à une centaine d’unités astronomiques, soit seulement quelque 0,002 année-lumière.Notez que le Système solaire réserve sans doute encore des surprises aux astronomes. Certaines régions comme la zone située entre le Soleil et Mercure sont encore mal connues. Les orbites de plusieurs objets transneptuniens suggèrent qu'une neuvième planète, peut-être 4 fois plus grande que la Terre et 10 fois plus massive, pourrait se cacher aux confins de notre Système solaire, entre 500 et 1.200 unités astronomiques du Soleil.

Système solaire

La croûte terrestre correspond à la couche superficielle et rigide du globe. Son épaisseur est variable et dépend notamment du type de croûte en présence, puisqu'il en existe deux. 
 la croûte continentale forme, comme son nom l'indique, les continents. Elle est essentiellement de nature granitique et présente une épaisseur moyenne de 30 km ;la croûte océanique se trouve sous les océans. Elle se compose pour sa part de roches basaltiques et affiche une épaisseur moyenne de 6 km. Sa densité est également plus élevée (2,9 contre 2,7 pour la croûte continentale). Elle est générée au niveau des dorsales océaniques, ou rides médio-océaniques.

Croûte terrestre

La croûte océanique correspond à la partie de la croûte terrestre qui forme les océans. Elle se situe au-dessus de Moho (la discontinuité de Mohorovičić) et est principalement composée de roches basiques (basaltes puis gabbros) et ultrabasiques (péridotites). Son épaisseur varie de 5 à 8 km, tandis qu'elle affiche une densité de 2,7.

Croûte océanique

16552_la-terre

[popupdefinition id=3717]Ganym&egrave;de[/popupdefinition] est l'une des principales [popupdefinition id=2550]lunes[/popupdefinition] de [popupdefinition id=3714]Jupiter[/popupdefinition]. Son diam&egrave;tre est d'environ 5.268 kilom&egrave;tres, ce qui en fait le plus gros satellite naturel de tout le Syst&egrave;me, d&eacute;passant de 8 % celui de la plan&egrave;te [popupdefinition id=3722]Mercure[/popupdefinition] et de 2 % celui de [popupdefinition id=3709]Titan[/popupdefinition], la plus grande lune de [popupdefinition id=3703]Saturne[/popupdefinition]. Son &eacute;tude a principalement &eacute;t&eacute; accomplie par les sondes Voyager et [popupdefinition id=2439]Galileo[/popupdefinition]. Avec [popupdefinition id=3718]Callisto[/popupdefinition] et Europe, Ganym&egrave;de sera &agrave; nouveau visit&eacute;e &agrave; l'horizon 2030 par la sonde Jupiter Icy Moons Explorer ([popupdefinition id=18036]Juice[/popupdefinition]) de l'[popupdefinition id=2466]ESA[/popupdefinition].Elle pourra pr&eacute;ciser un mod&egrave;le de son int&eacute;rieur qui, aujourd'hui, propose que Ganym&egrave;de soit diff&eacute;renci&eacute;e avec un noyau de |22b6fa2f9ef7d911d64935081b805e4f|-[popupdefinition id=10470]sulfure[/popupdefinition] de fer(II) et en un [popupdefinition id=2495]manteau[/popupdefinition] de [popupdefinition id=1613]silicates[/popupdefinition]. Le manteau serait lui surmont&eacute; par un oc&eacute;an pris en sandwich entre deux couches de glace&nbsp;dans des phases de cristallisation diff&eacute;rentes. On sp&eacute;cule sur la possibilit&eacute; de l'existence de formes de vie dans l'oc&eacute;an global de Ganym&egrave;de, un peu comme dans le cas d'Europe. Il contiendrait plus d'eau que dans tous les oc&eacute;ans de la Terre.Ganym&egrave;de poss&egrave;de un [popupdefinition id=3878]champ magn&eacute;tique[/popupdefinition], ce qui sugg&egrave;re qu'une partie de son noyau ferreux est [popupdefinition id=15334]liquide[/popupdefinition] et que l'analogue de la g&eacute;odynamo sur Terre s'y produit.&copy; Kelvinsong. Traduction fran&ccedil;aise sur Wikip&eacute;dia : Flappiefh

Ganymède - Photos Futura

Le terme de champ magnétique désigne une région de l’espace soumise à l’action d’une force provenant d’un aimant. Il caractérise également l’influence d’une charge électrique en mouvement et exerce, r...

Les silicates sont une importante famille de minéraux qui représentent près de 95 % des constituants de la croûte terrestre. Cette famille regroupe environ 600 espèces minérales différentes, dont l’ar...

Silicate

Galileo désigne le système européen de navigation par satellite, initiative lancée par l'Union européenne et l'Agence spatiale européenne (ESA). Ce système mondial assurera une complémentarité avec le...

Galileo

Le manteau terrestre correspond à la partie du globe terrestre située entre la croûte et le noyau externe. Cette couche épaisse de la Terre représente environ 84 % du volume total de la Planète et s'é...

Avec notamment l’état solide et l’état gazeux, l’état liquide fait partie des différents états de la matière. Dans l’état liquide, ions, atomes ou molécules sont faiblement liés les uns aux autres. De...

À l’instar de Jupiter, Saturne constitue, avec son cortège de satellites, un système planétaire en miniature, mais, surtout, offre le spectacle somptueux de ses anneaux, découverts dès 1610 par Galilé...

Saturne

Ganymède est le plus gros et le plus brillant des satellites galiléens. Sa surface est constellée de cratères comme la Lune ou Mercure mais les zones blanches révèlent l´eau qui est sous la surface et...

Ganymède

Titan (Saturne VI) a été découvert par Huygens en 1655. Sa période de révolution est de 16 jours. 
Titan possède une atmosphère opaque qui nous empêche d'apercevoir le sol. La pression atmosphérique a...

Titan

Cinquième planète du système solaire, Jupiter a une composition proche de celle du Soleil, mais sa masse n´a pas été suffisante pour déclencher des réactions nucléaires et former une étoile. Son atmos...

Jupiter

Un sulfure est un nom général faisant référence à des composés binaires formés par le soufre principalement avec des éléments métalliques (exemples : CS2, H2S, Na2S). Un sulfure peut également faire r...

Sulfure

Juice est une sonde d’exploration destinée à Jupiter et certaines de ses lunes de l’Agence spatiale européenne. Cette sonde sera construite par Airbus et lancée par un lanceur Ariane 5 d’Arianespace e...

Juice

L'ESA (European Space Agency) est l'Agence spatiale européenne. Equivalent de la NASA en Europe. 
L'Agence spatiale européenne représente pour l'Europe une porte d'accès à l'espace. Sa mission consist...

Le terme « mercure » est employé pour désigner un élément chimique et une planète.Chimie : le mercure, un élément chimiqueLe mercure est l'élément voisin de l’or dans le tableau périodique des élément...

Mercure

Une lune
Une lune avec un « L » minuscule est le satellite d'une planète. Par exemple Phobos et Deimos sont les deux lunes de la planète Mars.
La Lune
La Lune avec un « L » majuscule est l'unique sate...

Lune

Callisto est le satellite galiléen le plus éloigné de Jupiter. Il n´est pas le plus petit mais c´est le moins brillant : la glace n´apparaît que dans les cratères récents. Ailleurs ce sont des roches ...

Callisto

16554_ganymede

[popupdefinition id=3709]Titan[/popupdefinition] est le plus grand satellite naturel de [popupdefinition id=3703]Saturne[/popupdefinition] et son&nbsp;diam&egrave;tre de 5.151 km environ est de 6 % plus grand que celui de [popupdefinition id=3722]Mercure[/popupdefinition]. Titan a &eacute;t&eacute; particuli&egrave;rement &eacute;tudi&eacute; de pr&egrave;s par la mission Cassini-Huygens.Titan serait compos&eacute; &agrave; moiti&eacute; de glace d'eau et &agrave; moiti&eacute; de roches ([popupdefinition id=1613]silicates[/popupdefinition] et [popupdefinition id=721]fer[/popupdefinition]). La glace est le composant principal de la [popupdefinition id=2491]cro&ucirc;te[/popupdefinition], majoritairement de la glace d'eau mais probablement m&eacute;lang&eacute;e avec de la glace d'[popupdefinition id=2959]ammoniac[/popupdefinition] (NH3) et des glaces d'[popupdefinition id=13053]hydrocarbures[/popupdefinition] comme du m&eacute;thane (CH4) et de l'&eacute;thane (C2H6).Titan est tr&egrave;s probablement diff&eacute;renci&eacute; avec un noyau rocheux de 3.400 km de diam&egrave;tre entour&eacute; par plusieurs couches de diff&eacute;rentes [popupdefinition id=1448]formes cristallines[/popupdefinition] de glace. Certaines indications sugg&egrave;rent la pr&eacute;sence d'un oc&eacute;an d'eau [popupdefinition id=15334]liquide[/popupdefinition] entre deux couches de ces glaces [popupdefinition id=2265]exotiques[/popupdefinition].L'[popupdefinition id=850]atmosph&egrave;re[/popupdefinition] de Titan est compos&eacute;e &agrave; 98,4 % de diazote sous une [popupdefinition id=17466]pression[/popupdefinition] proche de celle de la Terre, le 1,6 % restant &eacute;tant compos&eacute; de m&eacute;thane et de traces d'autres [popupdefinition id=15336]gaz[/popupdefinition] comme des hydrocarbures. Du [popupdefinition id=10364]tholin[/popupdefinition], une substance organique plus ou moins azot&eacute;e de [popupdefinition id=15213]masse[/popupdefinition] mol&eacute;culaire &eacute;lev&eacute;e se formerait dans l'atmosph&egrave;re de Titan &agrave; partir de ces hydrocarbures et pourrait recouvrir une partie de la surface de Titan comme par du [popupdefinition id=19696]bitume[/popupdefinition].&copy; Kelvinsong

La masse est une propriété physique fondamentale d’un corps. Elle rend compte, dans une bonne approximation, de la quantité de matière contenue dans ce corps indépendamment de l’endroit où il se trouve.L'unité de la masse : le kilogrammeLa masse se représente par le symbole m et, dans le Système international, son unité est le kilogramme (kg).Il existe en réalité, deux types de masse :la masse d’inertie qui indique la résistance qu’un corps oppose à une modification de son mouvement sous l’action d’une force ;la masse gravitationnelle, relative à la gravitation à laquelle le corps est soumis.Dans les faits, ces deux grandeurs sont équivalentes. L’expérience a montré en effet qu’elles étaient égales à 10-12 près.Entre 1889 et 2019, le kilogramme était défini comme la masse de l’étalon mille grammes en Platine-Iridium, ici en image de synthèse. Mais des questions de précision et de stabilité de l’étalon ont poussé les scientifiques à se tourner vers la constante de Planck. © astrosystem, Adobe StockNe pas confondre masse et poidsSi, dans la vie courante, la confusion ne prête pas à conséquence, il est de bon ton pour tout apprenti physicien de bien faire la différence entre poids et masse.Le poids, également appelé « masse gravitationnelle », exprime la force de gravitation qu’un corps exerce sur un autre. Ainsi le poids varie selon l’endroit dans lequel on place le corps en question. Sur la Lune, un corps présentera un poids six fois moindre que sur la Terre. L’unité de poids est le Newton (N).Masse et poids sont liés par la relation suivante :poids = masse x goù g représente l’accélération de la pesanteur en un lieu donné

Masse

L’ensemble des faces d’un cristal répondant aux symétries établies par le réseau cristallin définit la forme cristalline d’un minéral. Cette dernière est caractérisée par le nombre de faces et la symétrie propre du cristal. Il existe ainsi 47 formes cristallines, chacune possédant un nom officiel. Chacune de ces formes appartient à l’un des sept systèmes cristallins.Système cristallin versus forme cristallineLe système cristallin, aussi appelé système réticulaire, permet de caractériser un cristal suivant les opérations de symétrie qui lui sont applicables : axes de rotation, axes de roto-inversion et plans de réflexion (miroirs). Il existe ainsi sept polyèdres différents représentant sept systèmes cristallins qui se nomment : triclinique, monoclinique, orthorhombique, tétragonal, rhomboédrique, hexagonal et cubique. Ces systèmes sont définis par la géométrie de la maille élémentaire au sein du réseau cristallin.Or, s’il est possible de classer l’ensemble des minéraux existants dans l’un de ces sept systèmes cristallins, la forme réelle d’un minéral peut être bien plus diversifiée. Ainsi, les formes cristallines dérivent toutes de modifications du polyèdre de base, notamment par des troncatures de plans, d’arêtes ou d’angles. Un minéral appartenant au système cubique, par exemple, peut donc prendre de nombreuses formes différentes qui n’auront pas forcément l’apparence d’un cube.Forme ouverte ou ferméeParmi les 47 formes cristallines qui existent, on distingue les formes dites ouvertes et les formes dites fermées. Les formes ouvertes correspondent aux formats qui ne définissent pas un volume à proprement parler, certaines faces étant ouvertes. Les formes fermées définissent des volumes bien définis.Si un cristal peut aisément se présenter sous une forme fermée, il ne pourra pas présenter une seule forme ouverte. Il s’agira alors de combinaisons de formes ouvertes.Les différentes formes cristallines ferméesCi-dessous, voici présentées les différentes formes cristallines en fonction des sept systèmes cristallins. Ne sont montrées que les formes fermées.disphénoïde rhombique : forme composée de quatre triangles scalènes ;bipyramide rhombique : forme bipyramidale composée de huit triangles scalènes ;bipyramide trigonale : forme bipyramidale composée de six triangles isocèles ;bipyramide tétragonale : forme bipyramidale composée de huit triangles isocèles.Bipyramide tétragonale. © Mahlerite, Wikimedia Commons, CC by-sa 3.0 bipyramide hexagonale : forme bipyramidale composée de douze triangles isocèles ;bipyramide ditrigonale : forme bipyramidale composée de douze triangles isocèles ;bipyramide ditétragonale : forme bipyramidale composée de seize triangles isocèles ;bipyramide dihexagonale : forme bipyramidale composée de vingt-quatre triangles isocèles ;disphénoïde tétragonal : forme composée de quatre triangles isocèles ;rhomboèdre : forme composée de six losanges ;scalénoèdre tétragonal : forme composée de huit triangles scalènes ;scalénoèdre ditrigonal : forme composée de douze triangles scalènes ;trapézoèdre tétragonal : forme composée de huit trapèzes.Trapézoèdre tétragonal. © Bvs-aca, Wikimedia Commons, domaine publictrapézoèdre trigonal : forme composée de six trapèzes ;trapézoèdre hexagonal : forme composée de douze trapèzes ;tétartoïde : forme composée de douze pentagones ;pentagonododécaèdre : forme composée de douze pentagones.Pantagono-dodécaèdre. © Mahlerite, Wikimedia Commons, CC by-sa 3.0 diploèdre : forme composée de vingt-quatre trapèzes ;gyroïde (pentagonotrioctaèdre) : forme composée de vingt-quatre pentagones ;tétraèdre : forme composée de quatre triangles équilatères ;tétragonotritétraèdre : forme composée de douze trapèzes ;trigonotritétraèdre : forme composée de douze triangles isocèles ;hexatétraèdre : forme composée de vingt-quatre triangles scalènes ;cube : forme composée de six carrés ;octaèdre : forme composée de huit triangles équilatères ;rhombododécaèdre : forme composée de douze losanges ;trigonotrioctaèdre : forme composée de vingt-quatre triangles isocèles.Trigonotrioctaèdre. © Mahlerite, Wikimedia Commons, CC by-sa 3.0 tétragonotrioctaèdre : forme composée de vingt-quatre trapèzes ;tétrahéxaèdre : forme composée de vingt-quatre triangles isocèles ;hexaoctaèdre : forme composée de quarante-huit triangles scalènes.Les formes cristallines permettent de décrire « l’habitus » d’un cristal, c’est-à-dire sa morphologie caractéristique. Cela permet de différencier plusieurs minéraux cristallisant dans le même système cristallin mais présentant des formes cristallines différentes.Quelques exemplesLa pyrite, qui appartient au système cubique, cristallise habituellement sous la forme cubique, mais également octaèdre et dodécaèdre.Pyrite octaédrique. © Didier Descouens, Wikimedia Commons, CC by-sa 4.0La calcite, qui appartient au système trigonal, cristallise habituellement sous la forme de rhomboèdres.Le quartz, lui aussi dans le système trigonal, cristallise souvent sous la forme d’un prisme hexagonal (forme ouverte) terminé par deux rhomboèdres, ou bien sous la forme d’une bipyramide hexagonale.Monocristal de quartz de synthèse. © Didier Descouens, Wikimedia Commons, CC by-sa 4.0

Forme cristalline

Le tholin, ou encore la tholine, est un terme inventé par l'astronome Carl Sagan pour décrire la difficulté à caractériser les substances qu'il a obtenues au cours d’expériences du type de celle de Miller, avec les mélanges de gaz qui se trouvent dans l'atmosphère de Titan. Ce terme est généralement utilisé maintenant pour décrire des composants organiques azotés de couleur rouge brun (sépia), de structure mal connue, qu'on trouve sur les surfaces planétaires des corps glacés du Système solaire externe comme Titan ou Triton. 
Les mécanismes exacts de leur formation ne sont pas connus, mais on pense qu’ils se forment sous l'action du rayonnement ultraviolet sur des composés organiques simples, tels que le méthane, l’éthane ou l'éthylène en présence d'azote et parfois d'eau.

Tholin

Avec notamment l’état liquide et l’état solide, l’état gazeux fait partie des différents états de la matière. Dans l’état gazeux, ions, atomes ou molécules sont si faiblement lié(e)s les un(e)s aux autres qu’ils (elles) sont quasi indépendant(e)s. Contrairement à ce qui se passe dans un solide ou dans un liquide, dans un gaz les atomes ont la capacité de se déplacer de manière totalement désordonnée.
État gazeux et caractéristiques des gaz
À l’échelle macroscopique, les gaz, comme les liquides, n’ont pas de forme propre. Les gaz n’ont pas non plus de volume propre, ce qui les rend compressibles.
Les gaz sont également miscibles entre eux. L’air, par exemple, est un mélange de plusieurs gaz : diazote, dioxygène, dioxyde de carbone, etc.
Un gaz peut se dissoudre dans un liquide, comme le fait par exemple l’oxygène dans le sang.
Gaz parfaits
Dans une bonne approximation, beaucoup de gaz réels peuvent être considérés, à faible pression, comme étant ce que les physiciens appellent des « gaz parfaits ». Le gaz parfait est un modèle thermodynamique qui donne les relations entre pression, volume et température et ce, quelle que soit la nature chimique du gaz.

Le bitume est un mélange d’hydrocarbures de couleur brun à noirâtre, que l’on trouve à l’état naturel mais qui provient le plus souvent de la distillation du pétrole. La grande majorité (90 %) du bitume est utilisée comme liant dans des enrobés routiers (routes, parkings, trottoirs, etc). Incorporé à hauteur d’environ 5 %, le bitume permet l’adhérence des granulats à l’intérieur de l’enrobé, assure l’étanchéité du mélange et ses propriétés viscoélastiques.Le bitume sert aussi à assurer l’étanchéité de toitures, de terrasses, de bassins ou de barrages. Le bitume est solide à température ambiante, mais se liquéfie entre 150 et 180 °C, pour devenir un liquide visqueux et élastique. Il a remplacé le goudron, issu de la cokéfaction de la houille mais aujourd’hui interdit en raison de sa toxicité.Les différents types de bitume et leur utilisationLe bitume peut être séparé en plusieurs fractions à l’aide de solvants spécifiques. La partie huileuse est constituée de maltènes, tandis que les asphaltènes se présentent sous forme d’un matériau solide, noir et cassant. Plus le bitume est dur, plus il contient d’asphaltènes. Les bitumes sont classifiés selon leur grade, défini par sa pénétrabilité. Les plus utilisés en France sont les bitumes de grade 35/50 et 50/70.Outre le revêtement routier, le bitume sert aussi à l’étanchéité de bassins, de toitures ou de terrasses. © Zakhar Marunov, Adobe StockIl existe d’autres types de bitume réservés à des usages spécifiques.Le bitume oxydé ou bitume soufflé : obtenu par injection d’air dans la colonne de distillation, il possède un point de ramollissement élevé.Les bitumes modifiés : bitumes auxquels on a ajouté des additifs pour améliorer leurs performances (faible sensibilité à la température, bonne résistance à l'usure, comportement élastique, isolation acoustique…) ou modifier la couleur (ajout de pigments).Les bitumes spéciaux : ils sont fabriqués à partir de bases spécialement choisies pour leur conférer une propriété recherchée, mais ne contiennent pas d’additif.La bitume fluidifié : bitume dont on a réduit la viscosité grâce à des fluidifiants (par exemple le kérosène) pour pouvoir les utiliser à plus faible température.Le bitume oxydé : obtenu par adjonction d’huiles de fluxage et d’air à haute pression, il est employé comme produit d’étanchéité. Il se présente sous forme de pains à fondre dans des fours rotatifs ou de bandes bitumineuses à coller à chaud.Les émulsions de bitume : elles consistent à disperser le bitume sous forme de fines gouttelettes dans l’eau, puis à stabiliser le mélange avec un tensioactif. L’émulsion de bitume permet de faciliter la mise en œuvre, avec des poses applicables à des températures de 80 °C, voire à température ambiante.Bitume, sécurité et environnementOutre les risques de brûlure lors sa manipulation, le bitume émet des fumées contentant des traces d’hydrocarbures aromatiques polycliniques (HAP) dont certaines sont classées cancérogènes. Néanmoins, aucune étude épidémiologique n’a permis de montrer un lien entre cancer et exposition aux fumées de bitume.Bien qu’issu d’un produit fossile, le bitume est un matériau durable, inerte, sans impact sur l’environnement et recyclable. En France, les nouvelles routes intègrent ainsi 10 à 30 % d’enrobés recyclés, mais il est en théorie possible de recycler 100 % des enrobés, ce qui permet de réduire de moitié l’utilisation de bitume dans le nouveau mélange.

