C'est une conférence donnée à l'IAP le 4 septembre 2007 par par Hervé Le Treut, directeur du laboratoire de météorologie dynamique du CNRS qui effectue une mise en relief des variations climatiques suivant les différentes échelles de temps et d'espace et explique ce phénomène complexe de  façon extrêmement claire.

La conférence est téléchargeable et diffusée sur le site du CERIMES : ICI

Une synthèse de la première heure

L'augmentation de carbone et des gaz à effet de serre est un phénomène récent et d'une grande ampleur dont les effets sur le climat sont différés. C'est vers les années 1970 que le taux de carbone dans l'atmosphère à passé le seuil critique de "non traitement" par la planète. Il correspond en fait au taux actuel produit par un chinois de 0.5 tonne par an et par habitant, un européen en produit 3 et un américain 6. Cette augmentation brutale du niveau de carbone est un phénomène inédit de l'histoire climatique sur le dernier million d'années. Le système est en fait très équilibré dans la régulation du cycle du carbone et brasse environ 150 milliards de tonnes. La production actuelle humaine, qui est de l'ordre de 7 milliards de tonnes, peut sembler faible mais "permet" à ce système équilibré de se déséquilibrer. L'effet de serre est dû à moins de 1% de la masse totale de l'athmosphère et pour se donner une image, il est impossible de faire avancer un camion avec le pied sauf si le pied est placé au bon endroit, c'est à dire sur l'accélérateur.

Historiquement les modèles ne s'ont pas été conçus pour étudier le réchauffement climatique mais pour modéliser le climat avec les équations de mécanique des fluides et permettre de "construire" un objet informatique qui soit le plus près possible de la planète réelle. Le temps de calcul pendant ces mêmes années a fortement diminué, lorsqu'un calcul nécessitait un week-end aux début de l'ère informatique, il ne nécessite plus aujourd'hui que quelques dizaines de secondes.

Ce que nous donne un modèle c'est l'état de l'atmosphère environ toutes les 10 minutes, en faisant la "moyenne" de ces modèles on regarde si le résultat obtenu sur la planète " modèle" et le même que sur la planète réelle. On a construit ue planète qui est de plus en plus ressemblante à la planète réelle dans les dernières décennies. 80% du travail fait autour des modèles climatiques est occupé pour leur validation avec les observations effectuées. Un modèle est le fruit du travail d'une équipe de 50 à 100 personnes depuis plus d'une dizaine d'années. Il existe sur la planète une quinzaine de modèles différents correspondant au "tour de main de l'artisan" qui en est à l'origine. Pour faire des prévisions, ces modèles doivent prendre en compte l'activité humaine. Différents scénarios de référence ont été établis par le GIEC pour effectuer ces prévisions.

Les ordres de grandeur sont très importants, même s'il s'agit de 2 degrés. Ce que l'on voit là n'est que le début d'une série de phénomènes beaucoup plus violents.

Les prévisions faites dans les années 90 avec des modèles plus simples donnent des résultats de même nature qu'avec les modèles actuels plus précis.

Je vous laisse découvrir les 40 dernières minutes de la conférence par vous-même.


La sensibilité des modèles, un article du Monde: ICI

Quel sera le climat de la Terre lorsque la concentration atmosphérique en CO2 aura été multipliée par deux par rapport à l’époque préindustrielle? Cette question est un Graal pour les climatologues et leur réponse est très attendue par les décideurs politiques. Pourtant, si l’on en croit deux chercheurs qui publient une analyse aujourd’hui dans la revue Science, il vaudrait mieux laisser tomber cette quête et s’habituer à vivre dans l’incertitude. Gerard Roe et Marcia Baker, de l’université de Washington (Seattle, USA), estiment en effet que les incertitudes sur la réponse du climat aux changements atmosphériques sont trop grandes pour que les scientifiques puissent fournir des prédictions plus précises que les fourchettes actuelles.

