Ensemencement des nuages

Les particules d'iodure d'argent ont une structure cristalline semblable à celle de la glace, sont très peu solubles dans l'eau et sont des noyaux glaçogènes efficaces dès -5 °C[4]. A leur contact, les  gouttelettes d’eau surfondue se congèlent, ensuite elles grossissent, d’abord à partir de la vapeur d’eau émises par les gouttelettes environnantes restées liquides, puis par coalescence (après collision) avec ces gouttes. L'ensemencement des nuages par ces noyaux cherche à augmenter les précipitations (la glace fond avant d’atteindre le sol)  ou à limiter la croissance des grêlons (par un phénomène de compétition bénéfique).

Les sels hygroscopiques agissent comme des noyaux de condensation c’est-à-dire qu’ils favorisent la formation de gouttelettes d’eau salée par condensation sous certaines conditions de sursaturation, ensuite leur croissance d’abord à partir de la vapeur émise par les gouttelettes environnantes restée pures, puis par coalescence avec ces gouttes[5]. Ils peuvent servir à déclencher des précipitations dans des nuages dont toutes les parties sont à température positive.

Deux stratégies sont proposées [6] - [7]:

• diffuser de manière ciblée les agents dans le nuage soit avec des avions équipés de générateurs ou de torches pyrotechniques, soit avec des fusées (type fusées d’artillerie) contenant l’agent et guidée par radar ;
• diffuser en continu et de manière plus large dans la zone de développement des orages à partir de réseaux de générateurs au sol. Les courants ascendants se chargent alors d’amener l’agent dans le nuage.

En Afrique, le programme « Al Ghait » au Maroc débute en 1982 sous le règne du roi Hassan II (1929-1999). Le programme « SAAGA » au Burkina Faso, à partir de 1997, s’inscrit dans la continuité d’«Al Ghait » dans la mesure où le gouvernement burkinabé sollicite l’aide du gouvernement marocain pour sa réalisation. Les pays de l'Afrique subsaharienne réunis autour du CILSS (Comité Inter-États de Lutte contre la Sécheresse) ont décidé de mettre en pratique cette nouvelle technologie.

Préparation d'un avion sur une base militaire américaine en 1924.

Au Canada, l’Alberta Hail Project est l'un des nombreux programme de recherche pour étudier la physique des nuages et la dynamique de la production de la grêle afin de concevoir et de tester des moyens de suppression de la grêle. Au cours des années 1960, Irving P. Krick & Associates mettent sur pied une opération d'ensemencement de nuages réussie dans la région de Calgary, en Alberta. Celui-ci utilise à la fois des tirs depuis le sol et en avions d'iodure d'argent dans l'atmosphère pour tenter de réduire la menace de dommages causés par la grêle. Ralph Langeman, Lynn Garrison et Stan McLeod, tous ex-membres de l'escadron 403 de l'Aviation royale canadienne et qui ont fréquenté l'Université de l'Alberta, passent leurs étés à ce travail. L’Alberta Hail Suppression Project continue de verser 3 millions de dollars canadiens par an aux compagnies d'assurance pour réduire les dommages causés par la grêle dans le sud de l'Alberta[13].

Aux États-Unis, au cours de l'été 1948, le maire de la ville d'Alexandria (Louisiane), ville habituellement bien arrosée, autorise le lâché de glace sèche dans les nuages à partir de l'aéroport municipal pendant une période de sécheresse. Il en résulte 0,85 pouce (22 mm) de pluie[14]. De nombreuses expériences et programmes suivent. Depuis 2011, le North American Weather Modification Council regroupe 11 États de l'Ouest américain et la province canadienne de l'Alberta qui ont des programmes opérationnels de modification des conditions météorologiques pour la production de pluie ou de neige et la suppression de la grêle[15].