Bitume

Pour le physicien, le terme pression renvoie à une force — qui se mesure en newton (N) — exercée sur une surface donnée — mesurée en mètres carrés (m2). Dans le système international et depuis 1971, l’unité de mesure de la pression est le pascal (Pa). Ainsi une pression de 1 Pa correspond à une force de 1 N qui s’exerce sur une surface de 1 min 2 s. Le pascal est donc une unité de mesure caractéristique d’une faible pression.
De fait, d’autres unités de mesure de la pression plus appropriées peuvent être employées. Le bar (bar) notamment qui correspond à 105 Pa. Ou encore l’atmosphère (atm) qui équivaut à 101.325 Pa. Voire même le millimètre de mercure (mmHg) qui vaut 133 Pa.
La pression se mesure à l’aide d’un manomètre. Le plus ancien reposait sur la variation de hauteur d’une colonne de liquide sous la pression. Il a été inventé en 1643 par Evangelista Torricelli. Aujourd’hui, on parle plus de capteurs de pression ou de sondes de pression qui exploitent par exemple des variations de résistance ou de capacité électrique.
Une mesure de pression peut aussi bien être absolue que relative. Il existe alors une valeur de référence qui est généralement la pression normale correspondant par convention à 1 atm.
Au cœur du Soleil, la pression est de l'ordre de 1016 Pa ! © Pexels, Pixabay, CC0 Creative Commons
Le résultat des mouvements moléculaires
D’un point de vue microscopique, la pression est en fait le résultat de l’agitation incessante des atomes et des molécules et de leurs collisions, entre elles ou sur des obstacles. Le résultat d’un transfert de quantité de mouvement dans un gaz ou un liquide et ses effets sur des parois, réelles ou virtuelles. La pression s’exerce naturellement dans toutes les directions. Dans un gaz, elle augmente lorsque la vitesse à laquelle se déplacent les particules augmente. Lorsque la température du gaz augmente donc. Idem lorsque la masse volumique augmente puisqu’alors les collisions sont plus nombreuses.
Parmi les pressions les plus connues, remarquons celle que l’on appelle la pression atmosphérique. C’est la pression exercée par l’air contenu dans notre atmosphère. Sa valeur moyenne au niveau de la mer est de 101.325 Pa soit 1 atm et environ 1 bar. Notons qu’une pression atmosphérique élevée est synonyme de temps calme. En revanche lorsque la pression atmosphérique baisse, le temps tourne généralement à la pluie.

Pression

L’atmosphère est, au sens large, une couche gazeuse qui enveloppe certains astres. La Terre ainsi que d’autres planètes ou les étoiles en sont pourvues. Une atmosphère peut contenir des particules en suspension (poussières, aérosols, etc.) ou atteindre des températures très élevées, comme c’est le cas pour les étoiles, engendrant alors une émission de lumière.Composition de l'atmosphère terrestreL’atmosphère terrestre est la partie la plus proche du sol de la Terre. C'est une couche de gaz qui entoure le globe maintenue par la force gravitationnelle et qui l'empêche de se disperser dans l'univers. Elle correspond à la couche de gaz et de particules qui entoure notre planète. L’air, inodore et incolore, se compose très majoritairement de diazote (78 %), de dioxygène (21 %) et d’autres gaz, dont l’argon et le dioxyde de carbone. Ceux-ci, cumulés aux particules en suspension, jouent un rôle fondamental dans le maintien de la vie : absorption partielle du rayonnement ultraviolet, tampon thermique ou réchauffement de la surface par effet de serre. Ainsi, entre le jour et la nuit, les températures fluctuent peu. Autre gaz, la vapeur d'eau peut se modifier et contenir aussi bien des éléments liquides tels que les embruns, la pluie…) ou solides tels que les grêlons, flocons de neige, particules de poussières. L'atmosphère transporte également des corps étrangers, résultant de l'activité humaine (pesticides, oxydes d’azote…) ou de processus naturels (pollens, particules issues d'éruption volcanique).L'atmosphère terrestre. © meteotek08, Flickr, Wikimedia Commons, CC by-sa 2.0Les couches de l'atmosphère terrestreSa limite est difficile à déterminer car il n’existe pas de frontière nettement dessinée. La Fédération aéronautique internationale a placé la frontière entre l'atmosphère et l'espace à 100 km et a baptisé cette limite Ligne de Kármán.Néanmoins, l’atmosphère terrestre se compose de plusieurs couches :
la troposphère, présente au niveau du sol jusqu’à une dizaine de kilomètres d’altitude et concentrant la majeure partie de la masse de l’air et des phénomènes météorologiques ;
la stratosphère, qui compose le niveau supérieur, jusqu’à 50 km d’altitude, et héberge la couche d’ozone, absorbant une grande partie du rayonnement solaire ;
la mésosphère, située entre 50 et 80 km d’altitude ;
la thermosphère, jusqu’à 800 km d’altitude ;
l’exosphère, qui se poursuit jusqu’à 50 000 km d’altitude, avec une densité gazeuse très faible.
L’atmosphère comme unité de pressionEn métrologie, symbolisée atm, l’atmosphère peut aussi désigner une unité de pression non incluse dans le système internationale. Elle équivaut à la pression atmosphérique normale au niveau de la mer, soit 101 325 pascals (Pa).

Atmosphère

L’ammoniac est un composé de formule chimique NH3. À température ambiante, il se présente sous la forme d’un gaz incolore mais très irritant et à l’odeur piquante.
Ne pas confondre ammoniac et ammoniaque
Lorsqu’on dissout du gaz ammoniac dans de l’eau, on obtient de l’hydroxyde d’ammonium, également appelé ammoniaque (se souvenir de la terminaison évoquant « aqueux »). La formule chimique de l’ammoniac est NH3, celle de l’ammoniaque est NH4OH. 
Dans quelles situations utiliser de l’ammoniac ou de l’ammoniaque ?
L’ammoniac sert essentiellement à la fabrication d’engrais azotés. Mais il peut également être employé comme gaz réfrigérant ou pour la production de plastiques, d’explosifs ou d’autres produits chimiques.
L’ammoniaque est un excellent détachant, dégraissant et détartrant. Il entre donc dans la composition de nombreux produits ménagers.
Produire de l’ammoniac
Dans l’industrie, l’ammoniac est produit à partir de diazote (N2) et de dihydrogène (H2). Dans la nature, la décomposition de matières organiques produit également de l’ammoniac. Et peut-être la biochimie fera-t-elle bientôt appel à des enzymes nitrogénases, synthétisée par des bactéries pour catalyser qui servent pour réduire (au sens chimique du terme) le diazote en ammoniac.
Les dangers de l’exposition à l’ammoniac
L’ammoniac est très corrosif. Il peut provoquer des irritations, voire des brûlures.
Une exposition à l’ammoniaque, que ce soit par inhalation, par ingestion ou par contact, peut, quant à elle, entraîner des difficultés à respirer, des brûlures dans les yeux ou le nez, l’apparition de sang dans les selles, des évanouissements, une nécrose de la peau, etc.
Les deux produits doivent donc être manipuler avec la plus grande précaution.
Le saviez-vous ?
 La dégradation des acides animés produit de l’ammoniaque qui est transformée en urée dans le foie humain. Une augmentation de l’ammoniaque sanguin permet ainsi de détecter un dysfonctionnement du foie.Champ lexical : ammoniaque | hydroxyde d'ammonium

Ammoniac

Dans le langage courant, on parle d’hydrocarbure pour faire référence au pétrole ou encore au gaz naturel. Plus scientifiquement, on appelle hydrocarbure (HC) — ou carbure d’hydrogène —, des molécules organiques exclusivement composées de carbone et d’hydrogène. Leur formule brute s’écrit donc CnHm, n et m étant des nombres entiers naturels.
Les différentes natures d’hydrocarbures
 Les hydrocarbures peuvent être saturés. Ils sont alors appelés alcanes — linéaires ou ramifiés — ou cycloalcanes — s’ils sont cycliques. Leur formule chimique s’écrit : CnH(2 n +2) — ou CnH2n pour les cycloalcanes monocycliques. Et leur chaîne carbonée ne compte que des liaisons chimiques simples.
S’ils sont insaturés, ils peuvent également présenter une structure linéaire, ramifiée ou cyclique et sont qualifiés :
d’alcènes — anciennement appelés les oléfines — lorsqu’ils incluent une double liaison (CnH2n),d’alcynes lorsqu’ils incluent une liaison triple (CnH2n-2),de cyclènes (liaison double),de cyclynes (liaison triple), ou d’hydrocarbures aromatiques lorsqu’ils sont cycliques.
On ne trouve pas des hydrocarbures que sur Terre. Du méthane et de l'éthane liquide ont par exemple été identifiés sur Titan, la plus grande lune de Saturne. © Nasa, JPL-Caltech, SSI
Quelques propriétés des hydrocarbures
À température ambiante, les hydrocarbures sont inflammables, à l’image du pétrole et du gaz naturel, deux carburants importants. Par ailleurs, ils ne se mélangent pas à l’eau. Leur densité est variable. Et leurs températures d’ébullition et de fusion ainsi que leur masse volumique et indice de réfraction, notamment pour les alcanes, dépendent de la longueur de leur chaîne carbonée ainsi que de ses ramifications.
Hydrocarbures et environnement
Utilisés massivement, comme source d’énergie notamment, depuis quelques décennies, les hydrocarbures constituent une source de gaz à effet de serre majeure et un danger pour l'environnement. La menace du réchauffement climatique conduit donc à chercher à en limiter la consommation. D’autant que la ressource n’est pas renouvelable, à l’échelle humaine. Elle résulte de la décomposition de matière organique accumulée dans des bassins sédimentaires pendant des millions d’années. Les gisements d’hydrocarbures conventionnels commencent à s’épuiser et l’exploitation d’hydrocarbures non conventionnels a été lancée pour continuer de subvenir aux besoins.

Hydrocarbure

Le terme « mercure » est employé pour désigner un élément chimique et une planète.Chimie : le mercure, un élément chimiqueLe mercure est l'élément voisin de l’or dans le tableau périodique des éléments et l’un des favoris des alchimistes. Il présente la particularité d’être le seul métal liquide à température ambiante. Il existe à l'état naturel sous forme de sulfure, le cinabre, et est utilisé pour les instruments de physique et l'extraction de l'or principalement.Le mercure est le seul métal liquide à température ambiante. © W. Oelen, Wikimedia Commons, CC by-sa 3.0GénéralitésSymbole : HgNuméro atomique : 80Électrons par niveau d’énergie : 2, 8, 3Masse atomique : 1,008 uIsotopes les plus stables : 202Hg stable avec 122 neutrons (29,86 %), 200Hg stable avec 120 neutrons (23,1 %), 199Hg stable avec 119 neutrons (16,87 %), 201Hg stable avec 121 neutrons (13,18 %), 198Hg stable avec 118 neutrons (9,97 %), 204Hg stable avec 124 neutrons (6,87 %), 196Hg stable avec 116 neutrons (0,15 %)Série : métaux de transitionGroupe, période, bloc : 12, 6, dDensité : 13,546Point de fusion : -38,842 °CPoint d’ébullition : 356,62 °CHistorique du mercureConnu dès l’Antiquité, le mercure a très vite servi à amalgamer l’or. Il était désigné sous le nom de vif-argent du XVIe au XIXe siècle. Les alchimistes l’associaient à la planète Mercure, ce qui explique son nom actuel. Le symbole Hg, lui, provient du grec hydrargyrum pour « argent liquide ». L’or est un métal qui, à l’état naturel, est considéré comme rare. Mais serait-il possible d’en créer artificiellement à partir de plomb ou de mercure par exemple ? Unisciel et l’université de Lille 1 on exploré la question au cours de cet épisode de Kézako.Propriétés du mercureLe mercure se présente sous la forme d’un liquide argenté. En dehors des gaz rares, le mercure est le seul élément qui existe sous la forme d’une vapeur monoatomique. Il forme des alliages appelés amalgames avec presque tous les métaux, sauf le fer, le nickel et le cobalt. Dans l’air sec, il ne s’oxyde pas mais forme un oxyde en présence d’air humide.Utilisation du mercureLes amalgames dentaires contiennent souvent du mercure, ainsi que certaines piles. Les lampes à vapeur de mercure produisent un violet profond. Pendant longtemps, les thermomètres ont contenu du mercure, qui a par la suite été banni à cause de sa toxicité. La chimie nucléaire emploie aussi le mercure. Enfin, l’une des principales applications du mercure consiste à amalgamer l’or pour l’extraire plus facilement.Toxicité du mercureLe mercure est un élément très toxique pour l’Homme, quels que soient le composé et le degré d’oxydation. Il se fixe facilement dans la matière organique ainsi que les processus métaboliques. On le trouve alors sous forme méthylée. De plus, il est très mobile, puisqu’il est volatil à température ambiante. Parmi ses méfaits sur l’organisme, il affecte les fonctions cérébrales, ainsi que les reins. Il pourrait aussi constituer un perturbateur endocrinien et être responsable de cancers. Le mercure est aussi cytotoxique envers les cellules souches du système nerveux central.Astronomie : Mercure, la planète la plus proche du SoleilMercure, la planète la plus proche du Soleil, est aussi la plus petite depuis que Pluton n'est plus considérée comme une planète. Sa trajectoire apparente dans le ciel rend son observation depuis la Terre extrêmement difficile : Mercure ne s'écarte jamais de plus de 28° du Soleil et la meilleure résolution télescopique ne dépasse pas 700 kilomètres.Jusque-là très fragmentaires et approximatives, la plupart de nos connaissances sur Mercure ont été apportées par la sonde américaine Mariner 10, qui a survolé son objectif à trois reprises en mars 1974, septembre 1974 et mars 1975.Son orbite, d'une excentricité de 0,206 et d'une inclinaison de 7° sur le plan de l'écliptique, fait de Mercure une remarquable planète du Système solaire (là encore, seule Pluton possédait une orbite aussi elliptique et aussi inclinée) ; par ailleurs, la période de rotation sidérale de Mercure sur elle-même (58,646 jours) est exactement égale aux deux tiers de sa période de révolution sidérale autour du Soleil (87,97 jours). Cette commensurabilité entre rotation et révolution dans le rapport 2/3 est due à l'action de frein des marées solaires sur la rotation de Mercure. Théoriquement, ce freinage devrait aboutir à un rapport 1/1, alors que la synchronisation observée, dite métastable dans le rapport 2/3 ne peut être conservée que si l'orbite est fortement elliptique, ce qui est effectivement le cas, et si la planète présente une forte anomalie de répartition de masse, ce qui est donc fortement soupçonné. Nous pouvons d'ailleurs remarquer que le plus important cratère d'impact de Mercure, le bassin Caloris, se trouve à proximité de la position théorique de cette anomalie de masse.Mariner 10 a aussi mesuré avec précision la pression au sol (10-12 atmosphère, soit 10-9 hectopascals) ainsi que les températures diurne (430 °C près du périhélie et au voisinage du point subsolaire) et nocturne (- 170 °C dans les régions équatoriales). La forte densité de Mercure indique une proportion de fer très élevée par rapport aux silicates. Si la constitution interne de la planète est différenciée, cela correspond à un noyau ferreux de 1.830 kilomètres de rayon pour un manteau silicaté ayant seulement 610 kilomètres d'épaisseur.Cette dernière hypothèse semble confirmée par le champ magnétique détecté par le magnétomètre de Mariner 10, d'une valeur de 400 gammas, et qui correspond au franchissement par la sonde d'une magnétosphère créée dans un champ dipolaire interne propre à la planète. Ce champ provient très vraisemblablement du fonctionnement d'une dynamo interne dans le noyau, indiquant par là-même que la planète est très probablement différenciée.Les principaux renseignements géologiques concernant Mercure ont été acquis par les caméras de Mariner 10. Celles-ci ont fourni une couverture photographique de 40 % de la surface de la planète entre les longitudes + 10° et + 190° avec une résolution moyenne de 2 kilomètres ; ponctuellement, la résolution a atteint 200 mètres et 20 % de la surface ont été photographiés avec un recouvrement stéréoscopique. Morphologie de MercureSur toutes les planètes privées d'atmosphère, comme Mercure, on peut établir une chronologie des cratères selon leur état de fraîcheur. Les cratères récents sont intacts, alors que les cratères très anciens ont été dégradés par d'autres impacts. Sur Mercure comme sur la Lune, une estimation du nombre de cratères en fonction de leur âge relatif montre que la fréquence des impacts, très élevée autrefois, a considérablement diminué au cours du temps.Les cratères permettent de dater les terrains de Mercure : les terrains anciens, exposés depuis longtemps au bombardement, seront très cratérisés ; en revanche, les terrains jeunes le seront nettement moins. Cet étalement dans la densité des cratères forme une « stratigraphie fossile » et permet d'établir une chronologie relative, mais précise.En appliquant cette méthode, on peut constater que 80 % de la surface de Mercure est constituée de terrains très anciens : ce sont les plaines dites intercratères et les terrains de cratérisation élevée. Dix pour cent de la surface sont formés de plaines moyennement cratérisées, dites intermédiaires, qui oscillent d'un pôle relativement abondant (7 %) encore beaucoup cratérisé, à un pôle très peu abondant (3 %) assez peu cratérisé. Le reste de la planète est constitué de plaines lisses, très peu ou pas cratérisées, donc d'âge récent. En comparant les dénombrements de cratères avec ceux qui ont été effectués sur la Lune, dont on a pu déterminer les âges absolus des terrains par datation isotopique, on peut estimer à 3,8 - 3,9 milliards d'années l'âge des plaines d'âge récent, et à au moins 4,0 - 4,2 milliards d'années celui des plaines intercratères. On peut affiner cette échelle stratigraphique en classant les cratères selon leur état de dégradation et la densité de leur distribution. Une cartographie d'ensemble permet alors de déterminer les surfaces relatives de ces terrains, et ainsi de connaître l'évolution dans le temps des processus les ayant créés. On constate alors que la formation des plaines a été très précoce dans l'histoire de la planète. Très actif avant 4,1 milliards d'années, ce processus a rapidement décru pour cesser presque complètement il y a 3,9 milliards d'années environ. Une intense mais brève réactivation s'est produite vers 3,8 milliards d'années, et depuis, il ne semble plus y avoir eu de production notable de nouveaux types de terrains sur Mercure.Nature des terrains de MercureDeux types d'arguments semblent indiquer une activité volcanique sur Mercure :Arguments morphologiques. De nombreuses structures apparaissant sur les photos de Mariner 10, telles rides et dômes, sont très probablement d'origine volcanique. De plus, les images détaillées montrent que les plaines lisses recouvrent les plaines intercratères aux points de contact, envahissant les zones de faible altitude et transformant les parties hautes en "îles", comme le font des nappes de lave recouvrant un terrain accidenté.Arguments spectroscopiques. L'examen spectroscopique de la surface de Mercure révèle les bandes spectrales caractéristiques de certains minéraux volcaniques. En particulier, la bande des 950 nanomètres caractérise l'ion fer dans les pyroxènes. Des études spectrales plus précises ont été menées en comparant les spectres de Mercure et ceux d'échantillons lunaires, qui montrent des similitudes importantes entre les spectres de Mercure et ceux des basaltes lunaires pauvres en fer et en titane, les plus clairs des échantillons de basaltes lunaires récoltés lors des missions Apollo 12 et 15.On peut aussi noter l'absence remarquable de raies caractéristiques du fer dans les olivines, raies qui devraient être présentes dans l'hypothèse d'une composition chondritique (ultrabasique). Ces études spectrales, montrent que la surface de Mercure est remarquablement homogène, ce que confirme l'examen de son albédo. Il n'y a pas, comme sur la Lune, dualité entre terrains sombres (mers lunaires) et terrains clairs (continents lunaires). La surface de Mercure se révèle ainsi constituée en totalité de terrains volcaniques très anciens complètement disloqués par des impacts de météorites pour les plaines intercratères et intermédiaires, un intense mais bref épisode volcanique ayant ultérieurement produit les plaines lisses, restées relativement intactes du fait de la raréfaction de l'action météoritique. Fiche signalétique de MercureMasse (kg) : 3.303+23Masse (Terre = 1) : 5,5.271-02Rayon équatorial (km) : 2,439,7Rayon équatorial (Terre = 1) : 3,8.252-01Densité moyenne (gm/cm3) : 5,42Satellites : 0Distance moyenne au Soleil (km) : 57.910.000Distance moyenne au Soleil (Earth = 1) : 0,3.871Période de rotation (jours) : 58,6.462Période de révolution (jours) : 87,969Vitesse orbitale moyenne (km/sec) : 47,88Excentricité : 0,2.056Inclinaison de l'axe : 0.00°Inclinaison du plan de l'orbite : 7,004°Gravitation en surface à l'équateur (m/sec2) : 2,78Vitesse d'évasion à l'équateur (km/sec) 4,25Réflectivité (Albedo géométrique) : 0,10Magnitude absolue (Vo) : -1,9Température moyenne en surface : 179 °CTempérature maximale en surface : 427 °CTempérature minimale en surface : -173 °CComposition de l'atmosphère de Mercure :Hélium : 42 %Sodium : 42 %Oxygène : 15 %Autres : 1 %

Titan (Saturne VI) a été découvert par Huygens en 1655. Sa période de révolution est de 16 jours. 
Titan possède une atmosphère opaque qui nous empêche d'apercevoir le sol. La pression atmosphérique au sol doit être de 1,5 bar (1,5 fois la pression atmosphérique terrestre au niveau de la mer).
La sonde Huygens s'est posée à sa surface le 14 janvier 2005. Elle a permis de prendre des photos exceptionnelles et de commencer à percer les secrets de ce satellite de Saturne.

Se dit d'une espèce non indigène qui se trouve dans un milieu naturel qui n'est pas son milieu naturel d'origine et qui y a été introduite par suite directe ou indirecte de l'activité humaine.