Selon les données retenues par le Groupement intergouvernemental d’étude sur le climat (Giec/Ipcc), les températures augmenteront de 2°C à 4,5°C en cas de doublement de la concentration atmosphérique de dioxyde de carbone. Si la fourchette basse encadrant cette sensibilité du climat a été affinée en 30 ans, la précision de la fourchette haute n’a pas beaucoup bougé, malgré des années de recherches et de modélisations sophistiquées, relèvent Roe et Baker. Se livrant à un complexe exercice mathématique, ces deux chercheurs tentent de modéliser l’incertitude inhérente à la sensibilité climatique afin de faciliter la tâche de leurs collègues climatologues.

Le problème vient des réactions climatiques liées au changement –ce qu’ils appellent le feedback. Que se passera-t-il lorsque la température aura augmenté de 4°C? De nombreux mécanismes seront modifiés : certains accélèreront le réchauffement, d’autres le freineront. Dans ce domaine, les petites incertitudes des processus physiques sont très largement amplifiées par les mécanismes climatiques, expliquent Roe et Baker.

Tout en espérant que leur équation facilite la recherche, les deux auteurs concluent que plus le réchauffement sera important, plus le feedback sera amplifié et plus le degré d’incertitude sera grand.

Pour compléter le tag " modélisation des évènements terrestres" de ce blog ( contient cette note ! ) ICI

En PDF ICI

L’avenir de l’enseignement des mathématiques : le point de vue d’un historien

Le métier de professeur de mathématiques n’existe de façon obligatoire dans les établissements secondaires que depuis le début du XIXe siècle. Les enseignants de mathématiques ont eu à lutter de façon militante pour établir leur place et pour la défendre ; c’est un métier de confrontations avec d’autres modes de pensée, d’autres pratiques.

Ceux qui étaient au lycée dans les années 60 se souviennent que la filière d’excellence était celle des humanités classiques faites de latin et grec et que les mathématiques n’y avaient qu’un rôle mineur, que la filière moderne plus axée sur les sciences était pour des élèves de souche plus populaire ! Confrontation entre les humanités littéraires et les humanités scientifiques : ces dernières se sont imposées à la suite des besoins de la société en scientifiques, révélés par le choc provoqué, pour les pays de l’ouest, par le succès des russes dans la conquête spatiale.

Confrontations aussi entre les mathématiques pures et appliquées : ces dernières autrefois appelées mathématiques mixtes englobaient maints secteurs scientifiques comme la mécanique, l’astronomie, l’optique, l’architecture militaire, etc. La question reste d’actualité ! Quelle place accorder à ce genre de mathématiques ? Si les termes du débat ont changé — on parle de sciences mathématiques — il n’en reste pas moins d’actualité avec la place à accorder à ce que l’on désigne par le terme de modélisation.

Ces confrontations diverses sont apparemment, aujourd’hui, éloignées de la pratique enseignante quotidienne, mais il importe, nous dit Jean Dhombres, pour l’avenir de l’enseignement de notre discipline, que les professeurs se sentent concernés par ces questions au même titre que leurs aînés, même si elles ont pu être oubliées dans la période anesthésiante de réaction aux " mathématiques modernes ". L’histoire peut ainsi avoir le mérite de nous réveiller !!

A l’aube du XXIe siècle, quels enjeux pour les mathématiques, leur enseignement et la formation des maîtres ?

