« Apesanteur » : différence entre les versions

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Les scientifiques de Skylab1 jouent avec l'impesanteur.

L'impesanteur est l'état d'un système dans lequel aucune accélération, causée par la gravitation ou toute autre force, ne peut être mesurée par un observateur dans le système en question^[1]. Cela inclut les situations de chute libre, comme les situations où le système est suffisamment éloigné de toute source de gravité pour que celle-ci puisse être négligée. Techniquement, un corps n'est pas en situation d'impesanteur en chute libre s'il est suffisamment grand, ou si le champ gravitationnel est suffisamment intense et non uniforme, pour que le corps soit sujet à des forces de marée non négligeables^[1].

Terminologie

Le terme « apesanteur » est le terme fréquemment utilisé en français pour désigner cet état d'absence (a-) de pesanteur ; cependant les confusions orales fréquentes entre l'apesanteur et « la pesanteur » ont conduit à utiliser le terme « impesanteur » en lieu et place^[2]. Le dictionnaire de l'Académie française constate cependant que le terme ne s'est pas imposé et ne le référence donc pas, mais il est officiellement préconisé par l'arrêté du 20 février 1995 relatif à la terminologie des sciences et techniques spatiales en notant que « le terme apesanteur est déconseillé pour éviter, dans le langage parlé, une confusion entre l'apesanteur et la pesanteur »^[3].

Le terme « microgravité » est également mal utilisé pour désigner l'état d'impesanteur, en particulier par beaucoup de professionnels. On ne devrait parler de microgravité que très loin de la Terre et tout autre astre générant un champ gravitationnel, ou bien aux points de Lagrange où les champs gravitationnels « s'annulent », entre Terre et Lune par exemple^[2].

Les termes correspondants en anglais sont weightlessness (absence de poids), zero gravity (gravité zéro), et zero-g^[2] (formule mathématique universelle signifiant « 0 x g » et donc utilisable en français: « zéro-g »).

Cause

Article détaillé : chute libre (physique).

Astronautes en impesanteur lors d'un vol parabolique.

L'impesanteur n'est pas provoquée par l'éloignement de la Terre ou de tout autre corps céleste attractif : l'accélération due à la gravité à une hauteur de 100 km par exemple n'est que de 3 % moindre qu'à la surface de la Terre. L'impesanteur est ressentie lorsque l'accélération subie égale la gravité, ce qui recouvre aussi le cas où le champ de gravité serait quasiment nul (loin de toute matière).

D'ordinaire ce qui est ressenti comme le poids n'est pas l'attraction exercée par la Terre (ou tout autre astre) sur nous-mêmes, mais la réaction du sol (ou de toute autre surface sur laquelle nous sommes posés) à cette force. Ainsi, l'impesanteur est ressentie par exemple lorsque nous sommes en chute libre, ou sur une orbite libre autour de la Terre (cas des astronautes). Cela est dû à ce que les astronautes et leur habitacle sont très près les uns des autres et tombent tous avec la même accélération (c'est un référentiel d'inertie).

Albert Einstein a postulé l'équivalence totale entre la chute libre et l'absence de gravité : aucune expérience physique, aucune mesure ne peut différencier une situation de chute libre d'une situation d'absence de gravité. C'est le principe d'équivalence à l'origine de le la théorie de la relativité générale. Cette équivalence n'est que locale, pour des objets ponctuels. Dès qu'une objet possède une certaine étendue, des forces de marée qui exercent des contraintes sur l'objet peuvent être mesurées dans un champ gravitationnel non uniforme (typiquement le champ gravitationnel autour d'une planète où les vecteurs force pointent vers le centre de la planète, et sont donc non parallèles). Dans ce cas, on ne peut pas strictement parler d'impesanteur, mais ces forces sont souvent négligeables étant donné la faiblesse des champs gravitationnels et la petitesse des objets devant la source de gravité.

Une situation un peu similaire à l'impesanteur peut être vécue lorsque les effets de la poussée d'Archimède s'opposent à la gravité. Ce type d'équilibre est exploité, par exemple, pour entraîner les astronautes aux manœuvres dans l'espace. Immergés avec leur scaphandre dans une piscine, la poussée d'Archimède les maintient en suspension. Toutefois, contrairement à la pesanteur ou à une accélération, la force d'Archimède n'agit pas sur l'oreille interne, qui contrôle l'équilibre. Les astronautes à l'entraînement dans une piscine continuent donc, notamment, à distinguer le haut du bas, ce qui n'est plus le cas dans l'espace.