Exotique

Les silicates sont une importante famille de minéraux qui représentent près de 95 % des constituants de la croûte terrestre. Cette famille regroupe environ 600 espèces minérales différentes, dont l’architecture atomique se caractérise par le motif structurel de base (SiO4)4-, un anion (ion négatif) assemblé sous la forme d’un tétraèdre.Tétraèdre SiO4 définissant le motif de base des silicates. © Hbf878, Wikimedia Commons, CC0Un silicate est donc un sel composé de dioxyde de silicium (SiO2) associé à divers oxydes métalliques : aluminium, magnésium, fer, calcium, potassium, sodium… Ces oxydes sont des cations (ions positifs), qui permettent d’assurer la neutralité électrique du minéral. Le squelette atomique des silicates est donc formé par l’organisation des tétraèdres (SiO4)4-, qui se lient par les atomes d’oxygène situés aux sommets. Cet agencement permet la création de structures de petites dimensions, composées de quelques groupes tétraédriques, ou de structures polymères de taille bien plus importante. Dans ce cas, les tétraèdres s’organisent en chaînes linéaires, en rubans, en feuillets, ou sous des formes tridimensionnelles complexes. Dans ces enchaînements, il arrive que la silice soit remplacée par un atome d’aluminium. On parle alors d’aluminosilicate.Cette variabilité de structure et l’association avec divers cations permet la création d’un nombre très important de minéraux silicatés. Ces différentes espèces minérales sont généralement classifiées suivant leur composition et l’enchaînement des tétraèdres.Les principales espèces minérales Les nésosilicatesLes nésosilicates peuvent être considérés comme la forme la plus simple des minéraux silicatés. Ce sont des silicates dits à tétraèdres libres, dans le sens où les tétraèdres (SiO4)4- sont réunis par deux cations bivalents : Mg (magnésium) ou Fe (fer), ou par un cation tétravalent Zr (zirconium). Les péridots (olivine), le zircon, les grenats, la topaze, le sphène mais encore l’andalousite, le disthène, la sillimanite ou la staurotide sont des nésosilicates.La formule du zircon par exemple est donc : SiO4Zr. L’andalousite, la sillimanite et le disthène ont tous trois la même formule chimique : Al2SiO5. Ils font partie d’une sous-catégorie nommée silicate d’alumine. De fait, on différencie ces trois minéraux non pas par leur composition chimique, mais par l’agencement des tétraèdres et la structure de leur réseau cristallin.Le grenat quant à lui accepte une certaine variabilité dans sa composition. De formule R32+X23+Si3O12, le site R peut ainsi être occupé par un atome de Ca, de Mg, de Fe2+ ou de Mn. Le site X peut être occupé par un atome d’Al, de Fe3+, de Ti ou de Cr.Les sorosilicatesLes sorosilicates sont définis par des groupes de deux tétraèdres unis par un oxygène commun. La formule de base devient donc (Si2O7)6-. Il s’agit d’une espèce minérale assez rare qui comporte notamment les magnifiques épidotes.Structure des sorosilicates. © Benjah-bmm27, Wikimedia Commons, domaine publicLes cyclosilicatesComme leur nom l’indique, les cyclosilicates se définissent par une structure cyclique, les tétraèdres formant une chaîne fermée. Le radical de base est donc (SiO3)2- et la formule chimique finale du minéral va dépendre du nombre de tétraèdres dans le cycle. Les cyclosilicates les plus connus sont les tourmalines et les béryls, qui comprennent notamment les émeraudes ou l’aigue-marine.L'émeraude est un cyclosilicate. © Didier Descouens, Wikimedia Commons, CC by-sa 3.0Les inosilicatesLes inosilicates sont formés par des chaînes de tétraèdres centrés sur l’atome de silice. Ils comportent deux grandes familles minérales : les pyroxènes, formés par des chaînes simples de formule (SiO3)2-, et les amphiboles, chaînes doubles de formule (Si4O11)6-.Chaîne double caractérisant certains inosilicates comme les amphiboles. © Benjah-bmm27, Wikimedia Commons, domaine publicLes phyllosilicatesGrande famille de minéraux silicatés, les phyllosilicates se caractérisent par leur organisation en couches de tétraèdres. Ceux-ci sont unis par trois de leurs sommets, formant ainsi un réseau plan. L’empilement de ces couches va donner des minéraux en feuillets ou fibreux comme les micas, le talc ou encore les minéraux argileux. Cet agencement spécifique génère des plans de fragilité (on parle de plans de clivage) qu’il est facile de détacher les uns des autres.Feuillet de micas, exemple de phyllosilicate. © Rpervinking, Wikimedia Commons, CC by-sa 3.0Les minéraux argileux ont la particularité d’être composés d’empilement de couches tétraédriques et octaédriques. L’espace entre les feuillets peut contenir de l’eau et divers ions. Quand l’argile s’hydrate, cela fait augmenter la distance entre les feuillets : l’argile « gonfle ». Au contraire, lorsqu’elle s’assèche, l’espace entre les feuillets va se contracter. Ces variations de volume lors de l’hydratation et de la déshydratation sont caractéristiques des minéraux argileux.Les tectosilicatesDans le cas des tectosilicates, les tétraèdres sont unis les uns aux autres par leurs quatre sommets, il n’existe aucun site libre. La formule est ainsi SiO2, ou Si4O8. Parmi les tectosilicates, citons les feldspaths et feldspathoïdes. Le quartz, autre tectosilicate, possède la même architecture. Les feldspaths sont caractérisés par la substitution d’un ion Si4+ par un ion Al3+ dans les tétraèdres, la charge positive restante étant compensée par l’insertion d’un cation comme K, Na ou Ca. Ces variations définissent les différents types de feldspaths : potassique, sodique ou calcique.Feldspath, exemple de tectosilicate. © USGS, Wikimedia Commons, domaine public

16542_titan

Des quatorze satellites naturels de [popupdefinition id=3693]Neptune[/popupdefinition],&nbsp;[popupdefinition id=3695]Triton[/popupdefinition] est le plus gros avec un diam&egrave;tre de 2.706 km environ. Triton [popupdefinition id=873]orbite[/popupdefinition] autour de Neptune en 5 jours et 21 heures. Avec une [popupdefinition id=5794]masse volumique[/popupdefinition] moyenne l&eacute;g&egrave;rement sup&eacute;rieure &agrave; 2 grammes par centim&egrave;tre cube, Triton est constitu&eacute; vraisemblablement d'un important noyau m&eacute;tallique et rocheux, entour&eacute; d'un [popupdefinition id=2495]manteau[/popupdefinition] de glace d'eau et d'une [popupdefinition id=2491]cro&ucirc;te[/popupdefinition] d'[popupdefinition id=13578]azote[/popupdefinition] gel&eacute;e &agrave; environ 38 [popupdefinition id=353]kelvins[/popupdefinition] (&minus;235 &deg;C) en surface.Triton a &eacute;t&eacute; photographi&eacute; de pr&egrave;s par la sonde [popupdefinition id=3631]Voyager 2[/popupdefinition] le 24 ao&ucirc;t 1989 qui y a d&eacute;couvert des cryovolcans en activit&eacute;. La masse du noyau de Triton, &agrave; savoir environ les deux tiers de sa masse totale, du satellite serait suffisante pour que Triton poss&egrave;de un stock d'[popupdefinition id=179]isotopes[/popupdefinition] radioactifs g&eacute;n&eacute;rant de la [popupdefinition id=15898]chaleur[/popupdefinition], comme le [popupdefinition id=15411]thorium[/popupdefinition] 232, l'[popupdefinition id=4212]uranium[/popupdefinition] 238 et le [popupdefinition id=14771]potassium[/popupdefinition] 40 permettant d'expliquer ce [popupdefinition id=4207]cryovolcanisme[/popupdefinition]. Les [popupdefinition id=459]laves[/popupdefinition] crach&eacute;es seraient cependant de la glace d'eau m&eacute;lang&eacute;e &agrave; de l'[popupdefinition id=2959]ammoniac[/popupdefinition] jouant le r&ocirc;le d'antigel.Comme le montre le sch&eacute;ma, Triton serait comme Europe, la [popupdefinition id=2550]lune[/popupdefinition] glac&eacute;e de [popupdefinition id=3714]Jupiter[/popupdefinition], c'est-&agrave;-dire avec une [popupdefinition id=1352]banquise[/popupdefinition] globale et un oc&eacute;an sous-glaciaire et des panaches (plumes en anglais) de [popupdefinition id=15841]mati&egrave;re[/popupdefinition] crach&eacute;s par des cryovolcans. &Agrave;&nbsp;gauche du sch&eacute;ma, sont repr&eacute;sent&eacute;es des lignes du [popupdefinition id=3878]champ magn&eacute;tique[/popupdefinition] de Neptune en arri&egrave;re plan, entourant Triton.&copy; [popupdefinition id=2468]Nasa[/popupdefinition]/|127d7057e6709cc9390a2710ed683ee5| Caltech

Triton

Carburant le plus répandu dans les centrales nucléaires, l’uranium est l’un des symboles de la radioactivité et de l’énergie nucléaire. L'uranium naturel se compose de trois isotopes radioactifs (238U, 235U et 234U). La plupart des réacteurs fonctionnent à l'uranium enrichi en 235U (1,5 à 3 % environ au lieu de 0,72 % normalement).GénéralitésSymbole : UNuméro atomique : 92Électrons par niveau d’énergie : 2, 8, 18, 32, 21, 9, 2Masse atomique : 238,02891 uIsotopes les plus stables : 238U avec une demi-vie de 4,4688 milliards d'années (99,2742 %), 235U avec une demi-vie de 703,8 millions d'années (0,7202 %)Série : actinideGroupe, période, bloc : L/A, 7, fDensité : 19,1Point de fusion : 1.135 °CPoint d’ébullition : 4.131 °CHistorique de l’uraniumL’uranium a été découvert par Klaproth en 1789 alors qu’il menait des expériences sur la pechblende. Le métal a été isolé pour la première fois en 1841. Klaproth baptisa l’élément qu’il venait de découvrir « uranium » en hommage à la planète Uranus, qui avait été découverte quelques années plus tôt. Elle-même tient son nom d’Ouranos, le dieu du ciel chez les Grecs.Propriétés de l’uraniumUne fois purifié, l’uranium est un métal d’aspect blanc argenté, brillant, assez dense. Il est plus dur que la plupart des autres éléments. Malléable, ductile et légèrement paramagnétique, l’uranium est aussi très électropositif. C’est en revanche un mauvais conducteur électrique. L’uranium réagit avec la quasi-totalité des éléments non métalliques, excepté les gaz rares.Il est omniprésent dans la nature et on le trouve en quantités variables mais faibles dans les roches, le sol, l'eau, l'air, les plantes, les animaux et les êtres humains. Il y a en moyenne dans l'organisme humain approximativement 90 μg (microgrammes) d'uranium qui proviennent de l'air, de l'eau et des aliments absorbés. Environ 66 % se trouvent dans le squelette, 16 % dans le foie, 8 % dans les reins et 10 % dans les autres tissus.Utilisation de l’uraniumL’isotope 235 de l’uranium, présent en très faible quantité dans l’uranium naturel, est l’isotope radioactif le plus utilisé dans le secteur de la production d’énergie nucléaire. C’est également l’ingrédient clé de la première bombe atomique utilisée pendant une guerre, Little Boy, larguée sur la ville japonaise d’Hiroshima le 6 août 1945. Les militaires utilisent également l’uranium sous une forme appauvrie en uranium 235 pour son pouvoir pénétrant et incendiaire. Historiquement, l’uranium a servi de pigment en verrerie, pour les faïences ainsi que les céramiques. Certaines réactions chimiques l’emploient comme catalyseur. L’uranium appauvri mélangé à du plutonium donne le Mox, un autre combustible nucléaire.

Uranium

On désigne par le terme de matière tout ce qui compose les corps qui nous entourent, tout ce qui a une masse et un volume. Cette définition englobe une variété de composants et de caractéristiques, donnant naissance à des catégories spécifiques qui enrichissent notre compréhension de la matière dans son ensemble.Matière organique, matière azotée, etc.Il existe différentes familles de matière, chacune apportant sa propre contribution à la diversité de notre univers physique :
La matière organique, présente dans les êtres vivants (animaux ou végétaux) ou sous forme décomposée, joue un rôle crucial dans les cycles biogéochimiques et la régulation de la vie sur Terre. Son étude est essentielle pour comprendre les processus biologiques et écologiques.
La matière azotée, issue des transformations de l'azote, constitue un élément fondamental dans la composition de nombreux composés chimiques. Son importance s'étend aux domaines de l'agriculture, de la chimie et de la biologie, où l'azote participe à des réactions vitales pour la croissance des plantes et la synthèse de molécules complexes.
Les états de la matièreDans la vie de tous les jours, nous avons affaire à trois états de la matière, chacun caractérisé par des propriétés distinctes :
L'état solide, où les particules sont étroitement liées et organisées, conférant une structure rigide à la matière.
L'état liquide, où les particules sont mobiles mais conservent une cohésion suffisante pour maintenir le volume de la substance.
L'état gazeux, où les particules sont dispersées et se déplacent librement, occupant tout l'espace disponible.
La chimie, en tant que science, explore ces états ainsi que la composition et les transformations de la matière, nous permettant de comprendre les bases moléculaires du monde qui nous entoure.Matière baryonique et non baryonique : la matière sombreAu-delà de la matière ordinaire que nous connaissons, il existe une classification fascinante :
La matière baryonique, constituée de baryons tels que le proton et le neutron, forme la matière ordinaire que nous côtoyons au quotidien. Elle compose les atomes qui forment la structure de notre réalité tangible.
La matière non baryonique, comme la mystérieuse matière sombre, suscite l'intérêt de la cosmologie. Supposée être composée de particules exotiques ne faisant pas partie de notre compréhension conventionnelle, la matière sombre joue un rôle crucial dans la formation et la structure de l'Univers.
Antimatière et antiparticulesUn aspect intrigant de la matière est l'existence de son opposé :L'antimatière, rare en quantité, est constituée d'antiparticules présentant des charges opposées à celles des particules ordinaires. Si les antiparticules entrent en contact avec des particules de matière, elles peuvent s'annihiler mutuellement. Cette dualité entre matière et antimatière soulève des questions fondamentales sur la nature symétrique de l'univers et les mystères de l'origine cosmique.

Matière

Le terme banquise est souvent utilisé dans un sens très large. Pourtant, il désigne strictement une étendue de glace de mer — quelle que soit sa forme ou la façon dont elle est disposée — formée par solidification des premières couches d’une eau salée. Lorsque sa concentration est élevée, c’est-à-dire 7/10 ou plus, le terme banquise peut être remplacé par pack. Il ne faut pas confondre les termes banquise et glacier. Les glaciers en effet sont constitués d’eau douce. Quant au terme pergélisol, il se rapporte à de la glace formée sur un sol toujours gelé. Ainsi les calottes polaires ne font pas partie de la banquise puisqu’elles sont constituées d’eau douce gelée.
Les banquises arctique — qui s’étend sur quelque 15 millions de km2 — et antarctique — qui s’étend elle sur environ 10 à 20 millions de km2 — sont très semblables. Généralement, elles ne dépassent pas les quelques mètres d’épaisseur. Elles se forment lorsque la température de l’eau atteint les -1,8 °C, l’eau salée se solidifiant en dessous des 0 °C.
La fonte de la banquise pérenne met en danger l’écosystème local. © Alexander, Fotolia
Une banquise vouée à disparaître ?
En Arctique, on distingue la banquise saisonnière de la banquise pérenne ou pluriannuelle. La première est constituée de glaces jeunes, formées dans l’année. Sa texture est plutôt flexible. La seconde en revanche résiste à la fonte estivale. Sa texture est cassante. Et pour de nombreuses espèces, elle représente un habitat vital. C’est cette banquise pérenne qui semble mise en danger par le réchauffement climatique. Une situation qui a toutefois déjà eu lieu dans le passé.
Il est à noter que cette fonte des banquises n’agit pas directement sur le niveau de la mer. La glace de la banquise en effet, est formée à l’origine d’eau de mer et n’apporte donc pas aux mers, d’eau supplémentaire.
En revanche, la fonte de la banquise peut être préjudiciable à l’équilibre de l’écosystème local. Les ours se rapprochent des villages. Les morses peinent à trouver refuge sur une glace fragilisée. Les caribous risquent la noyade. Et des épaulards commencent à peupler les lieux.

Banquise

Le "Jet Propulsion Laboratory" (JPL) basé à Pasadena aux États-Unis est un des nombreux centres de recherches de la NASA. Il est dirigé par le "California Institute of Technology" (Caltech), célèbre université américaine.
Le JPL est le principal centre américain pour l'exploration robotique du système solaire. Il a dirigé plusieurs projets comme les sondes Pioneer, Viking, Voyager et plus récemment la sonde Galileo, les missions Mars Pathfinder et les deux robots de la mission Mars Exploration Rover (Spirit et Opportunity), Cassini-Huygens. 
Site internet du JPL.

Jet Propulsion Laboratory

Au nom dérivé d’un célèbre dieu scandinave, le thorium pourrait avoir un potentiel énorme dans le domaine nucléaire comme alternative à l’uranium, car il est quatre fois plus abondant que l’uranium 238.
Généralités

Symbole : ThNuméro atomique : 90Électrons par niveau d’énergie : 2, 8, 18, 32, 18, 10, 2Masse atomique : 232,0377 uIsotopes les plus stables : 232Th avec une demi-vie de 14,05 x 109 années (100 %)Série : actinidesGroupe, période, bloc : L/A, 7, fDensité : 11,72Point de fusion : 1.750 °CPoint d’ébullition : 4.788 °C

Historique du thorium
La découverte du thorium date de 1829 et est le fait de Berzélius, qui le nomma d’après Thor, dieu scandinave du tonnerre. Le thorium métallique à haute pureté fut préparé en 1925.
Propriétés du thorium
Le thorium pur est un métal gris-blanc recouvert d’une couche d’oxyde. La présence d’oxygène le teint lentement de gris puis de noir. À pression atmosphérique, le thorium est l’élément qui possède la plus grande plage de température entre les points de fusion et d’ébullition. Cet élément possède en outre une très mauvaise conductivité thermique.
Utilisation du thorium
Le thorium est utilisé pour la fabrication de certaines électrodes et cathodes. Les verres optiques qui en contiennent affichent une moindre aberration chromatique. Il permet aux manchons à incandescence de fonctionner à haute température. Des porcelaines pour les hautes températures contiennent du thorium. Certains aciers contiennent du thorium comme agent d’alliage. C’est aussi un catalyseur, et il est employé aussi comme détecteur d’oxygène.
Toxicité du thorium et radioactivité
Du fait de sa faible radioactivité, le thorium peut s’avérer uniquement dangereux en cas d’inhalation ou d’ingestion massive. Le premier cas peut augmenter les risques de cancer du poumon, du pancréas et du sang, tandis que le second augmente le risque de maladies du foie.

Thorium

L’ammoniac est un composé de formule chimique NH3. À température ambiante, il se présente sous la forme d’un gaz incolore mais très irritant et à l’odeur piquante.
Ne pas confondre ammoniac et ammoniaque
Lorsqu’on dissout du gaz ammoniac dans de l’eau, on obtient de l’hydroxyde d’ammonium, également appelé ammoniaque (se souvenir de la terminaison évoquant « aqueux »). La formule chimique de l’ammoniac est NH3, celle de l’ammoniaque est NH4OH. 
Dans quelles situations utiliser de l’ammoniac ou de l’ammoniaque ?
L’ammoniac sert essentiellement à la fabrication d’engrais azotés. Mais il peut également être employé comme gaz réfrigérant ou pour la production de plastiques, d’explosifs ou d’autres produits chimiques.
L’ammoniaque est un excellent détachant, dégraissant et détartrant. Il entre donc dans la composition de nombreux produits ménagers.
Produire de l’ammoniac
Dans l’industrie, l’ammoniac est produit à partir de diazote (N2) et de dihydrogène (H2). Dans la nature, la décomposition de matières organiques produit également de l’ammoniac. Et peut-être la biochimie fera-t-elle bientôt appel à des enzymes nitrogénases, synthétisée par des bactéries pour catalyser qui servent pour réduire (au sens chimique du terme) le diazote en ammoniac.
Les dangers de l’exposition à l’ammoniac
L’ammoniac est très corrosif. Il peut provoquer des irritations, voire des brûlures.
Une exposition à l’ammoniaque, que ce soit par inhalation, par ingestion ou par contact, peut, quant à elle, entraîner des difficultés à respirer, des brûlures dans les yeux ou le nez, l’apparition de sang dans les selles, des évanouissements, une nécrose de la peau, etc.
Les deux produits doivent donc être manipuler avec la plus grande précaution.
Le saviez-vous ?
 La dégradation des acides animés produit de l’ammoniaque qui est transformée en urée dans le foie humain. Une augmentation de l’ammoniaque sanguin permet ainsi de détecter un dysfonctionnement du foie.Champ lexical : ammoniaque | hydroxyde d'ammoniumChamp lexical : ammoniaque | hydroxyde d'ammonium

Dans le langage courant, le terme de chaleur est employé pour qualifier la sensation que donne un corps chaud.
Les physiciens qualifient la chaleur d'énergie thermique. Dans le système international, elle se mesure donc en joules (J). La chaleur correspond plus précisément à un transfert d'énergie.
Chaleur et température
Transfert de chaleur et variation de température sont directement liés par le biais de la capacité calorifique notée C.
Ainsi, un transfert de chaleur provoque généralement une variation de température. Lorsque deux corps sont mis au contact l’un de l’autre, le plus chaud cède de la chaleur au plus froid jusqu’à établir un équilibre.
En revanche, les changements d’état physique s’opèrent à température constante. Chauffez un glaçon : il restera à 0 °C ! Mais l’eau qui le compose passera de l’état solide à l’état liquide. Ce changement d’état consomme de l’énergie, de la chaleur, qui, de fait, ne pourra pas servir à faire monter la température de l’eau.
Transferts de chaleur
Il existe trois modes de transfert de la chaleur :
la conduction thermique, qui correspond à un échange d’énergie sans déplacement de matière ;la convection, résultat d’un déplacement de particules de températures différentes dans un fluide ;le rayonnement thermique, qui est émis pour tous les corps.

Chaleur

Phénomène volcanique se produisant dans une zone recouverte de glace

Cryovolcanisme

La Nasa (National Aeronautics and Space Administration) est une agence gouvernementale américaine, chargée d’exécuter le programme spatial civil. Aujourd’hui encore, elle est considérée comme un leader dans le domaine de l’aérospatiale. À son palmarès figurent les missions Apollo qui ont permis l’envoi des premiers Hommes sur la Lune, l’exploration de Mars par Curiosity ou encore les découvertes du télescope spatial Hubble.
Fondée le 29 juillet 1958 par le président Eisenhower, la Nasa vient remplacer le Naca (National Advisory Committee for Aeronautics), opérationnel depuis 1915. Guerre froide oblige, sa mission est alors de concurrencer le programme spatial soviétique. © Nasa
De nos jours, la Nasa emploie environ 20.000 personnes réparties dans une vingtaine d’institutions, comme le Goddard Space Flight Center, le Jet Propulsion Laboratory, le Langley Research Center ou encore le Kennedy Space Center. Elle accomplit des missions d’exploration et de recherche dans le domaine spatial et aérospatial par divers moyens : sondes, satellites, missions robotisées, etc. L’agence possède également un volet sciences de la Terre, pour étudier en particulier les effets du changement climatique.
Le Kennedy Space Center, en Floride, est une base de lancement située à proximité de Cap Canaveral. © Nasa
Les missions marquantes en cours et les projets futurs
La Nasa exploite la Station spatiale internationale (ISS), en coopération avec d’autres agences gouvernementales, où sont réalisées des recherches en astronomie, en sciences des matériaux et en biologie. Depuis 1990, l’agence exploite le célèbre télescope spatial Hubble, à l’origine d’avancées importantes dans notre connaissance de l’univers. Le très attendu James Webb Space Telescope viendra lui prêter main-forte en 2019.
Pour explorer Mars, la Nasa a lancé le programme Mars Science Laboratory (MSL), connu pour son rover Curiosity parcourant depuis 2012 le sol de la planète rouge à la recherche de traces de vie ancienne. Curiosity devrait être rejoint par l’atterrisseur InSight (lancement en mai 2018), puis viendra le rover Mars 2020, prévu pour le début des années 2020.
Dans le reste du Système solaire, des missions d’exploration étudient les géantes gazeuses, telle la sonde spatiale Cassini qui a plongé dans l’atmosphère de Saturne mi-septembre 2017 et la sonde New Horizons, toujours en activité, la première à avoir survolé Pluton et poursuit son exploration de la ceinture de Kuiper.