" Le système éducatif français ne progresse plus et en conséquence il est urgent d’opérer une véritable révolution culturelle !! " C’est ainsi que s’exprime Alain Bouvier, mathématicien, ancien recteur de l’académie de Clermont-Ferrand, et membre du Haut Conseil de l’Éducation nationale. Si la recherche française en mathématiques est excellente, on ne peut pas en dire autant de son enseignement. En termes de résultats, celui-ci est bon et même très bon pour une moitié des élèves, mais il est mauvais pour l’autre moitié. C’est ce que font apparaître les comparaisons internationales. Nous savons évaluer nos élèves, faire des moyennes, des moyennes de moyennes qui, en soi, n’ont pas de sens, mais la France est, en matière d’évaluation, un mauvais élève sur la scène internationale : nous ne savons pas évaluer et réguler le fonctionnement de notre système éducatif et les résultats de l’action des enseignants. La Finlande ne note pas les élèves, ne les fait pas redoubler mais évalue régulièrement le système en des termes compréhensibles par les citoyens finlandais et c’est peut-être cela qui explique l’excellence de ses résultats. La tendance sur ce point est lourde, c’est le sens de la loi organique des finances, il faut changer, accepter de s’évaluer pour se donner des éléments de régulation. C’est, selon l’orateur, une des fonctions du socle commun des compétences : il apparaît ainsi comme une référence (compréhensible par tout citoyen) pouvant servir à évaluer notre travail. Point de moyennes de compétences, ce qui n’a pas de sens ; en revanche, il s’agit bien que tout individu, que ce soit au collège, au lycée, ou en formation continue, puisse atteindre chacune des compétences précisées dans le socle.

Extrait Du BGV 131 de l'APMEP : ICI

Et à titre personnel je rappellerai la situation de l'enseignement au XIVème siècle

La vie universitaire n'offrait aucun refuge contre les conditions misérables. Le concept de campus n'existait pas encore. Le plus souvent, les universités n'avaient aucun bâtiment. Les étudiants vivaient dans des logements communs, tandis que les professeurs faisaient cours dans des chambres louées, des pensions, des églises, voire des maisons de tolérance. Les salles de classe, comme les habitations, étaient mal éclairées et mal chauffées. Les professeurs étaient payés directement par les élèves. À Bologne, les étudiants recrutaient et congédiaient les enseignants et les mettaient à l'amende en cas d'absence injustifiée ou de retard, ou lorsqu'ils se révélaient incapables de répondre à une question difficile. Si le cours n'était pas assez intéressant, que le maître allait trop lentement ou trop vite, ou bien simplement ne parlait pas assez fort, il se faisait huer ou bombarder de projectiles. À Leipzig, l'université se vit contrainte de promulguer un règlement défendant de lancer des pierres sur les professeurs. En 1495 encore, un texte de loi allemand interdisait explicitement à toute personne ayant un rapport avec l'université d'uriner sur les élèves de première année. Dans bon nombre de villes, les étudiants provoquaient des émeutes et se colletaient avec les habitants.

A méditer...

Extrait de " Dans l'oeil du compas" La géométrie d'Euclide à Einstein par Leonard Mlodinow

Une histoire de "groupe", au sens mathématique, par Jacques Roubaud de l'Oulipo :

"Soient trois rois parmi vous quatre: le premier roi, le deuxième roi, le troisième roi.
Le premier roi est n'importe quel roi.
Le deuxième roi est n'importe quel roi,
le troisième roi et n'importe quel roi.
-- Le deuxième roi peut-il être le même que le premier ?"
-- Of course " dit Uther.
Alors :
Le roi contre lequel complote le premier roi quand il rend visite au roi contre lequel complote le deuxième roi quand il rend visite au troisième doit être le même roi précisément contre lequel complote le roi contre lequel complote le premier roi quand il rend visite au deuxième, quand il rend visite au troisième.
OK dit Uther, ce n'est pas tout.
Quand un roi rendra visite à un autre roi, ils comploteront toujours contre le même roi. Et si deux rois distincts rendent visitent à un même troisième, le premier ne complotera jamais contre le même roi que le deuxième. Contre tout roi enfin, il sera comploté au moins une fois l'an dans le bureau de chacun des rois."

L'intégralité de la note sur Blogostef ICI

Adresse trouvée sur Blog à maths : ICI

Par Bernard Vitrac (PDF) : ICI