La technique est utilisée à des fins militaires au Viêt Nam. Lors de la guerre d'Indochine, une expérimentation est tentée sous la direction du colonel Genty pour ralentir le ravitaillement des troupes du général Giap lors de la bataille de Diên Biên Phu. Plusieurs missions françaises, baptisées opération averse, ont lieu en mai 1954 mais le cessez-le-feu met fin aux essais[16]. Lors de la guerre du Viêt Nam, les forces armées des États-Unis font de l’ensemencement des nuages à plus grande échelle lors de l’opération Popeye au-dessus de la piste Hô Chi Minh, une tactique de guerre météorologique, pour la rendre plus difficile d'accès en augmentant la pluviosité[17] - [18]. Il semble que, entre 1967 et 1968, le Air Weather Service ait pu ainsi augmenter les quantités de pluie de 30 %[19]. À une autre occasion, on aurait lâché du sel lors du siège de Khe Sanh afin de faire précipiter le brouillard pour améliorer les conditions météorologiques mais sans grand succès.

Des traités internationaux interdisent maintenant de tenter de modifier le climat à des fins militaires. Ainsi, le contrôle météorologique et la modification du temps pour des fins militaires sont expressément interdits par une résolution des Nations unies du 10 décembre 1976 et qui a été signée le 18 mai 1977 (résolution de l'Assemblée générale 31/72, TIAS 9614)[20]. Ce règlement est entré en vigueur le 5 octobre 1978 mais devait être ratifié par chacun des États membres. Cela a été fait le 13 décembre 1979 aux États-Unis par le président Jimmy Carter et par le Sénat le 17 janvier 1980. Deux projets de modifications de cette loi furent déposés en 2005 pour allouer certaines dérogations, établir un comité de recherche sur les opérations de modification du temps et établir une politique nationale sur le sujet[21]. Ils ne furent cependant jamais adoptés[22] - [23].

La Chine commence, dès la fin des années 1950, ses recherches pour modifier la météo[24]. La Chine utilise l'azote liquide et l'iodure d'argent pour modifier le temps lors du nouvel An de 1997[25]. En 2004, l'agence météorologique essaye de diminuer la température à Shanghai[24]. En 2006, après une tempête de sable, la Chine « ensemence » les nuages[26]. Lors du 60^e anniversaire du règne du parti communiste, 1 100 roquettes ont été tirées[27]. La Chine essaye aussi de modifier le temps lors des Jeux olympiques de 2008 à Pékin[28]. L'État chinois provoque des précipitations avant certaines cérémonies ou pour lutter contre la sécheresse de 2009[9] - [29].

La Chine annonce à la fin de 2020 que le pays s'est doté d'un vaste programme de modification météorologique d'une dimension sans précédent. Ce système, qui devrait être opérationnel d’ici 2025, est basé sur l’ensemencement des nuages, avec la dispersion de particules d’iodure d’argent dans l’atmosphère, à l’aide de roquettes tirées depuis le sol ou par avion. L’ampleur sans précédent de ce nouveau programme chinois inquiète les scientifiques et les pays voisins, qui craignent une déstabilisation durable du climat de la région[30].

Israël essaie aussi de modifier le climat[24].

En 1980, aux Jeux olympiques de Moscou, l'URSS ensemence les nuages[31].En 1986, des nuages sont ensemencés pour protéger Moscou des retombées radioactives de la catastrophe nucléaire de Tchernobyl[32]. Une pluie de couleur noire tombe alors peu de temps après le passage des avions larguant des « matières colorées »[32]. Trois fois par an, lors des cérémonies, la Russie ensemence les nuages[33], ainsi que pendant les vacances d'été.

En France, l'ensemencement par iodure d'argent s développe pour réduire les dégâts par la grêle dans plusieurs régions où sont implantées des cultures à forte valeur ajoutée : vignobles de Bordeaux, de Cognac, de Bourgogne (depuis 2014)[34] - [35] - [36], mais aussi arboriculture dans la vallée du Rhône[37] et dans les Pyrénées-Orientales.

En Suisse, l'ensemencement se fait à Lavaux et Begnins[38].

L’ensemencement des nuages ne peut être une solution miracle aux problèmes de sécheresse car cette technique ne crée pas des nuages mais améliore le rendement en précipitation. Des nuages orographiques sont traités en automne et en hiver pour augmenter les précipitations notamment sous forme de neige. Les nuages convectifs sont traités en saison chaude.

L’augmentation se situe entre 5 et 20 % [6] ce qui explique la difficulté de la séparer de la variation naturelle du climat.

