L'eau froide a tendance à plonger car elle est plus dense ; au contraire, l'eau chaude, moins dense, a tendance à remonter. C'est ce que l'on observe à plus grande échelle dans l'océan Atlantique entre l'Équateur et le Pôle Nord par exemple. L'eau de surface chaude et salée provenant de l'Equateur circule vers le Nord. Près des pôles, elle se refroidit.

De plus, lors de la formation de glace de mer, le sel s'accumule dans l'eau. Cette eau froide et salée devient alors très dense, et donc plonge. Elle retourne alors vers l'Équateur, en profondeur. On parle de la circulation thermohaline engendrée par les différences de densité des eaux de mer liées à leur température ou à leur teneur en sel (contrôle de la circulation lié aux températures, « thermo » et à la salinité, « halin »).

Le matériel


  • 2 bouteilles en plastique
  • 2 pailles

 

L'expérience


Les deux bouteilles en plastique sont reliées par les deux pailles à des hauteurs différentes. Une bouteille est remplie avec de l'eau chaude colorée en rouge et l'autre avec de l'eau froide colorée en bleue.

Au moment du remplissage les pailles sont bloquées par des pinces à linge.

Une fois les bouteilles remplies, les épingles sont sorties et on observe les flux d'eau.

L'eau chaude circule dans la paille du haut et se déverse en haut de la bouteille remplie d'eau froide, tandis que l'eau froide circule dans la paille du bas et se déverse en bas de la bouteille remplie d'eau chaude.

 

© IPSL - Julie Sistenich

L'infographie


Cliquez sur chaque vignette pour agrandir l'image (© Julie Sistenich pour l'IPSL).

Pour aller plus loin


Les courants océaniques chauds tels le Gulf Stream et la Dérive Nord Atlantique, qui viennent réchauffer les côtes européennes, se branchent sur cette circulation thermohaline. Que se passerait-il si on perturbait cette circulation ?

En effet, avec le réchauffement climatique, les glaces de mer du pôle Nord ont tendance à fondre. Cela constitue un apport d'eau douce qui abaisse la salinité de l'eau de mer, et donc sa densité. L'eau froide moins dense plongerait alors moins. La circulation thermohaline s'affaiblirait et les côtes européennes seraient alors moins réchauffées par les courants chauds.

C'est ainsi que certains climatologues prévoient un refroidissement en Europe dans un contexte général de réchauffement de la planète. Le réchauffement climatique n'est donc pas un phénomène homogène sur la Terre.

 

© LOCEAN-IPSL

  • Une animation scientifique réalisée par 6 jeunes enseignants et étudiants normaliens pour le festival Paris-Montagne en juillet 2006
  • Reproduire la circulation thermohaline à échelle réduite et comprendre son rôle dans le climat. Isabelle Dadou, Virginie Sanial, Kévin Guerreiro, Marie-Lou Bachèlery, Sébastien Chastanet, Gaël Alory, Samuel Somot, La Météorologie, volume 93, p. 15, 2016. DOI:10.4267/2042/59937.

La circulation thermohaline