Nasa

Une lune
Une lune avec un « L » minuscule est le satellite d'une planète. Par exemple Phobos et Deimos sont les deux lunes de la planète Mars.
La Lune
La Lune avec un « L » majuscule est l'unique satellite naturel de la Terre ; elle résulte sans doute d'une collision il y a 4,4 milliards d'années entre notre planète naissante et un petit corps céleste appelé Théia. Les Hommes, qui l'observent depuis longtemps, ont remarqué qu'elle présentait des phases successives qui revenaient tous les 29,53 jours, un cycle appelé lunaison. En étudiant sa surface à l'œil nu puis avec des instruments ils ont découvert qu'elle comportait des zones sombres, les mers, et des zones claires. Les mers sont de grandes plaines de lave solidifiée. Ce magma très fluide est remonté des profondeurs après un intense bombardement de la Lune par des astéroïdes il y a un peu moins de 4 milliards d'années. Les épanchements successifs de lave ont cessé il y a environ 1 milliard d'années. Seules les régions les plus élevées ont échappé à ce remplissage. Ce sont les zones claires où l'on découvre au télescope de très nombreux cratères d'impacts et quelques chaînes de montagnes. Ce scénario a été corroboré par l'analyse des échantillons de roches lunaires rapportées par les différentes missions Apollo entre 1969 et 1972.
On pensait la Lune géologiquement morte et dénuée d'intérêt mais différents orbiteurs ont détecté ces dernières années des réserves d'eau au niveau des pôles lunaires. Cette eau a très certainement été amenée par des comètes et a pu se conserver dans le fond obscur et glacé des cratères.

La lave se forme principalement lors des éruptions volcaniques, lorsque le magma en fusion sous la Terre est expulsé à la surface. Cette roche en fusion se caractérise par une température très élevée et une viscosité variable. La formation de la lave débute dans la chambre magmatique, une poche de magma située sous un volcan. Formation de la laveLe magma est un mélange de roches fondues, de gaz dissous et de cristaux. Il se forme généralement dans le manteau terrestre, à des profondeurs considérables, en raison de la chaleur extrême et de la pression. Sous l'effet de cette pression et de la chaleur, le magma remonte vers la surface en traversant les fissures et les failles de la croûte terrestre. Lorsque la pression diminue, les gaz dissous dans le magma se libèrent, provoquant une éruption volcanique et la formation de lave.Lorsqu'une éruption se produit, le magma est expulsé de la bouche du volcan sous forme de lave. La lave peut s'écouler lentement comme une coulée de lave visqueuse ou être projetée violemment dans les airs sous forme de projections. Une fois à la surface, la lave entre en contact avec l'air plus froid, ce qui provoque son refroidissement et sa solidification. La vitesse de refroidissement influence la texture de la roche formée. Une lave refroidie rapidement peut former des roches vitreuses, tandis qu'une lave refroidie lentement peut donner naissance à des roches cristallines.Éruption du volcan près de Litli-Hrútur en Islande en 2023. © Gilles Laurent, Wikimedia Commons, CC BY 4.0 Différents types de laveSelon qu’elles soient effusives ou explosives, les éruptions volcaniques produisent différents types de lave, qui se distinguent par leur composition chimique, leur température et leurs propriétés physiques. Les éruptions effusives des volcans sont caractérisées par l'émission de lave, généralement basaltique : la lave basaltique est issue du magma basaltique, riche en fer et en magnésium. Elle est relativement fluide, d’une faible viscosité, et sa température varie entre 1 000 et 1 200 °C. Elle donne naissance à des roches volcaniques sombres, comme le basalte. Les coulées de lave peuvent parcourir plusieurs kilomètres et recouvrir de vastes zones, mais leur progression est généralement lente (quelques kilomètres par heure). Les conséquences des éruptions effusives sont principalement liées à la destruction des infrastructures et des habitations sur leur passage, ainsi qu'à la modification des paysages.Les éruptions explosives des volcans sont causées par l'expulsion rapide et violente de magma, de gaz et de cendres. Elles se produisent généralement lorsque le magma est plus visqueux comme dans le cas de la lave rhyolitique et que les gaz dissous ont du mal à s'échapper. Cette lave est issue du magma rhyolitique, pauvre en fer et en magnésium, mais riche en silice. La lave rhyolitique est très visqueuse (élevée viscosité) et sa température varie entre 650 et 800 °C. Elle donne naissance à des roches volcaniques claires, comme la rhyolite.Quant à la lave andésitique, elle provient du magma andésitique, dont la composition est intermédiaire entre le basalte et la rhyolite. La lave andésitique est plus visqueuse que la lave basaltique et sa température se situe entre 800 et 1 000 °C. Elle forme des roches volcaniques de couleur grise, comme l'andésite.Coulées de lave du volcan Etna, Sicile, Italie. © Wead, Adobe StockLa lave comme matériau de construction La lave, une fois refroidie et solidifiée, peut être utilisée comme matériau de construction. Le basalte, par exemple, est une roche volcanique très résistante et durable, qui peut être employée pour la construction de routes, de bâtiments et de monuments. La pierre ponce, une autre roche volcanique, est légère et poreuse, ce qui la rend utile pour l'isolation thermique et acoustique.La lave pour la production d'énergie géothermiqueLa chaleur dégagée par le magma et la lave peut être exploitée pour produire de l'énergie géothermique. Cette énergie renouvelable est générée en captant la chaleur du sous-sol et en la transformant en électricité ou en chaleur pour le chauffage et la climatisation. Les centrales géothermiques sont souvent situées près des zones volcaniques actives, où la chaleur du magma est plus facilement accessible.L'Islande est un excellent exemple de pays qui tire profit de la lave et de l'énergie géothermique pour répondre à ses besoins énergétiques et favoriser son développement économique et social. Grâce à sa position unique sur la dorsale médio-atlantique, l'Islande bénéficie d'une activité volcanique et géothermique importante, qui lui permet d'exploiter cette ressource naturelle de manière efficace et durable. Le pays compte plusieurs centrales géothermiques, dont certaines sont parmi les plus grandes et les plus efficaces au monde. Ces centrales utilisent la chaleur du magma et de la lave pour produire de la vapeur, qui entraîne des turbines et génère de l'électricité. En 2021, la géothermie représentait environ 25 % de la production totale d'électricité en Islande. Environ 90 % des bâtiments islandais sont chauffés grâce à l'énergie géothermique, ce qui réduit considérablement la consommation d'énergies fossiles et les émissions de gaz à effet de serre.

Lave

Premier élément de la quatrième période, le potassium ressemble sur de nombreux aspects au sodium. Il représente environ 2,5 % du poids de la croûte terrestre.GénéralitésSymbole : KNuméro atomique : 19Électrons par niveau d’énergie : 2, 8, 8, 1Masse atomique : 39,0983 uIsotopes les plus stables : 39K stable avec 20 neutrons (93,26 %), 41K stable avec 22 neutrons (6,73 %)Série : métaux alcalinsGroupe, période, bloc : 1 (IA), 4, sDensité : 0,89Point de fusion : 63,5 °CPoint d’ébullition : 759 °CHistorique du potassiumPremier métal isolé par électrolyse, le potassium fut découvert par Davy en 1807 à partir de l’hydroxyde de potassium, ou potasse. Le symbole K provient du terme kalium, « potasse » en latin médiéval.Propriétés du potassiumLe potassium est un métal blanc argenté très léger, dépassé en cela uniquement par le lithium, et excellent conducteur électrique. Derrière le rubidium et le césium, c'est le troisième métal le plus réactif. Ce solide mou s'oxyde facilement à l'air, ce qui contraint à le préserver dans l'huile.L'eau se décompose au contact du potassium comme à celui des autres alcalins et avec la même violence. Le dihydrogène produit peut être explosif. Les sels de potassium dégagent une couleur violette quand ils sont exposés à la flamme.Utilisation du potassiumTrès réducteur, le potassium est utilisé comme tel dans de nombreuses réactions chimiques. L'alliage NaK est utilisé pour ses propriétés de transfert de chaleur. Certains engrais, dits NPK, contiennent du potassium.L'hydroxyde de potassium, plus connu sous le nom de potasse, sert à la fabrication de détergents. Le chlorure de potassium est employé en perfusion soit pour remédier à certains troubles cardiaques, soit pour donner la mort. Le salpêtre, ou nitrate de potassium, entre dans la composition de la poudre à canon.Effets du potassium sur la santéNutriment essentiel à l'alimentation humaine, le potassium se trouve dans de nombreuses denrées, comme le pruneau, la châtaigne ou l'avocat pour les taux les plus importants. Le cation K+ est l'ion extracellulaire le plus abondant dans le corps humain.La quantité de potassium dans le sang est finement régulée par les reins : un excès peut provoquer des anomalies cardiaques létales.

Potassium

Sont qualifiés d'« isotopes » les différents types d’atomes d’un même élément qui se distinguent seulement par leur nombre de neutrons. Les isotopes d’un même élément gardent en effet le même nombre de protons et d’électrons. Ils possèdent aussi les mêmes propriétés chimiques.Isotopes stables et isotopes radioactifs : l'exemple du carboneLes isotopes d’un même élément présentent cependant des propriétés physiques différentes. Notamment en ce qui concerne leur radioactivité. Ainsi, par exemple, deux isotopes du carbone que sont le carbone 12 (12C) et le carbone 14 (14C) comportent, pour le premier, 6 neutrons et pour le second, 8 neutrons. Le carbone 12 est stable. C’est celui que l’on a l’habitude d’appeler tout simplement « carbone ». Quant au carbone 14, c'est un isotope radioactif – on le qualifie de fait de « radionucléide » ou de « radio-isotope » – et il est d’ailleurs utilisé dans des techniques de datation.Isotopes naturels ou artificiels : l'exemple de l'uraniumLes isotopes peuvent exister à l’état naturel. C’est le cas du carbone 12 et du carbone 14, par exemple. Ils peuvent aussi être synthétisés en laboratoire ou produits par l’industrie. L’uranium compte ainsi 17 isotopes – présentant un nombre de neutrons compris entre 125 et 150 –, tous radioactifs, mais seulement trois d’entre eux se trouvent naturellement sur Terre, parmi lesquels l’uranium 238 et l’uranium 235 qui comptent respectivement 146 et 143 neutrons.

Isotope

Voyager 2 a été lancée le 20 août 1977, suivi par le lancement de Voyager 1 seize jours plus tard. Aujourd'hui ces sondes ont quitté le système solaire. Voyager 1 a dépassé la sonde Pioneer 10 et est maintenant l´objet terrestre le plus éloigné de nous. 
Parties de la Terre en 1977, les sondes Voyager arrivèrent à Jupiter en 1979 et à Saturne en 1980. Seule Voyager 2 continua vers Uranus atteinte en 1986 et Neptune en 1989. La mission des sondes Voyager fut l´une des missions qui apporta les informations les plus extraordinaires sur les planètes géantes et leur cortège de satellites. De nouveaux mondes non encore imaginés s´ouvraient alors à l´exploration humaine.
Jupiter
En arrivant dans le système jovien, les sondes Voyager firent une moisson de données. Elles découvrirent : 
-un anneau autour de Jupiter ;-les mouvements de la haute atmosphère de Jupiter ;-des aurores boréales au dessus de Jupiter ;-des orages provoquant de gigantesques éclairs ;-les volcans très actifs du satellite Io ;-la nature de glace du satellite Europe.
Saturne
Les découvertes les plus importantes des sondes Voyager dans le système de Saturne concernent les anneaux, plus nombreux que prévus (près de mille nouveaux anneaux découverts) dont certains très ténus, "gardés" par des petits satellites qui confinent leur matière par leur influence gravitationnelle.
Uranus
La planète Uranus est restée mystérieuse : la sonde Voyager 2 nous a montré une planète de couleur uniforme contrairement aux autres planètes géantes. 
Neptune
La planète Neptune, si lointaine que l´on en connaissait peu de choses, dévoila la structure de ses nuages et de sa tache sombre.

Voyager 2

Le kelvin — du nom d’un physicien britannique — est l’unité de température thermodynamique du système international (SI) de symbole K. Comprenez que, contrairement au degré Celsius, le kelvin correspond à une mesure absolue de la température. Une mesure définie par le troisième principe de la thermodynamique qui énonce que l’entropie d’un système à 0 K est nulle.Le kelvin trouve finalement d'abord une définition pratique lors de la 10e Conférence générale des poids et mesures, en 1954. Celle-ci choisit comme point de référence, le point triple de l’eau. Dès lors, le kelvin vaudra la fraction 1/273,16 de la température thermodynamique de ce point triple. À cette température coexistent les états solide, liquide et gazeux de l’eau. Puis, en 2019, la 26e Conférence générale des poids et mesures redéfinit encore une fois le kelvin. Par rapport, cette fois, à la valeur numérique fixée de la constante de Boltzmann, k, égale à 1,380649x10-23 J/K. Un kelvin est désormais égal au changement de la température thermodynamique résultant d'un changement de l'énergie thermique kT de 1,380649x10-23 J.La conversion des °C aux K est aisée. © Martinvl, Wikipedia, CC by-SA 3.0Le lien entre °C et KNotez que la température de 0 K correspond à ce que l’on appelle le zéro absolu. Si on la convertit en degrés Celsius, on obtient une température de -273,15 °C. Et comme le kelvin a la même valeur que le degré Celsius (1 K = 1 °C), il est facile de déduire — en appliquant la relation T (K) = t (°C) + 273,15 — que la température de fusion de la glace (0 °C) est égale à 273,15 K et que la température de l’ébullition de l’eau (100 °C) est de 373,15 K.Le kelvin est également employé pour faire état de ce que l’on nomme la température de couleur. Cette température particulière permet de caractériser une source de lumière en comparant sa couleur à celle d’un corps noir. Un corps noir correspondant à un modèle qui n’émettrait de la lumière que par effet thermique. Ainsi la température de couleur ne se rapproche de la température réelle de la source que si celle-ci produit de la lumière par incandescence. Pour les autres sources, la température de couleur est bien supérieure.

Kelvin

Composant majoritaire de l’atmosphère terrestre sous forme de diazote (78 %) avec le dioxygène (21 %), l’azote est présent dans de nombreux composés organiques comme inorganiques.
Généralités
Symbole : N Numéro atomique : 7Électrons par niveau d’énergie : 2, 5Masse atomique : 14,007 uIsotopes les plus stables : 15N stable avec sept neutrons (99,634 %), 15N stable avec huit neutrons (0,366 %)Série : non-métauxGroupe, période, bloc : 15 (VA), 2, pDensité : 0,00125Point de fusion : -210 °CPoint d’ébullition : -196 °C
Historique de l’azote
On connaît des composés incluant l’azote, comme le salpêtre, depuis l’Antiquité, mais l’isolation de cet élément est attribuée à Rutherford en 1772, et indépendamment par Cavendish et Scheele. Le terme « azote », proposé par Lavoisier et forgé depuis le grec, signifie « privé de vie » car, contrairement à l’oxygène de l’air, l’azote ne contribue pas au vivant. Le symbole N, lui, provient du latin nitrogenum, lui-même issu du grec nitron gennan, « formateur de salpêtre ».
Propriétés de l’azote
Dans les conditions normales de température et de pression, l'azote est un gaz diatomique incolore et inodore. L'azote est trivalent dans la majorité des composés. Le diazote est généralement inerte, mais réagit spontanément avec le lithium et le magnésium. La liaison triple dans le diazote est l'une des plus fortes connues.
Utilisation de l’azote
La principale utilisation de l'azote réside dans la fabrication d'ammoniac, un important ingrédient industriel, principalement utilisé dans les engrais (qui provoquent une augmentation du taux de nitrates dans l'eau des nappes phréatiques) et pour produire de l'acide nitrique.
L'azote liquide (en réalité du diazote) est un réfrigérant commun utilisé en outre pour le stockage d'échantillons biologiques. Certains explosifs comme le trinitrotoluène (le célèbre TNT) et la nitroglycérine contiennent de l'azote. Le diazote gazeux est, entre autres, employé comme gaz de gonflage et dans les fours pour la fabrication de métaux hautement oxydables.
Effets de l’azote sur la santé
L’azote a principalement des effets sur la santé sous la forme de nitrates et de nitrites. Ces derniers peuvent réagir avec l’hémoglobine sanguine et atténuer l’efficacité du transport d’oxygène. Les nitrates peuvent provoquer une baisse du fonctionnement de la thyroïde, ainsi qu’un déficit en vitamine A. Nitrates comme nitrites peuvent être à l’origine de nitrosamides dont la plupart sont cancérogènes sur de nombreux organes. On trouve aussi l’azote dans les ions cyanure (CN-). Les composés qui en contiennent sont hautement toxiques.

Azote

Dans le système international d’unités (SI), le poids des matériaux s’évalue en kilogramme et leur masse volumique en kilogramme par mètre cube. Dans le système « CGS », d’unités de mesures physiques, on utilise couramment le g/m3, le g ou kg/litre… selon l’élément à évaluer. Pour quantifier le kilogramme, les premiers chercheurs se sont basés sur le litre d’eau, dont la masse volumique est égale à 999,95 kg/ m3 (à 4 °C, précisément). 
La densité, terme communément employé pour définir la masse volumique des matériaux, est le rapport entre leur propre masse et celle de l’eau. Cette masse est dite « grandeur dérivée », comme le sont l’accélération, la densité de courant, la superficie, la vitesse, etc. Le symbole ρ (lettre grecque rho) qui la complète est une convention du SI correspondant à son unité de cohérence, le kg/m3.

Masse volumique 

Neptune, huitième planète du Système solaire, gravite sur une orbite quasi circulaire à environ 4,5 milliards de kilomètres du Soleil qu'elle met 165 ans à parcourir. Son plan équatorial est incliné de près de 30° par rapport au plan de son orbite. Bien que trois fois plus petit que Jupiter, Neptune est une planète géante qui est composée à 99 % d'hydrogène et d'hélium. Avec un diamètre de 49.520 kilomètres, Neptune est à peine plus petit qu'Uranus. Cependant, sa masse est légèrement supérieure, de l'ordre de 17,2 fois celle de la Terre (contre 14,5 fois pour Uranus), ce qui lui confère la masse volumique moyenne la plus élevée des planètes géantes (1,76 g/cm3). Comme Neptune est notablement moins massif que Jupiter ou Saturne, donc moins "comprimé" par la gravité, il contient une plus grande proportion d'éléments plus lourds que l'hydrogène et l'hélium. 
La découverte de Neptune eut un très grand retentissement au XIXe siècle. Elle fait date dans l'histoire des sciences car elle marque le triomphe de la mécanique céleste : le calcul permettait de découvrir un objet situé à plus de 4 milliards de kilomètres de la Terre ! Dès la fin du XVIIIe siècle, les astronomes eurent de la peine à accorder les observations d'Uranus avec ses positions calculées. Alexis Bouvard, astronome à l'Observatoire de Paris, fut un des premiers à remarquer les "irrégularités" du mouvement d'Uranus. Grâce en particulier à François Arago, l'idée qu'un corps inconnu perturbait son orbite se fit alors jour, et, indépendamment, l'Anglais John Couch Adams en 1843 et Urbain Jean Joseph Le Verrier en 1846 calculèrent la position et la masse de ce corps avec une précision suffisante pour permettre sa découverte dans la constellation du Verseau.
La prédiction d'Adams fut peu exploitée : l'université de Cambridge ne possédait pas de cartes à jour de la constellation du Verseau, et les collègues d'Adams n'aidèrent pas beaucoup ce nouveau chercheur, qu'ils considéraient comme trop jeune pour pouvoir faire une telle prédiction. En revanche, le 23 septembre 1846, le jour même de la réception d'une lettre de Le Verrier, Johann Gottfried Galle découvrait la nouvelle planète à l'observatoire de Berlin, à moins de 1 degré de la position prédite. Par un curieux hasard de l'histoire, deux cent trente-trois ans auparavant, Neptune était angulairement proche de Jupiter pendant l'hiver de 1612 à 1613, et Galilée, observant Jupiter le 28 décembre 1612 et le 22 janvier 1613, avait fait figurer Neptune sur ses croquis, pensant qu'il s'agissait d'une étoile. 
Objet de huitième magnitude, donc invisible à l'œil nu, Neptune se présente au télescope comme un disque bleu-vert d'un diamètre apparent de l'ordre de 2 secondes d'angle ; on discerne très difficilement quelques marques dans son atmosphère.
Les satellites
Avant le survol de Neptune par la sonde Voyager-2, seuls deux satellites, Triton et Néréide, étaient connus. Ils sont dits irréguliers car leurs orbites sont insolites : Triton a un mouvement rétrograde sur une orbite très inclinée par rapport au plan équatorial de Neptune, et Néréide gravite sur une orbite fortement excentrique. En 1989, les images prises par Voyager-2 ont révélé six nouveaux satellites qui forment un système régulier tournant dans le sens direct sur des orbites circulaires et peu inclinées. 
Triton a été découvert le 10 octobre 1846 par William Lassel, dix-sept jours seulement après la découverte de la planète elle-même.
La surface de Triton, vue par Voyager 2 le 25 août 1989.
Les anneaux
Comme les autres planètes géantes, Neptune possède des anneaux, mais ceux-ci sont très particuliers : ils présentent en effet des arcs de matière. La découverte de ces arcs depuis la Terre grâce à l'observation d'occultations d'étoiles en 1984 et 1985 a conduit à modifier le programme de Voyager-2 afin de mieux étudier l'environnement de Neptune. La sonde a ainsi révélé que la planète était entourée d'un système complet d'anneaux ténus sertis d'arcs brillants. 
Les astronomes se sont longtemps demandé pourquoi Saturne semblait être la seule planète entourée d'anneaux. La mise en évidence, en une décennie, d'anneaux autour de Jupiter, d'Uranus et de Neptune a montré que ce phénomène était naturel autour des planètes géantes. Cependant, ces quatre systèmes d'anneaux sont bien différents les uns des autres : qu'il s'agisse d'anneaux, de satellites ou de planètes, le système solaire présente une stupéfiante diversité d'aspects !
Les anneaux de Neptune. La planète est ici occultée afin d'éviter le halo lumineux.
L'atmosphère
L'envoi par Voyager-2 d'ondes radio à travers l'atmosphère a permis de sonder cette dernière et de compléter les observations effectuées dans le visible, l'ultraviolet et l'infrarouge. 
Comme Uranus, Neptune possède une atmosphère réductrice, riche en hydrogène (contrairement à la Terre, qui possède une atmosphère oxydante, riche en oxygène) ; elle contient environ 25 % d'hélium et au moins 1 % de méthane. La couleur bleue de cette planète est en grande partie due à l'absorption de la lumière rouge par le méthane. Dans la haute atmosphère, à une pression de l'ordre de quelques hectopascals, les molécules de méthane (CH4), dissociées par le rayonnement solaire, se recombinent pour former des hydrocarbures tels que l'éthane (C2H4) et l'acétylène (C2H2), qui ont été détectés par Voyager-2. Plus bas, à un niveau de l'ordre de 1.300 hectopascals, le méthane se condense en cristaux de glace. Encore plus bas, à 3.000 hectopascals, la présence d'une couche opaque de sulfure d'hydrogène (H2S) est suspectée. Il n'est pas impossible que de l'ammoniac (NH3) soit aussi présent à ce niveau. Les détecteurs infrarouges de Voyager-2 ont mesuré une température moyenne de - 214°C (59 K). Les régions équatoriales et polaires ont approximativement la même température ; les zones intermédiaires sont plus froides de quelques degrés. Là où l'éclairement du Soleil est maximal actuellement, c'est-à-dire à ces latitudes intermédiaires, le gaz monte et se refroidit, comme sur Uranus. Vers l'équateur et les pôles, il redescend, est compressé et réchauffé. Quand on fait le bilan de l'énergie renvoyée par Neptune dans l'espace, on constate que la planète émet 2,7 fois plus d'énergie qu'elle n'en reçoit du Soleil. L'origine de ce surplus d'énergie n'est pas encore élucidée. 
Huit jours avant le survol de Neptune, Voyager-2 a détecté à intervalles réguliers des "bouffées" d'ondes radio, premières manifestations du champ magnétique de la planète. Comme celui-ci est engendré par des courants électriques se déplaçant à grande profondeur, les scientifiques en ont déduit une période de rotation interne égale à l'intervalle entre deux bouffées (16 h 7 min). Neptune est légèrement aplati du fait de sa rotation. Mesuré à un niveau de pression de 1.000 hectopascals (la pression au niveau de la mer sur Terre), le rayon polaire est légèrement inférieur au rayon équatorial : 24.340 et 24.764 kilomètres, respectivement.
Gros plan sur Neptune par Voyager 2 le 25 août 1989.
Magnétosphère
Neptune possède une magnétosphère dont l'axe du dipôle magnétique est incliné à 47° par rapport à l'axe de rotation. Il est aussi asymétrique : la source du champ magnétique n'est pas localisée dans le noyau, mais à mi-chemin entre le centre et l'extérieur de la planète. Quand Voyager-2 a survolé Neptune, le pôle magnétique pointait à moins de 20° de la direction du Soleil, et la sonde a pénétré dans la magnétosphère de Neptune par le cornet polaire, là où les particules du vent solaire peuvent s'enfoncer profondément avant d'être repoussées. C'était la première fois, à l'exception de la Terre, qu'une telle région polaire magnétique était explorée par une sonde spatiale. Ces observations sont très importantes pour mieux connaître les magnétosphères des planètes. Celle de Neptune est la moins intense du système solaire : le long de l'équateur magnétique, là où les particules chargées sont le plus concentrées, Voyager-2 n'a trouvé que 1,4 proton ou particule plus lourde par centimètre cube, soit trois fois moins qu'autour d'Uranus et trois mille fois moins qu'autour de Jupiter. 
L'instrument ultraviolet a détecté une aurore (beaucoup plus faible que celles qui ont été observées autour des autres planètes géantes) et une légère luminescence diffuse du côté nuit de Neptune.
Caractéristiques de Neptune