Le procédé de pluie artificielle, pour aboutir à de véritables résultats dans un pays nécessite un ensemble de conditions préalables. Pour que la pluie artificielle soit profitable au pays qui l‘utilise, il faut avant toute chose prévoir de la faire tomber sur des terrains propices à l’agriculture, cultivables mais manquant d’eau. Ainsi, il est donc important de choisir le bon moment et la bonne période.

Il faut également être doté d’infrastructures hydrauliques et hydroélectriques adéquates ainsi que d’un système d’irrigation suffisamment développé pour accueillir le procédé. Dans tous les cas et quelle que soit la méthode exercée, des conditions atmosphériques spécifiques sont nécessaires.

Plusieurs concepts sont proposés pour la prévention grêle, les principaux étant la compétition bénéfique pour l’eau surfondue et l’accélération du développement de la pluie. Leur interprétation conduit certains à considérer que l’effet des ensemencements pourrait être néfaste voire dangereux, en n'empêchant pas la croissance des grêlons tout en augmentant leur nombre [40].  En France, dans le cadre des opérations de l’Anelfa, Jean Dessens a observé une diminution des pertes aux récoltes mesuré à l’aide de données d’assurance, puis une diminution de l’intensité des chutes de grêle à l’aide des mesures physiques obtenues avec des grêlimètres[41]. Cependant, ses résultats ont été fortement critiqués, une seconde analyse statistique ne montrant aucune efficacité des dispositifs[42].

On fait précipiter les gouttelettes du brouillard en cristaux en dispersant des noyaux glaçogènes ou en refroidissant localement l’air par évaporation de neige carbonique ou de propane liquide[43].

Les spécialistes de la modification du temps fondent beaucoup d’espoir dans les progrès des modèles numériques (qui peuvent simuler l’ensemencement plus précisément) et l’amélioration des outils d’observation (qui permettent de mieux comprendre les processus physiques déclenchés dans les nuages) pour mieux déterminer l’effet des ensemencements[44].

Pour un meilleur contrôle afin de vérifier la présence d'iodure d'argent dans les échantillons d'eau, de sol, des plantes, de l'air ensemencé doit être régulièrement pris avant et après chaque opération d'ensemencement de nuages. La méthode de dosage dépend de la concentration en ions Ag⁺ et des autres ions interférents. Pour une concentration de l'ordre de 10^-2 M à 10^-3 M, un simple dosage volumétrique convient à condition d'éliminer au préalable les ions interférents ou doser d'abord ces ions interférents par une autre méthode puis faire la différence avec ce qu'on aura mis en jeu au total avec le dosage des ions Ag+.

Pour des concentrations plus faibles, c'est-à-dire inférieures à 10^-3 M et jusqu'à 10^-5 M et même 10^-6 M, alors il faut l'absorption atomique. Pour des concentrations en dessous de 10^-6 M, l'absorption atomique n'est plus sensible et il faut alors un dosage polarographique impulsionnel utilisant la technique du dépôt cathodique suivi de la redissolution anodique sur électrode à goutte pendante de mercure ou sur électrode de carbone vitreux. On peut aussi utiliser un titrage coulométrique avec détection ampérométrique. Avec la quantité d'ions libérés lors de l'ensemencement des nuages, l'absorption atomique sera la méthode adéquate.

A titre d'exemple, la mesure d'argent par absorption atomique dans les précipitations collectées dans une région avec ensemencement en iodure d'argent pour la prévention grêle en Espagne donne une valeur maximale de 0,16 microgramme par litre[51].

Les propriétés antibactériennes de l'argent sont connues depuis l'Antiquité, période durant laquelle ce métal était utilisé pour purifier l'eau. Des onguents et pommades contenant de l'argent furent aussi couramment employés pour nettoyer des plaies. En revanche, l'usage de l'argent sous forme de nanoparticules est très récent. L'intérêt étant de garder une bonne efficacité antibactérienne tout en réduisant les quantités nécessaires de ce métal coûteux. En effet, plus les « morceaux » d'un matériau sont petits et plus leur surface relative par rapport à leur masse est importante, et donc plus ils sont actifs.