L'impesanteur à portée des touristes

Le tourisme spatial est l'activité touristique qui regroupe l'ensemble des expériences, entrainements, vols à sensations, qui permettent d'autoriser des personnes à aller dans l'espace pour des motifs non professionnels. Cette activité s'est d'abord développée à l'initiative des responsables du programme spatial russe, à la recherche de sources de financement à la suite de la crise économique qui a touché leur pays dans les années 1990. Sept personnes ont pu effectuer un séjour de quelques jours dans la station spatiale internationale entre 2001 et 2009 en déboursant entre 20 et 35 millions de dollars. Depuis 2009, il n'y a plus eu aucune place disponibles pour des touristes sur les vols spatiaux russes. Ce sont à ce jour les seuls vols orbitaux ayant été ouverts aux touristes.

En 2014, au moins 12 sociétés privés développent des programmes de tourisme spatial sub-orbital, certaines depuis 2003 mais aucune n'est commercialement active. Les prix des vols d'une heure et demi dont quelques minutes en apesanteur seraient de 250 000 USD. Enfin il existe des sociétés privés offrant des vols paraboliques atmosphérique qui offre une micropesanteur (0,01g) très proche de l'impesanteur durant une vingtaine de secondes. Les vols d'une heure ou deux contiennent typiquement une dizaine à une vingtaine de cycles pour un prix inférieur à 10 000 USD^[4]. Trois offres sont disponibles dans le monde, une en Europe, une aux USA, une en Russie.

Effet sur la santé humaine

L'impesanteur fait momentanément grandir : les astronautes de Skylab ont gagné jusqu'à 4 cm au cours de leur voyage. L'absence de réaction du sol étire les cartilages qui séparent les vertèbres. Le retour sur Terre, bien sûr, remet les choses en place et chacun retrouve sa taille initiale.

Notes et références

↑ ^{a et b} Van Nostrand Encyclopedia of Science 10th edition. Wiley-Interscience. Article "Weightlessness"
↑ ^{a b et c} (fr) « Le Répertoire terminologique 2000 publié au journal officiel », Ministère de la Culture, 2000 (consulté le 11 juin 2009)
↑ Droit français : arrêté du 20 février 1995 relatif à la terminologie des sciences et techniques spatiales (voir sur Legifrance).
↑ « 40 passagers volent en apesanteur », L'Echo Touristique,‎ 15 mars 2013 (lire en ligne)

Voir aussi

Articles connexes

Liens externes

Sur les autres projets Wikimedia :

Impesanteur, sur Wikimedia Commons

[Van_Nostrand-1] {a et b} Van Nostrand Encyclopedia of Science 10th edition. Wiley-Interscience. Article "Weightlessness"

[rep_termino-2] {a b et c} (fr) « Le Répertoire terminologique 2000 publié au journal officiel », Ministère de la Culture, 2000 (consulté le 11 juin 2009)

[3] Droit français : arrêté du 20 février 1995 relatif à la terminologie des sciences et techniques spatiales (voir sur Legifrance).

[4] « 40 passagers volent en apesanteur », L'Echo Touristique,‎ 15 mars 2013 (lire en ligne)

[1]

[2]

[3]