Neptune

Triton (Neptune I) est le premier satellite de Neptune, de beaucoup le plus gros, découvert par Lassell en 1846. La sonde Voyager a observé une certaine activité géologique à sa surface et des phénomènes semblables à des geysers. 
Caractéristiques
Demi-grand axe en km : 354 759 Période de révolution : 5,877 jours Période de rotation : 5,877 jours Vitesse orbitale : 4 km/s Inclinaison sur l'équateur de Neptune : 156,3° Excentricité de l'orbite : 0,00002 Diamètre équatorial (Terre=1) : 0,21 Diamètre équatorial : 2705 km Magnitude visuelle à l'opposition : 13,7 Masse (Neptune=1) : 2/10 000 Densité (Eau=1) : 2,1 Vitesse de libération : 1450 m/s Réflectivité (albédo géométrique) : 0,7 Atmosphère très ténue :azote, traces de méthane

Le mot orbite vient du latin orbita qui était employé pour désigner la trace laissée par une roue. Il est utilisé aussi bien en astronomie qu’en anatomie, avec des sens très différents.L’orbite en astronomieCette photo, prise depuis la Station spatiale internationale, en orbite autour de la Terre, représente notre Planète bleue, gravitant elle-même sur une orbite parcourue en une année autour du Soleil, en arrière-plan. © Nasa's Marshall Space Flight Center, Flickr, cc by nc 2.0En astronomie, l’orbite désigne la trajectoire fermée suivie par un corps céleste autour d’un autre corps céleste de manière périodique, sous l’influence de la gravitation et de forces d’inertie. Cette orbite peut être circulaire, elliptique, parabolique ou hyperbolique.Le terme peut être employé pour décrire le mouvement d’une planète tournant autour d’une étoile, comme dans le cas de la Terre et du Soleil. Il est aussi employé lorsqu’il est question de la trajectoire d’un satellite naturel ou artificiel gravitant autour d’une planète, comme dans le cas de la Lune autour de la Terre. Dans le cas d’une orbite centrée sur notre Planète, on parle d’orbite géocentrique, une catégorie dans laquelle se placent aussi l’orbite géosynchrone et l’orbite géostationnaire, par exemple. Les comètes ou les astéroïdes décrivent aussi des orbites autour d’autres astres.Plusieurs paramètres peuvent être utiles à caractériser une orbite. Sa période ou son inclinaison. Son excentricité également. Lorsque celle-ci est nulle, la trajectoire de l’objet en orbite est circulaire.L’orbite en anatomieLe terme orbite est aussi bien employé en astronomie, qu’ici, en anatomie, pour désigner la cavité osseuse dans laquelle repose notamment le globe oculaire. © oka, Adobe StockEn anatomie, l’orbite correspond à la cavité osseuse dans laquelle reposent les yeux et leurs composants (globes oculaires, muscles oculomoteurs, nerf optique, vaisseaux sanguins, etc.). Elle se forme grâce aux prolongements de sept os crâniens. Sur l’avant, la base de l’orbite est large et ouverte, de quelque 40 sur 35 mm. Sur l’arrière, en moyenne 45 mm en profondeur, elle est plus étroite.En tant que cavité osseuse, l’orbite peut être affectée de divers troubles tels que des fractures, des inflammations ou même des tumeurs. La cellulite orbitaire, par exemple, peut se propager à l’orbite à partir des sinus. C’est une infection fréquente chez l’enfant. Elle se caractérise par des douleurs, des gonflements et des rougeurs, des troubles de la vision et de la fièvre, notamment. Elle se soigne par antibiotiques.

Orbite

16543_triton

[popupdefinition id=3697]Uranus[/popupdefinition] est la septi&egrave;me plan&egrave;te du [popupdefinition id=3728]Syst&egrave;me solaire[/popupdefinition] par ordre d'&eacute;loignement au [popupdefinition id=3727]Soleil[/popupdefinition] et c'est l'une des moins bien connues puisque, comme dans le cas de [popupdefinition id=3693]Neptune[/popupdefinition], elle n'a &eacute;t&eacute; visit&eacute;e que par une sonde, &agrave; savoir [popupdefinition id=3631]Voyager 2[/popupdefinition] le 24 janvier 1986. On savait d&eacute;j&agrave; avant que son diam&egrave;tre &eacute;tait de l'ordre de 4 fois celui de la Terre &agrave; l'[popupdefinition id=16873]&eacute;quateur[/popupdefinition] et que sa densit&eacute; &eacute;tait de l'ordre de 1,27 g/cm3, cette valeur indiquant qu'elle est compos&eacute;e principalement de diverses glaces, telles que l'eau, l'[popupdefinition id=2959]ammoniac[/popupdefinition] et le m&eacute;thane. On parle donc d'elle comme d'une g&eacute;ante glac&eacute;e, contrairement &agrave; [popupdefinition id=3714]Jupiter[/popupdefinition] et [popupdefinition id=3703]Saturne[/popupdefinition] qui sont vues comme des [popupdefinition id=4727]g&eacute;antes gazeuses[/popupdefinition].Le [popupdefinition id=3850]mod&egrave;le standard[/popupdefinition] de la structure d'Uranus suppose que la plan&egrave;te est diff&eacute;renci&eacute;e en trois enveloppes&nbsp;comme dans le cas de la Terre. Il y aurait ainsi au centre un noyau rocheux un m&eacute;lange de [popupdefinition id=1613]silicates[/popupdefinition], [popupdefinition id=721]fer[/popupdefinition] et [popupdefinition id=14795]nickel[/popupdefinition],&nbsp;envelopp&eacute; dans un [popupdefinition id=2495]manteau[/popupdefinition] glac&eacute; surmont&eacute; d'une enveloppe externe d'[popupdefinition id=14495]hydrog&egrave;ne[/popupdefinition] et d'[popupdefinition id=4813]h&eacute;lium[/popupdefinition] &agrave; l'[popupdefinition id=15336]&eacute;tat gazeux[/popupdefinition].En fait, les chercheurs supposent que le manteau glac&eacute; n'est pas de la glace au sens ordinaire du terme mais plut&ocirc;t l'&eacute;quivalent de la neige fondue, mais une neige fondue chaude, dense et compos&eacute; d'eau, d'ammoniac et d'autres substances volatiles formant un fluide ionique tr&egrave;s conducteur.Depuis 1981, des &eacute;tudes th&eacute;oriques et des exp&eacute;riences sur la [popupdefinition id=15839]physique[/popupdefinition] des hautes [popupdefinition id=17466]pressions[/popupdefinition] ont conduit des chercheurs, comme Marvin [popupdefinition id=19414]Ross[/popupdefinition], &agrave;&nbsp;avancer&nbsp;l'id&eacute;e que des [popupdefinition id=3869]diamants[/popupdefinition] se formeraient naturellement dans le manteau d'Uranus et aussi Neptune.&copy; Kelvinsong

Uranus

La Russie qui prévoit de se retirer de la Station spatiale internationale (ISS) à partir de 2025 a décidé de construire sa propre station spatiale. Provisoirement baptisée Ross (Russian Orbital Space Station), ce projet de station russe a été dévoilé en avril par Dmitry Rogozine, le patron de l’Agence spatiale russe (Roscosmos). Cette décision a été prise après que les responsables de Roscosmos ont jugé que l’ISS était en fin de vie et que la vétusté des modules, notamment russes, pouvait présenter un risque pour la sécurité des équipages. Une détérioration de l'ISS que conteste Thales Alenia Space, qui s'en est expliqué auprès de Futura.Cette explication ne convainc évidemment pas les experts occidentaux qui sont d'avis que l’état actuel des relations russo-américaines, qui s’apparentent à une nouvelle guerre froide, est à l'origine de cette décision qui, si elle devait se confirmer, mettrait fin à une période remarquable de coopération avec la Nasa et les États-Unis. Une situation qui devrait conduire à une collaboration plus accrue avec la Chine dans le domaine de l’exploration et des vols habités.La Chine et la Russie s'installeront sur la Lune durablementCette future station sera installée sur une orbite différente de celle de l’ISS avec une inclinaison à 97° au lieu des 51,6°, ce qui permettra la couverture totale du territoire russe contre seulement 20 % par l’ISS. Le premier module sera lancé en 2028 par un lanceur Angara depuis le cosmodrome Vostochny. Il s'agit du module NEM (Science and Power Module) qui comprend une partie pressurisée et l'autre non. Ce module était initialement prévu pour étendre la partie russe de l'ISS. Pour l’adapter à sa nouvelle fonction, un an et demi à deux ans de travaux de conversion sont à prévoir. Il devra avoir la capacité à contrôler et ajuster l’attitude de Ross.Une Station qui ne sera pas occupée en permanenceDans un premier temps, la station Ross sera constituée de quatre modules avec des ports d'amarrage et un sas de sortie dans l'espace. Une extension de la station est envisagée à l'horizon 2030 avec notamment un port d'amarrage réservé pour un véhicule lunaire ainsi qu'une plateforme externe. Contrairement à l’ISS, Ross ne sera pas occupée en permanence mais des équipages de deux à quatre cosmonautes s’y rendront fréquemment. Une première mission habitée pourrait avoir lieu dès 2026 pour mettre en service le module NEM. Une occupation partielle qui limitera les possibilités d’utilisation, notamment pour la préparation des vols habités dans l'espace lointain et la recherche biomédicale par exemple. Champ lexical : russian Orbital Space Station | station Ross

Ross

L’hélium inaugure le groupe des gaz rares dans le tableau périodique. Presque inerte, il est le deuxième élément le plus abondant dans l’univers après l’hydrogène.
Généralités
Symbole : HeNuméro atomique : 2Électrons par niveau d’énergie : 2Masse atomique : 4,003 uIsotopes les plus stables : 3He stable avec 1 neutron (0,000137 %), 4He stable avec 2 neutrons (99,999863 %)Série : gaz rareGroupe, période, bloc : 18, 1, sDensité : 0,125 (liquide)Point de fusion : -272,2 °C (sous 26 atmosphères)Point d’ébullition : -268,93 °C
Historique de l’hélium
La première manifestation connue de l’hélium a été mise en évidence par une raie à 547,49 nanomètres dans le spectre de la chromosphère solaire en 1869 par Jules Janssen, attribuée à tort au sodium. La même année, Norman Lockyer observait à son tour une raie dans le spectre solaire, qu’il attribua à un élément inconnu sur Terre. Edward Frankland et Norman Lockyer le nommèrent d’après helios, le mot grec pour le Soleil. C’est en 1895 que Norman Ramsay isolera l’hélium sur Terre.
Tore Supra, le tokamak du Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), utilise des aimants supraconducteurs refroidis à l'hélium liquide. © CEA
Propriétés de l’hélium
L'hélium est transparent, sans odeur et n'est pas un gaz toxique. Il est moins soluble dans l'eau que tout autre gaz. Il s'agit aussi de l'élément le moins réactif. La densité et la viscosité des vapeurs d'hélium sont très faibles tandis que la conductivité thermique et la chaleur spécifique sont très élevées. Il est possible de liquéfier l'hélium mais sa température de condensation est la plus basse parmi toutes les substances connues.
Utilisation de l’hélium
L'hélium a été le premier gaz utilisé pour remplir les ballons et les dirigeables et il est toujours employé pour les ballons météo notamment. Son application principale reste le travail en atmosphère inerte. Un grand champ d'application lui est réservé, celui du refroidissement à des températures très basses, en deçà de 15 K, notamment pour la supraconductivité, car il subsiste à l’état gazeux ou liquide.
On s'en sert aussi comme gaz pressurisant pour les carburants des fusées, dans les bouteilles de plongée mélangé à l'oxygène, dans le refroidissement de certains réacteurs nucléaires ou encore en chromatographie. Il sert aussi à gonfler les ballons de baudruche.
Sur Terre, l'hélium est formé par la radioactivité d'éléments plus lourds. Une fois en surface, l'hélium migre dans l'atmosphère avant de s'en échapper à peu près au même rythme qu'il apparaît en surface.
Hélium et effets sur la santé
L'hélium peut être absorbé dans le corps par inhalation. Ses effets sont nombreux : il donne une voix aiguë, étourdit et provoque des maux de tête. Présent en trop grande quantité dans une pièce, il peut provoquer la suffocation. On le trouve ordinairement à l'état de traces dans le sang.

Hélium

Élément le plus léger dans l’univers et premier élément dans le tableau périodique, l’hydrogène est aussi le plus abondant, constituant les étoiles comme les nuages moléculaires. Il compose aussi l’une des molécules vitales pour la vie : l’eau.
Généralités
Symbole : H Numéro atomique : 1Électrons par niveau d’énergie : 1Masse atomique : 1,008 uIsotopes les plus stables : 1H stable avec 0 neutron (99,985 %), 2H (deutérium) stable avec 1 neutron (0,015 %)Série : non-métauxGroupe, période, bloc : 1, 1, sDensité : 0,00009, 0,07 (liquide et solide) Point de fusion : -259,14 °C (dihydrogène)Point d’ébullition : -252,8 °C (dihydrogène)
Historique de l’hydrogène
En 1671, Robert Boyle décrivit la réaction entre le fer et des acides dilués, qui produit du dihydrogène. La substance sera appelée « air inflammable » par Cavendish en 1766, à qui on attribue également la découverte de l'hydrogène en tant qu'élément. Lavoisier fixa le nom « hydrogène » en 1783, de « hydro », « eau », et « gène », « engendrer ».
 L’hydrogène et l’oxygène sont beaucoup utilisés dans les moteurs-fusées à propergols liquides. © Nasa, DP
Propriétés de l’hydrogène
Le dihydrogène se présente comme un gaz transparent aux conditions normales de température et de pression. De nombreux métaux ont la propriété d'absorber l'hydrogène, ce qui peut les rendre cassants, pour l'acier notamment.
La plupart du temps, l'hydrogène est présent sous forme diatomique mais il peut exister en atomes seuls à haute température. C'est un puissant agent réducteur. Il réduit notamment certains sels pour former leur état métallique (NaH, KH, H2S, etc.). L'hydrogène atomique produit en outre avec l'oxygène du peroxyde, H2O2.
En réagissant avec l'oxygène, l'hydrogène peut donner de l'eau au cours d'une réaction très lente à température ambiante mais qui peut devenir violente si elle est réalisée avec un catalyseur.
Utilisation de l’hydrogène
L’une des principales applications de l’hydrogène consiste en la production d’ammoniac et de nombreux composés organiques. 
L’hydrogène a été largement utilisé comme gaz pour gonfler les dirigeables, jusqu’à l’accident du Hindenburg en 1937, puis remplacé par l’hélium. Deux isotopes de l’hydrogène, le deutérium 2H et le tritium 3H, sont utilisés pour les expériences de fusion nucléaire, un noyau de chaque donnant un noyau d’hélium et un neutron. L'hydrogène est également employé dans les bombes à hydrogène ou bombes H, l'élément fusionnant là aussi pour donner de l'hélium.
Dans les moteurs-fusées à propergols liquides, le dihydrogène et le dioxygène liquides sont employés comme ergols cryotechniques. L’hydrogène est également pressenti comme un carburant du futur, notamment dans les piles à combustible.
Risques de l’hydrogène sur la santé
L’hydrogène est extrêmement inflammable et produit des composés qui le sont eux aussi. Leur simple chauffage peut provoquer de violentes explosions.

Hydrogène

Le diamant est un minéral transparent composé de cristaux de carbone pur. Cette pierre précieuse est connue pour être le minéral le plus dur qui soit.
C’est seulement à la fin du XVIIIe siècle que le diamant fut identifié comme une forme cristalline du carbone par Lavoisier et Tennant. Dès lors, les chimistes ont cherché à le synthétiser. Ils n’y sont parvenus qu’au milieu du XXe siècle.
Les diamants, rares et envoûtants
On sait aujourd’hui que, dans le diamant, chaque atome est relié à quatre atomes voisins disposés au sommet d’un tétraèdre régulier. Ces liaisons chimiques entre atomes (liaisons covalentes) sont fortes et caractérisées par une distance interatomique de seulement 0,136 nm. Cette symétrie tétraédrique signe un solide dense et anisotrope.
Le diamant est la forme stable du carbone à température et pression élevées alors que le graphite est la forme stable du carbone à température et pression ordinaires. On note ici leurs différences de structures (diamant à gauche, graphite à droite). © Itub, Wikipédia, CC by-sa 3.0
Le diamant naturel
Le diamant se forme naturellement à partir de carbone présent dans les profondeurs de la Terre. La plupart des diamants cristallisent à des profondeurs comprises entre 150 et 200 kilomètres, mais il peut s’en former plus profondément. Pour que le carbone s’arrange en diamant, il faut des conditions de température et de pression particulièrement élevées : entre 1.000 et 1.500 °C et entre 4,5 et 6 GPa.
Selon les estimations des chercheurs, les diamants se seraient formés il y a plus de 2,5 milliards d’années. Ils sont généralement inclus dans une lave rare, la kimberlite.
Ce diamant synthétique a été fabriqué grâce à la méthode de dépôt chimique en phase vapeur. © Steve Jurvetson, Wikipédia, CC by 2.0
Le diamant de synthèse
Compte tenu à la fois de la rareté de la pierre et de sa dureté extrême, les scientifiques ont cherché à la synthétiser. Objectif : exploiter ses propriétés pour des applications industrielles telles que la découpe, le broyage, le polissage ou encore la gravure. Plus récemment, le diamant a fait son entrée dans le monde des biotechnologies (imagerie médicale, mesure de température, etc.).
Plusieurs techniques sont aujourd’hui employées pour synthétiser du diamant :
La technique « haute pression, haute température ». À la base, un mélange de carbone et de métaux de transition sert de catalyseurs à la réaction.La technique de « dépôt chimique en phase vapeur ». Elle permet de créer le diamant par couches successives.