Selon l'agence américaine de surveillance des substances toxiques[52] :

• Sols : La majorité de l'argent rejeté dans l'environnement demeure dans les sols à proximité du lieu de l'émission.
• Végétaux : Pour l'herbe et les plantes cultivées, les racines sont les tissus qui accumulent le plus l'argent environ 3 fois plus que la plante entière (Ratte, 1999).
• Animaux : Chez les animaux, 10 % d'une dose orale d'argent peut être absorbé à travers la peau, par les poumons et le tractus gastro-intestinal et est ensuite distribué vers le foie, le cerveau et les muscles. Les 90 % sont rejetés dans les fèces.
• Espèces aquatiques : En solution l'ion argent est extrêmement toxique pour les plantes et animaux aquatiques Parmi les organismes végétaux, le phytoplancton et le périphyton présentent un taux d'accumulation de l'argent en solution très important et rapide, fonction de l'espèce, de son stade de croissance et de la chimie du milieu. L'argent s'accumule dans les tissus de certaines espèces marines et d'eaux douces. Une analyse par absorption spectrophotométrie pratiquée sur cinquante huîtres pris le long de la côte géorgienne a montré que la concentration d'argent était à la limite de la détection dans les coquilles (au-dessous de 1 ppm) mais présent dans les tissus à une concentration de 10 à 20 ppm (Casarett and Doul, 1975; Windom and Smith, 1972). Les analyses de l'agence EPA sur les poissons et les amphibiens ont montré que l'argent était l'élément le plus toxique pour ces espèces comparé aux autres métaux et métalloïdes. Parmi les espèces testées les individus les plus sensibles sont les plus petites de la chaîne alimentaire et celles vivant dans les eaux de faible salinité et de faible dureté. L'argent induit un syndrome de stress variant d'une classe animale à l'autre. Chez les espèces marines il est associé à une dépression respiratoire pour les gastropodes et une augmentation de la consommation d'oxygène pour les mollusques bivalves
• Homme : L'Office de l'Environnement, Health and Safety, UC Berkeley classe l'iodure d'argent en composé inorganique non soluble et dangereux. Beaucoup d'articles médicaux démontrent que l'homme absorbe l'iodure d'argent par la respiration (poumons, narines) et par la peau. Une légère exposition peut causer des irritations, des lésions rénales et pulmonaires et aussi l'argyrisme (décoloration bleue de la peau). Une sévère exposition peut entraîner une hémorragie gastro-entérite, augmentation du rythme cardiaque et un argyrisme sévère. Une chronique ingestion d'iodure peut causer l'iodisme qui se manifeste par une éruption cutanée, un écoulement nasal, des maux de tête, une irritation des muqueuses, une perte de poids, l'anémie et enfin l'argyrisme.

Plusieurs études publiées sur l’utilisation de l’iodure d’argent furent faites dans différentes régions du monde depuis le début de son usage en ensemencement des nuages. Il a été reconnu que la toxicité de l'ion argent dans l'eau est significativement améliorée par la présence dans l'eau d'ions chlorure, d'ions carbonate, d'ions sulfures et de carbone organique dissous. En outre, il a été montré que l'argent est absorbé en grande partie sur les particules en suspension dans l'eau. La plupart concluent qu'il n'y a pas d’impact significatif si les concentrations utilisées suivent les directives de l'OMM à ce sujet[11] - [53].

• Grêle
• Modification du temps
• Géoingénierie
• Bureau des modifications météorologiques de Pékin
• Canon anti-grêle
• Vincent Schaefer, chimiste autodidacte qui a été un pionnier dans la fabrication de nuages artificiels (pluie artificielle et neige artificielle)
• Fusée anti-grêle
• Stormfury

• Daphnée Dion-Viens, « Faire la pluie et le beau temps », Le Soleil, Cyberpresse (consulté le 14 septembre 2007)
• (en) « Weather Modification Association », sur weathermodification.org.
• « Association nationale française de lutte contre la grêle (ANELFA) »
• « De la pluie sur demande grâce à un nouveau type de glace ? », Futura-Sciences.com
• (en) « compagnie de matériel d'ensemencement des nuages », sur Iceflares.com.
• (en) Johnny Micou, « Is Cloud Seeding Harmful? », sur www.ranches.org.

• Notices dans des dictionnaires ou encyclopédies généralistes :

  • Britannica
  • Gran Enciclopèdia Catalana
• Notices d'autorité :

  • Japon