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 [[Image:Skylab astronauts have fun.ogg|thumb|Les scientifiques de [[Skylab|Skylab1]] jouent avec l'impesanteur.]]
-L''''impesanteur''' est l'état d'un système dans lequel aucune [[accélération]], causée par la [[gravitation]] ou toute autre force, ne peut être mesurée par un observateur dans le système en question<ref name="Van Nostrand">Van Nostrand ''Encyclopedia of Science'' 10th edition. Wiley-Interscience. Article "Weightlessness"</ref>. Cela inclut les situations de [[chute libre (physique)|chute libre]], comme les situations où le système est suffisamment éloigné de toute source de gravité pour que celle-ci puisse être négligée. Techniquement, un corps n'est pas en situation d'impesanteur en chute libre s'il est suffisamment grand, ou si le champs gravitationnel est suffisamment intense et non uniforme, pour que le corps soit sujet à des [[forces de marée]] non négligeables<ref name="Van Nostrand"/>.
+L''''impesanteur''' est l'état d'un système dans lequel aucune [[accélération]], causée par la [[gravitation]] ou toute autre force, ne peut être mesurée par un observateur dans le système en question<ref name="Van Nostrand">Van Nostrand ''Encyclopedia of Science'' 10th edition. Wiley-Interscience. Article "Weightlessness"</ref>. Cela inclut les situations de [[chute libre (physique)|chute libre]], comme les situations où le système est suffisamment éloigné de toute source de gravité pour que celle-ci puisse être négligée. Techniquement, un corps n'est pas en situation d'impesanteur en chute libre s'il est suffisamment grand, ou si le champ gravitationnel est suffisamment intense et non uniforme, pour que le corps soit sujet à des [[forces de marée]] non négligeables<ref name="Van Nostrand"/>.
 [[Fichier:ZéoltheNASAph 9804672.jpg|thumb|Des cristaux de [[zéolite]] « cultivés » sur terre (en haut) sont plus petits et moins réguliers que ceux produits en impesanteur (en bas). Cette expérience conduite avec le ''{{lang|en|Center for Advanced Microgravity Materials Processing at Northeastern University in Boston}}'' visait à mieux comprendre la synthèse des zéolithes pour notamment améliorer le traitement du [[pétrole]] et réduire les coûts des [[carburants]] pétroliers.]]
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 }}</ref>. Le [[dictionnaire de l'Académie française]] constate cependant que le terme ne s'est pas imposé et ne le référence donc pas, mais il est officiellement préconisé par l'arrêté du 20 février 1995 relatif à la terminologie des sciences et techniques spatiales en notant que « le terme apesanteur est déconseillé pour éviter, dans le langage parlé, une confusion entre l'apesanteur et la pesanteur »<ref>Droit français : arrêté du 20 février 1995 relatif à la terminologie des sciences et techniques spatiales ([http://www.legifrance.gouv.fr/affichTexte.do?cidTexte=JORFTEXT000000187248 voir sur Legifrance]).</ref>.
-Le terme « [[microgravité]] » est également mal utilisé pour désigner l'état d'impesanteur, en particulier par beaucoup de professionnels. On ne devrait parler de microgravité que très loin de la Terre et tout autre astre générant un champ gravitationnel, ou bien aux [[Point de Lagrange|points de Lagrange]] où les [[gravitation|champs de gravité]] « s'annulent », entre Terre et Lune par exemple<ref name="rep_termino" />.
+Le terme « [[microgravité]] » est également mal utilisé pour désigner l'état d'impesanteur, en particulier par beaucoup de professionnels. On ne devrait parler de microgravité que très loin de la Terre et tout autre astre générant un champ gravitationnel, ou bien aux [[Point de Lagrange|points de Lagrange]] où les [[gravitation|champs gravitationnels]] « s'annulent », entre Terre et Lune par exemple<ref name="rep_termino" />.
 Les termes correspondants en [[anglais]] sont ''{{lang|en|weightlessness}}'' (absence de poids), ''{{lang|en|zero gravity}}'' (gravité zéro), et ''{{lang|en|zero-g}}''<ref name="rep_termino" /> (formule mathématique universelle signifiant « 0 x g » et donc utilisable en français: « zéro-g »).
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 D'ordinaire ce qui est ressenti comme le [[poids]] n'est pas l'attraction exercée par la [[Terre]] (ou tout autre astre) sur nous-mêmes, mais ''la réaction du sol'' (ou de toute autre surface sur laquelle nous sommes posés) à cette force. Ainsi, l'impesanteur est ressentie par exemple lorsque nous sommes en [[chute libre (physique)|chute libre]], ou sur une [[orbite]] libre autour de la Terre (cas des [[astronaute]]s). Cela est dû à ce que les astronautes et leur habitacle sont très près les uns des autres et tombent tous avec la même accélération (c'est un référentiel d'inertie).
-[[Albert Einstein]] a postulé l'équivalence totale entre la chute libre et l'absence de gravité : aucune expérience physique, aucune mesure ne peut différencier une situation de chute libre d'une situation d'absence de gravité. C'est le [[principe d'équivalence]] à l'origine de le la [[théorie de la relativité générale]]. Cette équivalence n'est que locale, pour des objets ponctuels. Dès qu'une objet possède une certaine étendue, des [[forces de marée]] qui exercent des contraintes sur l'objet peuvent être mesurées dans un champs gravitationnel non uniforme (typiquement le champs gravitationnel autour d'une une planète où les vecteurs force pointent vers le centre de la planète, et sont donc non parallèles). Dans ce cas, on ne peut pas strictement parler d'impesanteur, mais ces forces sont souvent négligeables et négligées étant donné la faiblesse des champs gravitationnels et la petitesse des objets devant la source de gravité.
+[[Albert Einstein]] a postulé l'équivalence totale entre la chute libre et l'absence de gravité : aucune expérience physique, aucune mesure ne peut différencier une situation de chute libre d'une situation d'absence de gravité. C'est le [[principe d'équivalence]] à l'origine de le la [[théorie de la relativité générale]]. Cette équivalence n'est que locale, pour des objets ponctuels. Dès qu'une objet possède une certaine étendue, des [[forces de marée]] qui exercent des contraintes sur l'objet peuvent être mesurées dans un champ gravitationnel non uniforme (typiquement le champ gravitationnel autour d'une planète où les vecteurs force pointent vers le centre de la planète, et sont donc non parallèles). Dans ce cas, on ne peut pas strictement parler d'impesanteur, mais ces forces sont souvent négligeables étant donné la faiblesse des champs gravitationnels et la petitesse des objets devant la source de gravité.
 [[File:NASA Neutral Buoyancy Laboratory Astronaut Training.jpg|thumb|right|Un astronaute s’entraînant dans la piscine du [[Laboratoire de flottabilité neutre]].]]