Diamant

Inconnue des Anciens, pour lesquels Saturne marquait la limite du système solaire, Uranus n’a été découvert que le 13 mars 1781 par le musicien et astronome William Herschel qui, observant par hasard dans son jardin la constellation des Gémeaux à l’aide d’un télescope de 16 cm d’ouverture, remarqua un objet qui n’était pas ponctuel comme une étoile. Il crut d’abord avoir découvert une nouvelle comète mais le calcul de son orbite révéla vite que cet objet était en fait une planète gravitant sur une orbite circulaire à 2,9 milliards de kilomètres du Soleil en moyenne. Uranus est 19 fois plus loin de notre étoile que la Terre et deux fois plus loin que Saturne. Même si William Herschel souhaitait que la planète porte le nom de Georgium Sidus, il lui sera finalement attribué le nom du dieu du ciel dans la mythologie grecque : Ouranos, sur les recommandations de Johann Bode.
Approximativement de magnitude 6, Uranus est à la limite de la détection à l’œil nu. Un observateur expérimenté peut néanmoins l’apercevoir par une nuit claire ; elle apparaît alors comme une étoile très faible. Uranus avait été porté plusieurs fois sur des cartes du ciel entre 1690 et 1780, ce qui a été très utile par la suite pour déterminer les paramètres de son orbite. Uranus est vu depuis la Terre sous un angle de 4 secondes. Son disque est donc visible dans un télescope mais apparaît comme une petite tache bleu verdâtre sur laquelle on ne discerne aucun détail. Depuis 1994, cependant le télescope spatial Hubble en obtient des images toujours plus détaillées, sur lesquelles on distingue diverses caractéristiques de son atmosphère.
Avec un diamètre de 51.118 km, Uranus est quatre fois plus grand que la Terre. Sa masse est 14,5 fois supérieure à celle de notre planète. Comme les autres planètes géantes gazeuses, la septième planète du Système solaire est composée à 99 % d’hydrogène et d’hélium. Géante glacée, Uranus possède 13 anneaux et un système de 27 satellites. Sa période de rotation est de 17 heures et 14 minutes. Mais contrairement aux autres planètes, l’axe de rotation d’Uranus se trouve pratiquement dans son plan orbital ; le plan équatorial d’Uranus ainsi que le plan orbital de ses satellites connus sont quasi perpendiculaires au plan de son orbite autour du Soleil. La période de révolution d’Uranus est de 84 ans.
Image infrarouge prise depuis le télescope Keck II équipé d'optique adaptative, et reproduite en fausses couleurs où le bleu, le vert et le rouge représentent 1,26, 1,62 et 2,1 microns de longueur d'onde. Crédit : L. Sromovsky, Univ. Wisconsin, Keck obs.
Découverte d’Uranus par les sondes spatiales
Le 24 janvier 1986, Voyager 2 survolait Uranus. Ce qui, depuis deux cent cinq ans, n’était qu’un petit point de lumière bleuâtre s’est révélé en quelques heures un monde particulièrement riche avec un environnement d’anneaux surprenants et de satellites beaucoup plus actifs que prévu, en particulier l’étonnante Miranda.
L’essentiel des caractéristiques connues du système d’Uranus provient de cette brève rencontre ; il faut cependant faire remarquer la parfaite complémentarité des mesures effectuées depuis la Terre et par Voyager 2. Par exemple, l’étude des anneaux depuis notre planète par l’observation d’occultations stellaires a permis d’obtenir sur leur structure des résultats que n’a pu fournir la sonde. Inversement, les petites particules détectées par la sonde au sein des anneaux sont invisibles depuis la Terre.
Uranus : quelle sera la prochaine mission, 30 ans après Voyager 2 ?
Sept mille images du système uranien, dont deux mille au moment du passage au plus près, des milliers de spectres dans l’infrarouge et dans l’ultraviolet, des millions de mesures radio et magnétiques ont été alors transmis à la Terre.
Uranus photographié par Hubble dans le proche infrarouge le 28 juillet 1997. Des nuages dans l’atmosphère ont été observés et 8 des 27 lunes d’Uranus sont visibles dans le plan de ses anneaux. © Nasa, JPL, STScI
L’atmosphère d’Uranus
Les images ont révélé la présence de nuages, de bandes parallèles à l’équateur et de couches de brume. En particulier, le pôle qui fait actuellement face au Soleil est couvert d’une calotte de brume. Le mouvement des nuages a permis de mesurer la période de rotation de l’atmosphère d’Uranus. L’atmosphère d’Uranus tourne en sens inverse des aiguilles d’une montre et plus rapidement que l’intérieur de la planète ; les vents viennent tous de l’ouest. La haute atmosphère d’Uranus tourne de manière différentielle. Contrairement à ce qui se passe sur Saturne, la rotation est plus rapide vers les pôles que vers l’équateur : la période est de 17 heures vers 25 degrés de latitude et de 16 heures vers 40 degrés de latitude.
À partir des spectres dans l’infrarouge et de l’expérience d’occultation radio par l’atmosphère, on a pu estimer l’abondance de l’hélium à environ 15 %, ce qui correspond à la quantité d’hélium présente dans le Soleil. Il semblerait donc que l’atmosphère, ayant la même composition que le Soleil et que la nébuleuse primitive, soit primordiale et non le fruit d’une évolution ultérieure de la planète.
Hubble observe pour la première fois des aurores sur Uranus
Uranus a une structure interne très différente de celles de Jupiter et de Saturne. En son centre, la température serait de l’ordre de 7000 kelvins, et la pression vaudrait environ vingt millions de fois la pression atmosphérique terrestre. En partant du centre, on trouve probablement successivement un noyau "rocheux" d’un rayon d’environ 7.500 kilomètres, chaud, solide ou liquide, composé pour l’essentiel de silicates et de fer, puis un manteau de plus de 10.000 kilomètres d’épaisseur composé de glaces d’eau, de méthane, d’ammoniac, et enfin une épaisse enveloppe gazeuse d’hydrogène et d’hélium qui forme l’atmosphère observée depuis notre planète. Cette enveloppe est environ quatre fois plus massive que la Terre.
Détail des anneaux d’Uranus en fausse couleur. Photo prise par Voyager 2 le 21 janvier 1986, à 4,1 millions de km de distance. © Nasa, JPL-Caltech
Champ magnétique et magnétosphère d’Uranus
Avant la rencontre avec Voyager 2, on ignorait tout sur le champ magnétique d’Uranus : le rayonnement radio de Jupiter est aisément détecté depuis la Terre ; celui de Saturne avait été observé par les sondes Voyager, à une distance considérable, plus d’un an avant les rencontres ; mais, dans le cas d’Uranus, le voile n’a été levé qu’au dernier moment, quelques heures avant le passage de la sonde au plus près. Une des grandes surprises de la mission Voyager 2 est venue de la découverte que l’axe du champ magnétique n’était pas plus ou moins aligné avec l’axe de rotation de la planète, mais au contraire fortement incliné, d’environ 60 degrés, par rapport à celui-ci. Le champ magnétique est intrinsèquement cinquante fois plus fort que celui de la Terre ; ce qui, compte tenu de la plus grande taille d’Uranus, correspond à une intensité un peu plus faible en "surface". Ce champ magnétique est probablement engendré par effet dynamo au sein de l’épais manteau liquide qui contient de nombreux atomes ionisés. L’existence de ce fort champ magnétique et l’interaction avec le vent solaire entraînent l’existence de zones analogues aux ceintures de Van Allen au voisinage de la Terre.
Avis de tempête sur Uranus
L’atmosphère d’Uranus est à une température d’environ 50 kelvins et l’étude spectroscopique a permis d’y découvrir la présence de méthane et d’hydrogène moléculaire. La sonde Voyager a détecté une atmosphère étendue d’hydrogène moléculaire et une couronne encore plus étendue d’hydrogène atomique.

La physique est une science de la nature expérimentale qui étudie les phénomènes naturels et leurs évolutions. Elle établit des théories qui permettent de les modéliser et, de fait, de les prévoir.
Les théories établies par la physique s’appliquent dans des cadres bien définis.
La physique classique
La physique classique, par exemple, étudie le monde des solides, des liquides et des gaz. Elle nous apprend à concevoir des voitures ou à bâtir des immeubles. Elle repose sur des définitions anciennes de temps, d’espace, de matière et d’énergie. Elle peine toutefois à expliquer certains phénomènes observés dans la nature.
La physique quantique
La physique quantique prend alors le relais. Son domaine d’application, c’est le monde des particules et des champs de force. La physique quantique a permis des progrès dans la conception des lasers, entre autres. Elle introduit aussi de nouvelles définitions de la matière et de l’énergie.
La relativité générale
La relativité générale s’intéresse au monde macroscopique. C’est à la relativité générale que nous faisons appel, par exemple, pour traiter l’information utile au fonctionnement de nos GPS. Elle introduit de nouvelles définitions de l’espace et du temps.
Mécanique, optique, magnétisme, astrophysique…
Il existe d’autres façons de classer les disciplines de la physique en fonction des phénomènes qu’elle étudie. Ainsi, par exemple :
la mécanique s’intéresse au mouvement des corps ;l’optique s'intéresse à la lumière et à ses propriétés ;le magnétisme s'intéresse aux champs magnétiques et aux forces qu’ils engendrent ;l'astrophysique concerne l'étude des propriétés des objets de l'univers.
Les physiciens célèbres
Parmi les physiciens célèbres, citons notamment :
Archimède ;Galilée ;Evangelista Torricelli ;Blaise Pascal ;Isaac Newton ;Daniel Gabriel Fahrenheit ;André-Marie Ampère ;Léon Foucault ;Max Planck ;Pierre et Marie Curie ;Albert Einstein ;Erwin Schrödinger ;Werner Heisenberg ;Georges Charpak ;Hubert Reeves ;Stephen Hawking.

Physique

Le modèle standard est constitué de l'ensemble des lois de la physique fondamentale expérimentalement testées à ce jour. Il repose sur la mécanique quantique et la théorie de la relativité d'Einstein, ce sont les théories cadres auxquelles toutes les autres doivent obéir. Élaboré dans les années 1970, ce modèle rassemble toutes les connaissances théoriques, expérimentalement confirmées depuis, sur les constituants élémentaires de la matière et sur leurs interactions, à l'exception de l'interaction gravitationnelle.
On distingue alors le modèle des interactions électrofaibles de Glashow/Salam/Weinberg unifiant l'électrodynamique quantique et la théorie des interactions faibles, la QCD, la théorie des interactions fortes entre quarks à l'aide de gluons et expliquant les phénomènes d'interactions nucléaires fortes (entre protons et neutrons par exemple) et enfin la relativité générale décrivant de façon classique le champ de gravitation.

Modèle standard

Le terme « géante gazeuse » a été inventé en 1952 par l’écrivain de science-fiction James Blish et pendant longtemps, il était utilisé pour désigner toutes les planètes géantes du Système solaire. Mais depuis les années 1990, avec l’affinement de notre connaissance de ces planètes, il est réservé à Jupiter et à Saturne, ainsi qu’aux exoplanètes dont la composition et la structure seraient similaires.Ainsi, une planète géante gazeuse – aussi nommée planète jovienne, voire parfois géante, en référence à Jupiter – est une planète composée essentiellement de gaz légers, c’est-à-dire d’hydrogène et d’hélium. Uranus et Neptune, quant à elles, possèderaient un important manteau de glaces d’eau, de méthane et d’ammoniac. Cette deuxième classe distincte de planète est désignée par le terme « géante de glace » ou encore « géante glacée ».Les géantes de glace ne contiennent qu’environ 20 % d’hydrogène et d’hélium en masse, contrairement aux géantes gazeuses de notre Système solaire, Jupiter et Saturne, qui contiennent plus de 90 % d’hydrogène et d’hélium.Une comparaison des modèles couramment admis des intérieurs des géantes gazeuses (Jupiter, Saturne) et de glaces (Uranus, Neptune). Elles auraient toutes un petit cœur rocheux mais enrobé dans des couches de composition et d’état différents justifiant une séparation en deux grandes classes des planètes géantes dans notre Système solaire. Les tailles sont comparées à celle de la Terre (Earth). © NasaDes Jupiters chauds et des super-JupitersOn doit à l’astronome américain d’origine allemande Rupert Wildt, les premiers modèles encore largement utilisés de l’intérieur des planètes Jupiter et Saturne, à savoir pour l’essentiel un petit noyau rocheux couvert d’une épaisse couche de plusieurs glaces (elle n’est pas uniquement formée d’eau) à l’intérieur d’une vaste atmosphère fluide, composée essentiellement d’hydrogène et d’hélium. Ces modèles s’appliquent aussi à Uranus et Neptune, à ceci près, comme on l’a précisé plus haut, que ces géantes doivent posséder un manteau de glaces bien plus important entourant un noyau rocheux. Celui de Jupiter serait porté à des températures de l’ordre de 20.000 K (on estime sur Terre que la température doit atteindre les 6.000 K) avec bien sûr des pressions gigantesques difficilement reproductibles dans les laboratoires sur Terre.Depuis quelques décennies, les modèles des géantes ont été affinés. Le fluide d’hydrogène et d’hélium de Jupiter et Saturne, liquide à grande profondeur, deviendrait aussi solide avec l’hydrogène qui acquerrait même des propriétés métalliques, voire supraconductrices. Le méthane et l’ammoniac aussi contenus pourraient également donner lieu à la formation de diamants à l’intérieur de Neptune.La découverte des exoplanètes a conduit à introduire plusieurs classes de géantes gazeuses déterminées par leurs températures, et donc leurs distances à leur étoile hôte, ainsi que leurs masses. On parle ainsi de Jupiter très chaud, Jupiter chaud, Jupiter tempéré et Jupiter froid. Les planètes géantes gazeuses les plus massives sont alors appelées super-Jupiter, ou planètes superjoviennes.Il y a un débat quant à savoir à partir de quelle masse on n'est plus en présence d’une géante gazeuse mais d’une naine brune, donc d’une étoile. Un critère couramment retenu est la masse qui serait suffisante pour faire fusionner le deutérium, soit environ 13 fois celle de Jupiter.

Géante gazeuse

L’ammoniac est un composé de formule chimique NH3. À température ambiante, il se présente sous la forme d’un gaz incolore mais très irritant et à l’odeur piquante.
Ne pas confondre ammoniac et ammoniaque
Lorsqu’on dissout du gaz ammoniac dans de l’eau, on obtient de l’hydroxyde d’ammonium, également appelé ammoniaque (se souvenir de la terminaison évoquant « aqueux »). La formule chimique de l’ammoniac est NH3, celle de l’ammoniaque est NH4OH. 
Dans quelles situations utiliser de l’ammoniac ou de l’ammoniaque ?
L’ammoniac sert essentiellement à la fabrication d’engrais azotés. Mais il peut également être employé comme gaz réfrigérant ou pour la production de plastiques, d’explosifs ou d’autres produits chimiques.
L’ammoniaque est un excellent détachant, dégraissant et détartrant. Il entre donc dans la composition de nombreux produits ménagers.
Produire de l’ammoniac
Dans l’industrie, l’ammoniac est produit à partir de diazote (N2) et de dihydrogène (H2). Dans la nature, la décomposition de matières organiques produit également de l’ammoniac. Et peut-être la biochimie fera-t-elle bientôt appel à des enzymes nitrogénases, synthétisée par des bactéries pour catalyser qui servent pour réduire (au sens chimique du terme) le diazote en ammoniac.
Les dangers de l’exposition à l’ammoniac
L’ammoniac est très corrosif. Il peut provoquer des irritations, voire des brûlures.
Une exposition à l’ammoniaque, que ce soit par inhalation, par ingestion ou par contact, peut, quant à elle, entraîner des difficultés à respirer, des brûlures dans les yeux ou le nez, l’apparition de sang dans les selles, des évanouissements, une nécrose de la peau, etc.
Les deux produits doivent donc être manipuler avec la plus grande précaution.
Le saviez-vous ?
 La dégradation des acides animés produit de l’ammoniaque qui est transformée en urée dans le foie humain. Une augmentation de l’ammoniaque sanguin permet ainsi de détecter un dysfonctionnement du foie.Champ lexical : ammoniaque | hydroxyde d'ammoniumChamp lexical : ammoniaque | hydroxyde d'ammoniumChamp lexical : ammoniaque | hydroxyde d'ammonium

On appelle équateur, l’un des cinq principaux parallèles — une ligne géographique imaginaire — représentés sur les cartes de notre planète. L’équateur est celui qui coupe la Terre en deux parties égales selon un plan perpendiculaire à son axe de rotation : l’hémisphère nord et l’hémisphère sud. Par définition, sa latitude est de 0°. Le terme d’ailleurs provient du latin aequator qui signifie égalisateur.
Les régions situées sur l’équateur connaissent quelques phénomènes particuliers. Aux équinoxes — en mars et en septembre —, le Soleil y apparaît au zénith à midi. Les levers et les couchers de Soleil y sont les plus rapides au monde. Quant à la durée des jours et des nuits, elle est, en théorie, égale à 12 heures tout au long de l’année. En théorie seulement puisque la réfraction atmosphérique et la taille du Soleil jouent en les faisant varier de quelques minutes.
Équateur est également le nom d’un pays d’Amérique du Sud situé sur l'équateur. © ErnstA, Wikipedia, CC by-sa 3.0
Distinguer tropique du Cancer et tropique du Capricorne
L’équateur coupe principalement des océans. Mais les quelques pays qu’il traverse — parmi lesquels, un pays baptisé justement Équateur — connaissent ce que l’on nomme un climat équatorial marqué par de fortes précipitations et des températures élevées.
Pour l’anecdote, on peut noter qu’une ancienne tradition veut que les marins qui passent l’équateur pour la première fois subissent une sorte de joyeux bizutage. Et certaines compagnies aériennes décernent un diplôme à ceux de leurs passagers qui franchissent cette ligne imaginaire pour la première fois.

Équateur

Etoile centrale du système solaire. 
Le Soleil est l'étoile la plus proche de la Terre, dont elle est distante d'environ 150 millions de kilomètres. Le Soleil est situé à 8,5 kparsecs du centre de la Voie lactée. Dans la classification des étoiles, le soleil est une étoile de type G2.
La masse du Soleil représente la majeure partie de la masse du système solaire. Elle est utilisée comme unité de masse pour les étoiles. L'énergie solaire, d'une importance capitale pour la Terre et notamment pour la vie, est produite par les réactions nucléaires qui se déroulent au coeur du Soleil. Agé d'environ 5 milliards d'années, le Soleil continuera à briller, avec une luminosité augmentant lentement, pendant une durée équivalente, avant d'évoluer en géante rouge et finalement de mourir.
Le mouvement apparent du Soleil par rapport à la Terre donne lieu aux saisons, dues à l'inclinaison du plan de l'écliptique par rapport à celui de l'équateur terrestre. 
La rotation de 27 jours du Soleil autour de lui-même a été découverte par Galilée en 1611. 
On distingue dans le Soleil diverses couches parmi lesquelles le noyau ou coeur, la zone radiative, la zone de convection, la photosphère (qui émet la majeure partie de la lumière solaire), la chromosphère et sa partie extérieure, la couronne. La densité décroît avec l'altitude, du noyau vers l'atmosphère. La température régnant dans le noyau est de l'ordre de 15 millions de kelvins. Elle décroît dans les zones radiatives et convectives. Dans la photosphère, qui constitue la surface visible du Soleil, elle est de l'ordre de 5800 K en moyenne. Dans les plus basses couches de la chromosphère, la température décroît avec l'altitude jusqu'à environ 4500 K, avant de croître à nouveau, surtout dans la zone de transition, où cette croissance est très forte sur une épaisseur réduite. La température de la couronne atteint des températures de l'ordre de 106 K. Cette température extrêmement élevée n'est pas encore totalement expliquée. 
L'atmosphère solaire est un milieu complexe constitué de plasma soumis à un champ magnétique intense, siège d'éruptions solaires et qui émet le vent solaire. Les taches solaires, qui apparaissent sombres à cause de leur température plus basse sont, comme la couronne, des radiosources. L'activité solaire liée à ces phénomènes varie de manière cyclique.
Récemment, l'héliosismologie a permis de mieux appréhender la structure interne du Soleil. La couche convective interne n'est connue que par les ondes étudiées dans cette discipline et par l'étude des neutrinos solaires, produits au cours des réactions nucléaires se déroulant dans le coeur. Le déficit des neutrinos solaires observés par rapport à ceux attendus est l'une des interrogations de l'astrophysique solaire. 
L'observation du spectre solaire s'effectue grâce à des spectrohéliographes. Ce spectre comprend des raies, connues depuis Fraunhofer (1814), qui signalent la présence d'hydrogène et d'hélium principalement et d'une soixantaine d'autres éléments. Il comprend également des bandes qui trahissent la présence de molécules dans l'atmosphère solaire.

Soleil

16544_uranus

[popupdefinition id=3693]Neptune[/popupdefinition] est une g&eacute;ante glac&eacute;e un peu plus massive mais un peu plus petite qu'[popupdefinition id=3697]Uranus[/popupdefinition] et c'est la [popupdefinition id=4547]plan&egrave;te g&eacute;ante[/popupdefinition] la plus dense avec un rayon &eacute;quatorial&nbsp;d'environ 24.764 km, soit plus de 3,8 fois celui de la Terre. On ne la connait gu&egrave;re mieux qu'Uranus car elle n'a &eacute;t&eacute; visit&eacute;e qu'une seule fois par une sonde &agrave; savoir [popupdefinition id=3631]Voyager 2[/popupdefinition] le 25 ao&ucirc;t 1989.On pense que la structure interne de Neptune serait similaire &agrave; celle d'Uranus, ce qui permet de reprendre largement ce que l'on peut dire d'elle &agrave; savoir qu'elle est compos&eacute;e principalement de diverses glaces, telles que l'eau, l'[popupdefinition id=2959]ammoniac[/popupdefinition] et le m&eacute;thane. Le [popupdefinition id=3850]mod&egrave;le standard[/popupdefinition] de la structure de Neptune suppose donc aussi que la plan&egrave;te est diff&eacute;renci&eacute;e en trois enveloppes comme dans le cas de la Terre. Il y aurait ainsi au centre un noyau rocheux un m&eacute;lange de [popupdefinition id=1613]silicates[/popupdefinition], [popupdefinition id=721]fer[/popupdefinition] et [popupdefinition id=14795]nickel[/popupdefinition], envelopp&eacute; dans un [popupdefinition id=2495]manteau[/popupdefinition] glac&eacute; surmont&eacute; d'une enveloppe externe d'[popupdefinition id=14495]hydrog&egrave;ne[/popupdefinition] et d'[popupdefinition id=4813]h&eacute;lium[/popupdefinition] &agrave; l'[popupdefinition id=15336]&eacute;tat gazeux[/popupdefinition].Mais le manteau glac&eacute; ne serait pas form&eacute; de la glace au sens ordinaire du terme mais plut&ocirc;t de l'&eacute;quivalent de la neige fondue,&nbsp;une neige fondue chaude, dense et compos&eacute;e d'eau, d'ammoniac et d'autres substances volatiles formant un fluide ionique tr&egrave;s conducteur.Depuis 1981, des &eacute;tudes th&eacute;oriques et des exp&eacute;riences sur la [popupdefinition id=15839]physique[/popupdefinition] des hautes [popupdefinition id=17466]pressions[/popupdefinition] ont conduit des chercheurs, comme Marvin [popupdefinition id=19414]Ross[/popupdefinition], &agrave; avancer l'id&eacute;e que des [popupdefinition id=3869]diamants[/popupdefinition] se formeraient naturellement dans le manteau de Neptune.&copy; Allard23, Wikip&eacute;dia

Les planètes géantes ont un diamètre de plus de 48000 km (Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune par exemple).

Planète géante

La Russie qui prévoit de se retirer de la Station spatiale internationale (ISS) à partir de 2025 a décidé de construire sa propre station spatiale. Provisoirement baptisée Ross (Russian Orbital Space Station), ce projet de station russe a été dévoilé en avril par Dmitry Rogozine, le patron de l’Agence spatiale russe (Roscosmos). Cette décision a été prise après que les responsables de Roscosmos ont jugé que l’ISS était en fin de vie et que la vétusté des modules, notamment russes, pouvait présenter un risque pour la sécurité des équipages. Une détérioration de l'ISS que conteste Thales Alenia Space, qui s'en est expliqué auprès de Futura.Cette explication ne convainc évidemment pas les experts occidentaux qui sont d'avis que l’état actuel des relations russo-américaines, qui s’apparentent à une nouvelle guerre froide, est à l'origine de cette décision qui, si elle devait se confirmer, mettrait fin à une période remarquable de coopération avec la Nasa et les États-Unis. Une situation qui devrait conduire à une collaboration plus accrue avec la Chine dans le domaine de l’exploration et des vols habités.La Chine et la Russie s'installeront sur la Lune durablementCette future station sera installée sur une orbite différente de celle de l’ISS avec une inclinaison à 97° au lieu des 51,6°, ce qui permettra la couverture totale du territoire russe contre seulement 20 % par l’ISS. Le premier module sera lancé en 2028 par un lanceur Angara depuis le cosmodrome Vostochny. Il s'agit du module NEM (Science and Power Module) qui comprend une partie pressurisée et l'autre non. Ce module était initialement prévu pour étendre la partie russe de l'ISS. Pour l’adapter à sa nouvelle fonction, un an et demi à deux ans de travaux de conversion sont à prévoir. Il devra avoir la capacité à contrôler et ajuster l’attitude de Ross.Une Station qui ne sera pas occupée en permanenceDans un premier temps, la station Ross sera constituée de quatre modules avec des ports d'amarrage et un sas de sortie dans l'espace. Une extension de la station est envisagée à l'horizon 2030 avec notamment un port d'amarrage réservé pour un véhicule lunaire ainsi qu'une plateforme externe. Contrairement à l’ISS, Ross ne sera pas occupée en permanence mais des équipages de deux à quatre cosmonautes s’y rendront fréquemment. Une première mission habitée pourrait avoir lieu dès 2026 pour mettre en service le module NEM. Une occupation partielle qui limitera les possibilités d’utilisation, notamment pour la préparation des vols habités dans l'espace lointain et la recherche biomédicale par exemple. Champ lexical : russian Orbital Space Station | station RossChamp lexical : russian Orbital Space Station | station Ross

L’ammoniac est un composé de formule chimique NH3. À température ambiante, il se présente sous la forme d’un gaz incolore mais très irritant et à l’odeur piquante.
Ne pas confondre ammoniac et ammoniaque
Lorsqu’on dissout du gaz ammoniac dans de l’eau, on obtient de l’hydroxyde d’ammonium, également appelé ammoniaque (se souvenir de la terminaison évoquant « aqueux »). La formule chimique de l’ammoniac est NH3, celle de l’ammoniaque est NH4OH. 
Dans quelles situations utiliser de l’ammoniac ou de l’ammoniaque ?
L’ammoniac sert essentiellement à la fabrication d’engrais azotés. Mais il peut également être employé comme gaz réfrigérant ou pour la production de plastiques, d’explosifs ou d’autres produits chimiques.
L’ammoniaque est un excellent détachant, dégraissant et détartrant. Il entre donc dans la composition de nombreux produits ménagers.
Produire de l’ammoniac
Dans l’industrie, l’ammoniac est produit à partir de diazote (N2) et de dihydrogène (H2). Dans la nature, la décomposition de matières organiques produit également de l’ammoniac. Et peut-être la biochimie fera-t-elle bientôt appel à des enzymes nitrogénases, synthétisée par des bactéries pour catalyser qui servent pour réduire (au sens chimique du terme) le diazote en ammoniac.
Les dangers de l’exposition à l’ammoniac
L’ammoniac est très corrosif. Il peut provoquer des irritations, voire des brûlures.
Une exposition à l’ammoniaque, que ce soit par inhalation, par ingestion ou par contact, peut, quant à elle, entraîner des difficultés à respirer, des brûlures dans les yeux ou le nez, l’apparition de sang dans les selles, des évanouissements, une nécrose de la peau, etc.
Les deux produits doivent donc être manipuler avec la plus grande précaution.
Le saviez-vous ?
 La dégradation des acides animés produit de l’ammoniaque qui est transformée en urée dans le foie humain. Une augmentation de l’ammoniaque sanguin permet ainsi de détecter un dysfonctionnement du foie.Champ lexical : ammoniaque | hydroxyde d'ammoniumChamp lexical : ammoniaque | hydroxyde d'ammoniumChamp lexical : ammoniaque | hydroxyde d'ammoniumChamp lexical : ammoniaque | hydroxyde d'ammonium

16548_neptune

Io est une des principales [popupdefinition id=2550]lunes[/popupdefinition] de [popupdefinition id=3714]Jupiter[/popupdefinition] avec un diam&egrave;tre d'environ 3.643 km. Elle a &eacute;t&eacute; visit&eacute;e une premi&egrave;re fois par les sondes [popupdefinition id=3631]Voyager 1[/popupdefinition] et 2 en 1979 qui y ont d&eacute;couvert une forte activit&eacute; volcanique.&nbsp;&Agrave; vrai dire, celle-ci avait &eacute;t&eacute; pr&eacute;vue peu de temps avant par une &eacute;quipe de plan&eacute;tologues qui avait compris que les [popupdefinition id=4194]forces de mar&eacute;e[/popupdefinition] de Jupiter et d'autres de ses grandes lunes devaient d&eacute;former p&eacute;riodiquement Io, y provoquant une importante production de [popupdefinition id=15898]chaleur[/popupdefinition].L'&eacute;tude de Io s'est poursuivie&nbsp;avec la sonde [popupdefinition id=2439]Galileo[/popupdefinition] en particulier et des observations au sol depuis la Terre qui ont fourni des donn&eacute;es sur la composition des terrains et des panaches volcaniques de la Lune. Cela a permis, en se basant sur les lois de la [popupdefinition id=13943]g&eacute;ologie[/popupdefinition] d&eacute;couvertes sur Terre, de proposer le mod&egrave;le de l'int&eacute;rieur de Io que l'on voit ici avec un coeur de [popupdefinition id=721]fer[/popupdefinition] et de [popupdefinition id=14521]soufre[/popupdefinition] envelopp&eacute; d'un [popupdefinition id=2495]manteau[/popupdefinition] de roches ultramafiques, c'est-&agrave;-dire des [popupdefinition id=1099]roches magmatiques[/popupdefinition] tr&egrave;s pauvres en [popupdefinition id=15955]silice[/popupdefinition] et contenant plus de 90 % de [popupdefinition id=17943]min&eacute;raux[/popupdefinition] riches en fer et [popupdefinition id=775]magn&eacute;sium[/popupdefinition].&copy; Kelvinsong

Catalyseur essentiel de la photosynthèse chez les végétaux, le magnésium est aussi largement utilisé dans l'industrie, notamment dans les secteurs qui requièrent des alliages métalliques légers.GénéralitésSymbole : MgNuméro atomique : 12Électrons par niveau d’énergie : 2, 8, 2Masse atomique : 24,305 uIsotopes les plus stables : 24Mg stable avec 12 neutrons (78,99 %), 25Mg stable avec 13 neutrons (10 %), 25Mg stable avec 14 neutrons (11,01 %)Série : métaux alcalino-terreuxGroupe, période, bloc : 2 (IIA), 2, sDensité : 1,738Point de fusion : 650 °CPoint d’ébullition : 1.090 °CHistorique du magnésium Déjà connu dans l’Antiquité, le magnésium a été isolé en 1808 par Davy. Le scientifique le nomma ainsi d’après un district grec appelé Magnesia, en Thessalie, où se situaient de grandes quantités de magnésium.Propriétés du magnésiumLe magnésium est un métal d'aspect argenté ou blanc. Sa teinte se modifie doucement à l'air par la formation d'un oxycarbonate. Quand il est placé en solution, des ions Mg2+ se forment. Il a la particularité de former certains sels très solubles dans l'eau, tandis que le carbonate de magnésium précipite facilement et que l'hydroxyde de sodium n'est pas soluble.Le magnésium, s'il est débité en copeaux, s'enflamme aisément à l'air. L'échauffement et la combustion de la poudre de magnésium résultent de la simple oxydation sous l'effet du dioxygène contenu dans l'air. En outre, on trouve le magnésium dans la chlorophylle des végétaux.Utilisation du magnésiumDans l’industrie, le magnésium est souvent utilisé en combinaison avec l’aluminium pour des applications où la réduction du poids est primordiale. Le magnésium est en effet un tiers moins dense que l’aluminium. Les applications sont ainsi nombreuses dans les secteurs aéronautique et automobile. En chimie, le magnésium a longtemps été utilisé dans la célèbre réaction de Grignard afin de synthétiser des molécules organiques complexes.Le magnésium a longtemps été utilisé pour les flashs des photographes mais les ultraviolets de sa lumière sont nocifs. On retrouve aussi le magnésium dans les chauffe-plats, car l'oxydation de ce métal est fortement exothermique. En gymnastique, les athlètes utilisent le carbonate de magnésium (qu'il ne faut pas confondre avec la magnésie) pour augmenter l'adhérence au niveau des mains.Les besoins de l’organisme en magnésiumLe magnésium ne s’accumule pas dans l’organisme mais une dose journalière de 300 mg est recommandée. En effet, il sert à la formation des os et des dents ainsi qu’à la fixation du calcium. Il est également essentiel dans le transport de l’influx nerveux et dans la contraction des muscles, entre autres rôles biologiques. La spiruline, le bon plan pour sortir en pleine forme de l'hiver ! Réduction avec le code "FSCIENCES"

Magnésium

On appelle silice la forme naturelle du dioxyde de silicium (SiO2).La silice entre dans la composition de nombreux minéraux. On la trouve ainsi dans certains aliments complets, dans les os et le cartilage, par exemple. Liée à d’autres atomes (aluminium, magnésium, calcium, etc.), la silice forme des silicates qui constituent l’essentiel de l’écorce et du manteau terrestres.Différentes silices : quartz, silice colloïdale…À l’état libre, la silice existe sous deux formes :
une forme cristalline : quartz, cristobalite, tridymite, etc. ;
une forme amorphe : terre diatomée (naturelle), gel de silice (artificiel), silice colloïdale (artificielle), etc.
Utilisations de la siliceLa silice amorphe peut être utilisée comme agent abrasif ou se révéler efficace (terre de diatomée) dans la lutte contre les insectes nuisibles (puces, tiques, punaises de lit, etc.).La silice cristalline, quant à elle, est utilisée pour la fabrication du verre. On la retrouve aussi dans divers autres procédés industriels et elle est présente dans de nombreux produits tels que les bétons, les enduits de façade, etc.Effets sur la santé : silice et risques de cancerSur le plan de la santé, la silice est généralement considérée comme sûre lorsqu'elle est utilisée conformément aux directives, mais des expositions excessives peuvent présenter des risques pour la santé. C’est la forme cristalline de la silice qui présente des dangers pour la santé humaine. En France, elle est d’ailleurs classée comme substance cancérogène avérée pour les cancers broncho-pulmonaires. L'inhalation de particules fines de silice cristalline peut causer des problèmes respiratoires graves tels que la silicose, une maladie pulmonaire chronique qui peut entraîner une fibrose pulmonaire et une altération de la fonction respiratoire.Des études ont suggéré un lien potentiel entre l'exposition à long terme à la silice et le développement de maladies telles que le cancer du poumon, la maladie rénale chronique et les maladies auto-immunes.L’inhalation de silice peut aussi provoquer d’autres maladies, la plus connue étant la silicose, une infection pulmonaire grave que l’on observe fréquemment chez les mineurs de fond.

Silice

Les granulats sont des fragments de minéraux de natures et grosseurs différentes. Destinés aux travaux de construction, de BTP, de décoration intérieure ou extérieure, ils s’utilisent selon les cas en mélange avec d’autres matériaux ou tels quels. Ils proviennent principalement de l’extraction terrestre. Les carrières de roches meubles alluvionnaires fournissent les sables et les graviers « roulés ». Ces granulats se sont arrondis au fil du temps par abrasion dans les cours d’eau ou au contact des glaciers.Les carrières de roches massives (calcaires, éruptives, métamorphiques…) produisent les « concassés », fragments aux contours anguleux. Une autre forme de granulats est obtenue par dragage en mer, entre 10 et 50 mètres de profondeur, d’anciennes alluvions immergées suite à la fonte des glaces. Les granulats peuvent également provenir du recyclage de produits finis en béton ou résulter d’une transformation industrielle : thermique, par exemple. Dans ce dernier cas, on parle de granulats « artificiels ».La diversité géologique du sous-sol français permet d’obtenir des granulats de toutes densités, tailles et couleurs. © InfocimentsOn distingue six grandes familles de granulatsLes granulats répondent à des critères de qualité qui dépendent à la fois de la roche d’origine (résistance à l’abrasion, aux chocs, porosité…) et du processus de production (extraction, régularité dimensionnelle, propreté…). Ils sont assujettis à de nombreuses normes (française et européenne) portant sur la nature géologique, l'aspect, les techniques d'exploitation, les domaines d'application, etc. La norme de référence NF P 18-545 établit ainsi une classification en fonction des tailles inférieures (d) et supérieures (D) de tamis au travers desquels les grains ou fragments peuvent passer. Ces caractéristiques dimensionnelles impactent les propriétés physiques du matériau fini, qu'il s'agisse d'un mélange humide (mortier, béton, enduit décoratif…) ou d'un emploi à sec (allée gravillonnée…).Classement par granularité selon la norme NF P 18-545. © M.B.Selon que leur masse volumique est inférieure ou supérieure à deux tonnes par mètre cube, les granulats sont dits légers ou courants (normes NF EN 13043, 933-9 et 10, 1097-4 et 7...).À savoir Les granulats légers usuels sont d’origine volcanique à structure alvéolaire (ponce, pouzzolane…) ou obtenus par cuisson (argiles, laitiers, schistes expansés…). Ils permettent de confectionner des bétons isolants d’une faible masse volumique : entre 1.200 et 2.000 kg/m3.Champ lexical : carrières à granulats | roches à granulats | minéraux

Granulats

Retrouvé aussi bien dans les volcans que dans tous les êtres vivants, le soufre est reconnaissable entre tous les éléments pour sa couleur jaune vif.
Généralités
Symbole : SNuméro atomique : 16Électrons par niveau d’énergie : 2, 8, 6Masse atomique : 32,065 uIsotopes les plus stables : 32S stable avec 16 neutrons (95,02 %), 33S stable avec 17 neutrons (0,75 %), 34S stable avec 18 neutrons (4,21 %), 38S stable avec 20 neutrons (0,02 %)Série : non-métauxGroupe, période, bloc : 16 (VIA), 3, pDensité : 2 (monoclinique), 2,07 (rhombique)Point de fusion : 115,21 °CPoint d’ébullition : 444,61 °C
Historique du soufre 
Le soufre est connu depuis l’Antiquité. En 1777, Lavoisier le reconnaît comme un élément, et non un composé. 
Propriétés du soufre
Le soufre est un solide jaune qui brûle avec une flamme bleue en émettant du dioxyde de soufre SO2. Dans l'eau et les autres solvants polaires, il n'est pas soluble. C'est en revanche le cas dans les solvants apolaires. On le trouve sous forme de gisements dans la nature.
Le soufre se combine avec tous les autres éléments, sauf les gaz rares. Parmi les composés qu'il forme avec l'hydrogène ou l'oxygène, notons le sulfure d'hydrogène H2S, qui a une odeur d'œuf pourri caractéristique.
Les formes allotropiques du soufre sont très nombreuses. La plus stable est S8, ou cyclo-octasoufre. Le soufre peut former des molécules de longueur indéterminée : ainsi, vers 159 °C, le soufre liquide affiche une transition avec la formation d'un polymère auquel on donne la formule S∞.
Utilisation du soufre
Le soufre élémentaire est principalement utilisé comme précurseur de composés soufrés bien qu'il soit l'un des plus anciens fongicides connus et présent dans les allumettes, la poudre à canon ou les laxatifs. Parmi eux, l'acide sulfurique (H2SO4) est le plus important. On l'emploie pour l'extraction des phosphates qui entrent dans la composition des engrais. L'acide sulfurique sert aussi au traitement des eaux ou au raffinage pétrolier.
Le sulfure de carbone a lui aussi beaucoup d'applications, comme la production de cellophane ou de produits phytosanitaires ou encore la vulcanisation du caoutchouc. Le sulfate de calcium est la principale forme de soufre retrouvée dans les engrais. Les formes organiques du soufre sont également très prisées par l'industrie pharmaceutique : de nombreux antibiotiques, comme la pénicilline, contiennent du soufre.
Rôle biologique du soufre
Comme le phosphate, le soufre joue un rôle biologique important, notamment par sa présence dans des enzymes communes à toutes les cellules vivantes et dans des acides aminés.
Dans la nature, le soufre sous forme de sulfure a de nombreux effets néfastes sur la santé : effets neurologiques, perturbation de la circulation, dégradation du système immunitaire, dysfonctionnement des reins et du foie, modification du métabolisme hormonal, etc.

Soufre

Galileo désigne le système européen de navigation par satellite, initiative lancée par l'Union européenne et l'Agence spatiale européenne (ESA). Ce système mondial assurera une complémentarité avec le système actuel GPS. Satellite Galileo repose sur une constellation de trente satellites et des stations terrestres permettant de fournir des informations concernant leur positionnement à des usagers de nombreux secteurs.
Avec Galileo, l'Europe possédera son propre système mondial de navigation par satellite et s'affranchira des services offerts par le GPS américain qui comportent de nombreuses restrictions. Galileo fournira des services de localisation précis, sécurisés et certifiés à l'échelle du globe. Il sera placé sous le contrôle d'autorités civiles au contraire de son homologue américain, militaire lui.
Applications de Galileo 
Les applications attendues et à 'inventer' sont multiples : transport (circulation routière, ferroviaire, aérienne et maritime), énergie, agriculture et pêche, navigation personnelle, recherche et sauvetage, gestion de crise (inondations, catastrophes maritimes, marées noires, tremblement de terre, aide humanitaire), gestion environnementale, loisirs, économie (finance, banque, assurance), etc. Les retombées économiques prévues ces 15 prochaines années sont très importantes, avec un retour sur investissement évalué à 4.6 et la création de plus de 140 000 emplois.
Galileo, GPS et Glonass
Galileo sera compatible avec le GPS américain et le Glonass russe, les deux autres réseaux de satellites de radionavigation, tous deux conçus pendant la Guerre froide à des fins militaires. Galileo offrira une précision de localisation en temps réel de l'ordre du mètre, ce qu'aucun autre système public n'autorise. Il informera les utilisateurs en quelques secondes de toute défaillance de l'un des satellites. Ces caractéristiques font du projet européen un système adapté aux applications dans lesquelles la sécurité joue un rôle capital, comme le contrôle du trafic ferroviaire, la régulation de la circulation routière et le suivi des avions en phase d'atterrissage.
Le système Galileo sera composé de 30 satellites (27 opérationnels et 3 en réserve). Ils seront répartis en trois orbites circulaires à une altitude de 23616 km avec un angle d'inclinaison des plans orbitaux de 56°. Les signaux de Galileo couvriront également des latitudes allant jusqu'à 75° nord et sud. Grâce au nombre élevé de satellites, à l'optimisation de la constellation et à l'existence de 3 satellites en réserve active, la perte d'un satellite n'aura pas de conséquence notable pour l'utilisateur. Les satellites en orbite seront soutenus par un réseau mondial de stations terrestres.
Les quatre premiers satellites Galileo formeront le noyau opérationnel de la constellation de satellites de navigation Galileo. Le vol historique du 20 octobre est destiné à placer en orbite les deux premiers satellites opérationnels. En 2012, une deuxième paire de satellites les rejoindra sur orbite à 23 222 km d’altitude, afin de démontrer la bonne conception du système Galileo avant le lancement des 26 autres satellites destinés à former la constellation.Champ lexical : satellite Galileo | constellation Galileo Champ lexical : satellite Galileo | constellation Galileo

La géologie est un terme qui caractérise une discipline scientifique ou l’ensemble des caractères du sous-sol d’une région définie.
La géologie, la science de la Terre
La géologie est une discipline scientifique se focalisant sur les couches externes de la Terre, notamment sur leur structure, leur composition et leur évolution au cours des temps passés et à venir.
De ce fait, la géologie se compose de nombreuses disciplines spécialisées, comme la minéralogie, la paléontologie, la pétrologie, la géodynamique, la géomorphologie, etc.
Elle est pratiquée par des géologues, qui doivent quotidiennement exploiter d’autres sciences pour parvenir à leur fin, principalement la chimie et la physique. Cette science de la Terre aurait vu ses fondements naître vers 1660.
Géologie d’une région
Le terme géologie est également utilisé d’une manière générique pour parler des caractéristiques du sous-sol d’une région donnée, que l’on peut d’ailleurs observer sur des cartes géologiques.

Géologie

Accélération gravitationnelle qui comprime les objets dans certaines directions et les dilate dans d'autres. Les forces de marée produites par la Lune et le Soleil sont responsables des marées océaniques terrestres.

Force de marée

Les roches magmatiques, éruptives ou ignées (littéralement nées avec ou par le feu) constituent la majeure partie des roches continentales et océaniques. Elles se forment quand un magma se refroidit et se solidifie, ce qui conduit à distinguer deux cas : les roches plutoniques et les roches volcaniques.
Des roches plutoniques en profondeur
Lorsque le processus se produit dans les profondeurs de la Terre, on parle de roches plutoniques, encore appelées intrusives. Le magma y est refroidi lentement, ce qui donne naissance à des roches grenues, car relativement bien cristallisées. Lorsque le processus se produit à la surface de la planète, on parle de roches volcaniques, dites encore extrusives ou effusives. Le magma se refroidit alors rapidement au contact de l'air ou de l'eau. Les roches formées ont une structure microlithique.
Les roches magmatiques les plus courantes sont le granite et le basalte. Le premier représente 95 % des roches plutoniques et le second 90 % des roches volcaniques.Champ lexical : roche éruptive | roche ignée

Roche magmatique

16545_io

[popupdefinition id=3714]Jupiter[/popupdefinition] est une [popupdefinition id=4727]g&eacute;ante gazeuse[/popupdefinition] dont le diam&egrave;tre est d'environ 11 fois celui de la Terre, avec un rayon &eacute;quatorial de plus de 71.400 km. Les missions Pioneer 10 et Pioneer 11 ont &eacute;t&eacute; les premi&egrave;res &agrave; nous donner des informations et des images rapproch&eacute;es de Jupiter mais la r&eacute;volution est venue avec les sondes [popupdefinition id=3631]Voyager 1[/popupdefinition] et 2 suivies des sondes [popupdefinition id=2439]Galileo[/popupdefinition] et [popupdefinition id=18037]Juno[/popupdefinition] qui elles se sont mises en [popupdefinition id=873]orbite[/popupdefinition] autour de la plan&egrave;te.L'&eacute;tude du champ de [popupdefinition id=1014]gravit&eacute;[/popupdefinition] et du [popupdefinition id=3878]champ magn&eacute;tique[/popupdefinition] de Jupiter, ainsi que de sa rotation, compl&eacute;t&eacute;e par des exp&eacute;riences sur la [popupdefinition id=15839]physique[/popupdefinition] des hautes [popupdefinition id=17466]pressions[/popupdefinition] sur Terre permet de dresser un mod&egrave;le plausible de la structure interne de Jupiter.Jupiter poss&eacute;derait un noyau rocheux form&eacute; de [popupdefinition id=1613]silicates[/popupdefinition] et [popupdefinition id=721]fer[/popupdefinition] comparativement petit par rapport &agrave; la taille de la plan&egrave;te mais qui aurait n&eacute;anmoins non seulement une taille comparable &agrave; celle de la Terre mais environ 10 fois sa [popupdefinition id=15213]masse[/popupdefinition]. La partie sup&eacute;rieure du noyau pourrait &ecirc;tre une sorte de neige fondue. L'essentiel du reste de Jupiter serait ensuite autour de ce noyau une enveloppe d'[popupdefinition id=14495]hydrog&egrave;ne[/popupdefinition] en phase m&eacute;tallique mais [popupdefinition id=15334]liquide[/popupdefinition] qui occuperait 78 % du rayon de la plan&egrave;te.Cet hydrog&egrave;ne m&eacute;tallique serait lui-m&ecirc;me entour&eacute; d'hydrog&egrave;ne liquide finalement en surface, et d'une fine couche d'hydrog&egrave;ne gazeux.&copy; Kelvinsong, Wikimedia Commons, CC 3.0

Juno est une sonde d’étude de la planète Jupiter de la Nasa. Elle a été lancée en 2011 et est arrivée à destination en juillet 2016. La sonde Juno emporte un ensemble de huit instruments scientifiques totalisant 29 capteurs différents, ainsi qu'une caméra.Les principaux objectifs de Juno sont axés sur la connaissance de l'histoire de la formation de Jupiter et sur son évolution. Ses données nous aident également à mieux comprendre les systèmes planétaires découverts autour d'autres étoiles, car la plupart des exoplanètes connues sont des Jupiter chaudes (c'est-à-dire des planètes similaires à Jupiter mais plusieurs fois plus massives).Concernant Jupiter, Juno se focalisera sur l'étude de l'atmosphère jovienne, de son champ magnétique et de la magnétosphère. Elle croisera plusieurs types de données pour en savoir plus sur son noyau, notamment par la cartographie des champs magnétiques et gravimétriques. Signalons également que la sonde observera les aurores boréales et australes, les plus puissantes du Système solaire.La Nasa, contrainte de modifier ses plansPour cette mission, les plans de la Nasa ne se sont pas déroulés comme prévu. Initialement, la Nasa prévoyait qu'après deux orbites de 53 jours, la sonde en réaliserait 32 autres sur une orbite de 14 jours, avant de terminer sa mission initiale. Pour passer de l'orbite de 53 jours à celle de 14 jours, Juno devait allumer son moteur pour entamer une manœuvre qui devait réduire l'orbite à 14 jours.Or, il se trouve que ce même moteur équipe d'autres sondes de la Nasa et qu'un problème dans des clapets de son système de pressurisation a été identifié sur l'une de ces sondes. La Nasa n'a pas voulu prendre le risque de compromettre cette mission à un milliard de dollars quelques mois seulement après son arrivée autour de Jupiter. Elle donc a pris la décision de rester sur une orbite de 53 jours autour de Jupiter.Ce nouveau scénario n’a pas remis en cause les objectifs initiaux de la mission qui seront bien atteints. En effet, tout l'intérêt de la mission est de faire de la science au périjove, c'est-à-dire quand Juno se trouve au plus près de Jupiter. Or, qu'elle soit sur une orbite de 53 jours ou de 14 jours, l'altitude du périjove reste la même, à quelques milliers de kilomètres au-dessus des pôles.La mission va néanmoins durer plus longtemps et se dérouler à un rythme moins effréné. Surtout, cette orbite offre de nouvelles opportunités scientifiques : elle va permettre d'explorer les confins de la magnétosphère jovienne, incluant sa « queue », sa partie sud et sa région frontalière, la magnétopause.

Juno

Galileo désigne le système européen de navigation par satellite, initiative lancée par l'Union européenne et l'Agence spatiale européenne (ESA). Ce système mondial assurera une complémentarité avec le système actuel GPS. Satellite Galileo repose sur une constellation de trente satellites et des stations terrestres permettant de fournir des informations concernant leur positionnement à des usagers de nombreux secteurs.
Avec Galileo, l'Europe possédera son propre système mondial de navigation par satellite et s'affranchira des services offerts par le GPS américain qui comportent de nombreuses restrictions. Galileo fournira des services de localisation précis, sécurisés et certifiés à l'échelle du globe. Il sera placé sous le contrôle d'autorités civiles au contraire de son homologue américain, militaire lui.
Applications de Galileo 
Les applications attendues et à 'inventer' sont multiples : transport (circulation routière, ferroviaire, aérienne et maritime), énergie, agriculture et pêche, navigation personnelle, recherche et sauvetage, gestion de crise (inondations, catastrophes maritimes, marées noires, tremblement de terre, aide humanitaire), gestion environnementale, loisirs, économie (finance, banque, assurance), etc. Les retombées économiques prévues ces 15 prochaines années sont très importantes, avec un retour sur investissement évalué à 4.6 et la création de plus de 140 000 emplois.
Galileo, GPS et Glonass
Galileo sera compatible avec le GPS américain et le Glonass russe, les deux autres réseaux de satellites de radionavigation, tous deux conçus pendant la Guerre froide à des fins militaires. Galileo offrira une précision de localisation en temps réel de l'ordre du mètre, ce qu'aucun autre système public n'autorise. Il informera les utilisateurs en quelques secondes de toute défaillance de l'un des satellites. Ces caractéristiques font du projet européen un système adapté aux applications dans lesquelles la sécurité joue un rôle capital, comme le contrôle du trafic ferroviaire, la régulation de la circulation routière et le suivi des avions en phase d'atterrissage.
Le système Galileo sera composé de 30 satellites (27 opérationnels et 3 en réserve). Ils seront répartis en trois orbites circulaires à une altitude de 23616 km avec un angle d'inclinaison des plans orbitaux de 56°. Les signaux de Galileo couvriront également des latitudes allant jusqu'à 75° nord et sud. Grâce au nombre élevé de satellites, à l'optimisation de la constellation et à l'existence de 3 satellites en réserve active, la perte d'un satellite n'aura pas de conséquence notable pour l'utilisateur. Les satellites en orbite seront soutenus par un réseau mondial de stations terrestres.
Les quatre premiers satellites Galileo formeront le noyau opérationnel de la constellation de satellites de navigation Galileo. Le vol historique du 20 octobre est destiné à placer en orbite les deux premiers satellites opérationnels. En 2012, une deuxième paire de satellites les rejoindra sur orbite à 23 222 km d’altitude, afin de démontrer la bonne conception du système Galileo avant le lancement des 26 autres satellites destinés à former la constellation.Champ lexical : satellite Galileo | constellation Galileo Champ lexical : satellite Galileo | constellation Galileo Champ lexical : satellite Galileo | constellation Galileo

La gravité est un phénomène physique qui se décrit comme l’attraction universelle auxquels sont soumis deux corps possédant une masse ou de l’énergie. La gravité est ainsi l’une des quatre interactions fondamentales, avec l’interaction forte, la force électromagnétique et l’interaction faible. La gravité est cependant la plus faible, elle n’a en effet pas d’influence significative au niveau subatomique. À l’échelle macroscopique, c’est cependant elle qui régit le déplacement des objets dans l’Univers, notamment les planètes, les galaxies et même la lumière.La force gravitationnelle régit le mouvement des planètes mais aussi des galaxies. © Judy Schmidt from USA, Wikimedia Commons, CC by-sa 2.0Principes physiquesLa gravité est généralement bien expliquée par la deuxième loi de Newton, qui dit que deux corps de masse m et m’ s’attirent mutuellement avec une force proportionnelle à leur masse et inversement proportionnelle au carré de la distance qui les sépare :\(F = G{m_1m_2\over r^2}\) où G représente la constante de gravitation universelle.Si cette définition est suffisante pour la plupart des applications, la gravité est cependant plus précisément expliquée par la théorie générale de la relativité. La gravité n’y est alors plus considérée comme une force, mais comme une courbure de l’espace-temps, causée par une distribution inégale des masses. Le phénomène des trous noirs est l’exemple extrême de cette définition : la lumière est attirée par un corps si dense qu’elle ne peut s’échapper.La gravité au jour le jour sur TerreLa gravité désigne plus communément l’attraction gravitationnelle que subissent tous les corps à la surface de la Terre. C’est ainsi la gravité qui donne un poids à chaque objet présent sur Terre et qui fait que chaque objet lancé en l’air retombera inévitablement, sauf si sa vitesse est suffisante pour s’extraire du champ gravitationnel (exemple des fusées).Pour s'extraire de la gravité terrestre, il faut une certaine vitesse. © Alonesdj, Adobe StockLa gravité se représente donc comme un vecteur force dirigé vers le centre de la Terre. Son intensité à la surface de la Planète dépend cependant de la distance par rapport au centre, ce qui explique les infimes variations de gravité que l’on peut observer à la surface de la Terre, celle-ci n’étant pas tout à fait sphérique et possédant du relief. La force du champ gravitationnel est donnée par la valeur de l’accélération des objets étant sous son influence.C’est ainsi que l’on définit une valeur, nommée habituellement g, qui désigne « l’accélération standard due à la gravité », mais qui est souvent abrégée en « valeur de la gravité ». La valeur standard de g à la surface de la Terre est de 9,80665 m/s2. Il faut cependant noter que l’accélération d’un corps à la surface de la Terre est due à l’effet combiné de deux facteurs : la gravité mais aussi la force centrifuge liée à la rotation de la Terre. L’influence de ce deuxième facteur est cependant bien inférieure à celle de la gravité, mais suffit à faire varier d’environ 0,5 % la valeur de g entre les pôles et l’équateur.

Gravité

16546_jupiter

La [popupdefinition id=2550]Lune[/popupdefinition] en [popupdefinition id=873]orbite[/popupdefinition] autour de la Terre nous est famili&egrave;re et l'on sait depuis bien longtemps que son rayon est d'environ 1.730 km. Mais il a fallu les missions lunaires pour &eacute;tudier le champ de [popupdefinition id=1014]gravit&eacute;[/popupdefinition] de la Lune et enregistrer les [popupdefinition id=13869]ondes sismiques[/popupdefinition] qui s'y propagent pour pouvoir construire un mod&egrave;le scientifique cr&eacute;dible de l'int&eacute;rieur de notre satellite naturel.Nous savons maintenant que la Lune est un corps c&eacute;leste diff&eacute;renci&eacute; comme la Terre, avec une [popupdefinition id=2491]cro&ucirc;te[/popupdefinition], un [popupdefinition id=2495]manteau[/popupdefinition] et un noyau.&nbsp;Ce dernier est tr&egrave;s probablement constitu&eacute; de [popupdefinition id=721]fer[/popupdefinition] m&eacute;tallique alli&eacute; &agrave; une petite quantit&eacute; de [popupdefinition id=14521]soufre[/popupdefinition] et de [popupdefinition id=14795]nickel[/popupdefinition]. On estime que son rayon est d'environ 330 km&nbsp;et qu'il est partiellement fondu avec l'&eacute;quivalent de la graine [popupdefinition id=15332]solide[/popupdefinition] de la Terre au centre de rayon environ 240 km. Enveloppant le noyau, se trouverait une couche partiellement fondue &agrave; l'interface avec le manteau lunaire.Manteau et cro&ucirc;te sont le r&eacute;sultat de la [popupdefinition id=19401]cristallisation fractionn&eacute;e[/popupdefinition] d'un oc&eacute;an magmatique globale. La cristallisation de cet oc&eacute;an de [popupdefinition id=461]magma[/popupdefinition] aurait donn&eacute; naissance &agrave; un manteau mafique (une roche silicat&eacute;e est dite mafique quand elle est riche en [popupdefinition id=775]magn&eacute;sium[/popupdefinition] et en fer) et &agrave; une cro&ucirc;te riche en plagioclases.Le [popupdefinition id=972]volcanisme[/popupdefinition] lunaire semble &eacute;teint mais il est possible que la Lune fasse encore quelques &eacute;ruptions mineures dans un avenir proche mais ind&eacute;termin&eacute; selon certains chercheurs.&copy; Kelvinsong

La Lune

Les roches magmatiques qui composent la majorité de la croûte terrestre sont issues de la cristallisation de liquides magmatiques, en surface ou en profondeur. La cristallisation en surface mène à la formation de roches volcaniques (extrusives) comme les basaltes et la cristallisation en profondeur à la formation de roches plutoniques (intrusives), comme les granites ou les gabbros. Les liquides magmatiques proviennent de la fusion partielle des roches composant la croûte ou le manteau terrestre. La composition chimique des roches magmatiques est ainsi liée à la composition du liquide magmatique originel, mais pas uniquement. Les processus de cristallisation dans le réservoir magmatique jouent également un rôle important dans la composition de ces roches.Cristallisation des différents minéraux en fonction de la températureEn effet, la cristallisation au sein d’un réservoir magmatique est le plus souvent fractionnée, c’est-à-dire qu’il s’agit d’un processus non continu, associé à l’extraction de liquides. Les minéraux ne cristallisent pas tous en même temps. Chaque espèce minérale possède une température de cristallisation différente. Alors que la température diminue, les minéraux se forment au fur et à mesure sur les bords de la chambre magmatique. Les premiers minéraux à cristalliser sont les minéraux de haute température : olivine, pyroxènes puis amphiboles. Ils quittent ainsi le liquide magmatique résiduel, modifiant graduellement sa composition chimique. On obtient alors des couches de minéraux de compositions différentes.Au cours de cette cristallisation, certaines interactions peuvent également se produire entre le liquide magmatique et la roche encaissante, comme des mélanges et contaminations, participant à la modification de la composition du magma. Le litage minéral observable en fin de cristallisation traduit ainsi l’évolution de la concentration locale en minéraux au sein de la chambre magmatique.Diagramme schématique montrant les principes de la cristallisation fractionnée au sein d’un réservoir magmatique. Alors que la température décroît, la composition du magma évolue au fur et à mesure de la cristallisation des différents minéraux. © Woudloper, Wikimedia Commons, CC by-sa 3.0 Différenciation magmatiqueCette différenciation à partir d’un liquide magmatique de composition donnée permet de produire les quatre grands types de roches ignées : les roches ultramafiques (ex. : péridotites), mafiques (ex. : gabbros), intermédiaires (ex. : diorites) et felsiques (ex. : granites).La composition de l’ensemble des couches reflète la composition originelle du liquide magmatique mais les roches magmatiques ainsi formées montrent des assemblages minéralogiques différents, résultat de ce processus de cristallisation fractionnée. Au cours de la cristallisation fractionnée, le liquide magmatique résiduel peut arriver en surface, donnant lieu à des roches extrusives. Ces roches auront elles aussi une composition variable en fonction du stade de cristallisation dans la chambre magmatique. C’est ainsi que l’on trouve des basaltes, des andésites ou des rhyolites.Une roche magmatique renferme donc toujours dans sa signature géochimique trois informations fortement intriquées : la nature de la source, les conditions de la fusion partielle et les processus de cristallisation.

Cristallisation fractionnée

Épanchement à la surface d’une planète ou d’un satellite naturel d’un liquide, appelé lave ou magma, provenant de la fusion de l’intérieur de cet astre. La sortie du magma s’accompagne souvent d’émissions gazeuses.
Volcan : quelle différence entre la lave et le magma ?
Les morphologies créées par le volcanisme sont très variables ; elles dépendent de la viscosité du magma et de sa richesse en gaz. Une lave très fluide s’écoulera comme de l’eau sans faire de relief et créera de vastes coulées ou nappes de lave, ou encore des volcans à pentes douces. Inversement, une lave très visqueuse s’accumulera à la sortie en constituant un dôme ou une aiguille. Une grande richesse en gaz entraînera la pulvérisation du magma, dont les fragments s’accumuleront aux points de sortie, engendrant des cônes, ou au contraire, saupoudront toute la région. Toutes ces possibilités existent, mais en général la nature présente des intermédiaires et les associe les uns aux autres, engendrant ainsi le volcan classique.
Volcanisme dans le Système solaire
Dans le Système solaire, les planètes du type de la Terre et la plupart des gros satellites présentent — ou ont présenté — du volcanisme. Celui de Mercure et de la Lune est formé essentiellement de coulées et de nappes de lave sortant de fissures maintenant comblées, presque sans "volcan" au sens traditionnel : il s’agit d’un volcanisme éteint depuis au moins 3 milliards d’années.
Mars présente surtout un volcanisme de coulées et de nappes, mais aussi quelques volcans géants constitués d’une lave un peu moins fluide accumulée autour du point de sortie du magma : le plus spectaculaire est Olympus Mons, le plus grand volcan du Système solaire avec 600 km de diamètre et 24 km de hauteur. La Terre et Vénus présentent tous les types de volcans, qui sont encore actifs de nos jours.
Le volcanisme sur Io est plus complexe qu’on ne l’imaginait
La palme de l’activité volcanique dans le système solaire revient à Io, l’un des quatre principaux satellites de Jupiter, qui offre une très grande et impressionnante variété de structures volcaniques.

Volcanisme

Magma est un mot d'origine grecque signifiant « pâte ». Il désigne en géologie et même en planétologie un matériau plastique et chaud, plus précisément de la roche en fusion contenant des gaz dissous et des cristaux. 
Formation du magma
Il se forme à haute température et sous haute pression par fusion partielle de la croûte ou du manteau d'une planète rocheuse. Moins dense que la roche solide en profondeur, il est entraîné vers le haut par la poussée d'Archimède. 
Transformations du magma
En remontant vers la surface, le magma subit généralement des transformations, notamment lorsqu'il s'accumule dans la chambre magmatique sous un volcan. La dépressurisation qui accompagne sa remontée fait que les gaz qui y sont dissous commencent à se libérer en formant des bulles qui peuvent coalescer.
Un magma dégazé devient en surface une lave, il est donc faux de dire que les volcans crachent du magma.
Lorsque du magma cristallise complètement en profondeur, il forme des roches dites plutoniques. Ces roches, comme les granites et les gabbros, peuvent ensuite se retrouver en surface.

Magma

Les ondes sismiques correspondent aux ondes élastiques qui se propagent à la surface et à l’intérieur de notre planète à la suite d'un séisme.
Elles apparaissent lorsqu’une impulsion de départ met en mouvement des particules, qui vont à leur tour faire bouger la matière à leur contact avant de revenir à leur place initiale. Le phénomène engendré peut alors se propager sur des dizaines, des centaines, voire des milliers de kilomètres. À noter que ces ondes peuvent être générées artificiellement dans le cadre d’études sismiques.
Comme toutes les ondes, elles peuvent être réfléchies ou réfractées lorsqu’elles passent d’un milieu à un autre (par exemple entre le manteau et le noyau terrestre).
Les différents types d’ondes sismiques
Il existe deux types principaux d’ondes sismiques : de surface ou de volume. Celles de surface se propagent, comme leur nom l’indique, à la surface de la Terre, un peu comme les rides formées à la surface d’une pièce d’eau qui vient d’être frappée par un caillou.
Pour leur part, les ondes de volume se propagent à l’intérieur même de notre planète, à une vitesse qui est intimement liée à la nature du milieu traversé. Deux types d’ondes se distinguent :
 les ondes P (pour primaires) sont dites de compression ou longitudinales, car le substrat se contracte puis se dilate à leur passage dans le sens de leur déplacement. Elles correspondent aux premiers signaux enregistrés par les sismographes, car ce sont les ondes les plus rapides ;les ondes S (pour secondaires) sont dites de cisaillement ou transversales, car le substrat se déplace perpendiculairement à la direction de l’onde lorsque celle-ci le traverse. Par ailleurs, elles ne se propagent pas dans les milieux liquides, ce qui signifie qu’elles disparaissent en pénétrant dans le noyau terrestre externe. Le qualificatif « secondaire » vient du fait qu’elles apparaissent après les ondes P sur les sismogrammes.

Onde sismique

16547_la-lune

Avec un rayon &eacute;quatorial d'environ 60.268 km, soit environ 9 fois celui de la Terre, [popupdefinition id=3703]Saturne[/popupdefinition] est plus petite que [popupdefinition id=3714]Jupiter[/popupdefinition] mais c'est aussi une [popupdefinition id=4727]g&eacute;ante gazeuse[/popupdefinition]. On a commenc&eacute; &agrave; bien la conna&icirc;tre apr&egrave;s les missions&nbsp;Voyager 1 en 1980 et [popupdefinition id=3631]Voyager 2[/popupdefinition] en 1981. Mais la r&eacute;volution est venue avec les observations de la sonde Cassini en [popupdefinition id=873]orbite[/popupdefinition] autour de la g&eacute;ante pendant presque 13 ans.On peut r&eacute;p&eacute;ter presque mot&nbsp;pour mot&nbsp;ce que l'on peut dire de la structure interne de Jupiter pour Saturne. Ainsi, Saturne poss&eacute;derait un noyau rocheux form&eacute; de [popupdefinition id=1613]silicates[/popupdefinition] et [popupdefinition id=721]fer[/popupdefinition] comparativement petit par rapport &agrave; la taille de la plan&egrave;te mais qui aurait n&eacute;anmoins non seulement une taille comparable &agrave; celle de la Terre mais environ de 9 &agrave; 22 fois sa [popupdefinition id=15213]masse[/popupdefinition] selon les mod&egrave;les. La partie sup&eacute;rieure du noyau pourrait &ecirc;tre une sorte de neige fondue. L'essentiel du reste de Saturne serait ensuite autour de ce noyau une enveloppe d'[popupdefinition id=14495]hydrog&egrave;ne[/popupdefinition] en phase m&eacute;tallique mais [popupdefinition id=15334]liquide[/popupdefinition].Cet hydrog&egrave;ne m&eacute;tallique serait lui-m&ecirc;me entour&eacute; d'hydrog&egrave;ne non m&eacute;tallique et d'[popupdefinition id=4813]h&eacute;lium[/popupdefinition] liquide et, finalement, en surface d'une fine couche d'hydrog&egrave;ne et d'h&eacute;lium gazeux.Selon certains chercheurs, il existerait &agrave; l'int&eacute;rieur de Saturne des pluies d'h&eacute;lium liquide sur son noyau, ce qui lib&eacute;rerait de la [popupdefinition id=15898]chaleur[/popupdefinition] et expliquerait pourquoi Saturne est anormalement chaude. D'autres pensent &eacute;galement qu'il s'y produit des pluies de [popupdefinition id=3869]diamants[/popupdefinition] comme dans le cas de [popupdefinition id=3693]Neptune[/popupdefinition] et [popupdefinition id=3697]Uranus[/popupdefinition].&copy; Kelvinsong