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Physique-Chimie

Chimie

Analyse physique d'un système chimique

La vidéo traite de la salinité des océans et explique l'importance du programme Argo qui mesure régulièrement la température et la salinité de l'eau à l'aide de 3000 bouées. Pour obtenir une valeur de conductivité fiable, huit mesures consécutives sont nécessaires pour prendre en compte les différentes incertitudes liées à la fiabilité de la sonde, l'homogénéité de l'eau et des événements extérieurs. La deuxième partie de la vidéo explique comment calculer la salinité de l'eau de mer en utilisant la conductivité et la compare à la salinité de l'eau de mer normale qui est de 35 g par kg. En analysant un échantillon de l'océan arctique, la salinité trouvée est inférieure à la salinité de l'eau de mer normale, ce qui peut être dû à des facteurs tels que la température de l'eau mesurée ou la pression atmosphérique. La vidéo montre l'importance du raisonnement scientifique expérimental pour mieux comprendre les différents phénomènes de notre planète Terre.

Bonjour à tous, c'est Mathis de studio. Dans cette vidéo, on va s'intéresser à la salinité des océans. Alors c'est un exercice un peu particulier, un cadre nous est posé de manière très scientifique, limite culturelle, c'est très intéressant. Les 3000 bouées du programme Argo mesure régulièrement la température et la salinité de l'eau partout sur le globe. Ces données sont ensuite transmises par satellite, puis analysées. C'est une méthode de relevé expérimentale très classique et très importante pour la conservation de notre planète. Alors pour obtenir une valeur de conductivité, on précise que la bouée Argo procède à huit mesures consécutives. Alors pourquoi? C'est la première question, on va expliquer pourquoi. Pourquoi est-ce qu'on aurait besoin de faire huit mesures consécutives? On peut se dire, bon on relève une fois la conductivité, ça y est. Bien, la conductivité bien sûr, elle n'est pas forcément parfaitement mesurée, il peut y avoir plusieurs incertitudes, c'est le lot de tout relevé expérimental, c'est le cas aussi pour vos relevés de TP. En fait, il y a des incertitudes et ici on nous demande de les dénombrer. Donc qu'est-ce qu'on peut dire? Tout d'abord il y a la fiabilité de la sonde appliquée sur la bouée. En effet, peut-être que la sonde, l'appareil n'est pas parfait, n'indique pas la même valeur, il n'y a pas forcément une réplicabilité parfaite pour l'appareil. Peut-être qu'il peut, pour une même mesure, indiquer des valeurs différentes d'un coup sur l'autre. Donc ça, ça s'appelle la fiabilité de l'appareil, c'est un terme qu'on retrouve également pour caractériser un test COVID par exemple. On a aussi, qui rentre en compte, l'homogénéité de l'eau. Peut-être que le moment à laquelle la sonde va faire sa mesure, et bien comme par hasard, va y avoir une forte concentration en sel à ce moment-là, au moment de la mesure, ou une température particulièrement élevée ou particulièrement froide au passage d'un bateau ou quoi que ce soit. Pour enlever ce phénomène, en effet, relever huit mesures à des intervalles de temps différents, et bien ça permet d'évacuer un peu ce caractère indésirable. Et finalement, il peut y avoir des événements extérieurs, des courants particuliers, ou alors un poisson qui passe juste à côté, qui viendrait perturber la mesure. Donc tous ces facteurs peuvent être en tout cas amoindris de par les répliques de mesures qu'on va effectuer. Ça c'est vraiment un des aspects les plus cruciaux de la science, c'est pour une expérience, pour que les mesures d'une expérience soient valides, il faut pouvoir les répliquer, et ainsi la marge d'incertitude, d'erreur, se réduit de la même manière. Alors ensuite, pour un échantillon de l'océan arctique, les mesures sont les suivantes. On nous donne la conductivité de l'échantillon et la conductivité d'une solution de référence. Alors on voit pas trop de quoi ça veut parler. La question 2 nous demande de déterminer la sanité de l'eau analysée et la comparer à la sanité de l'eau de mer normale. Alors on nous présente justement ce que ça veut dire, la sanité de l'eau de mer. Et bien pour une quantité définie d'eau de mer égale à 1 kg, ou 1 litre, on peut déterminer la masse, enfin c'est mieux de raisonner pour 1 kg, vu que l'eau salée ne vaut pas exactement 1 kg pour 1 litre. Et bien on peut déterminer la masse des espèces dissoutes contenues dans ce volume, c'est la salinité. L'eau de mer de référence, appelée eau de mer normale, donc à 15 degrés et à pression atmosphérique de 1 bar, possède une salinité de 35 g par kg. Donc c'est à dire qu'il y a 35 g d'espèces dissoutes à l'intérieur, donc notamment du sel et d'un wash, NACL pardon, par kg d'eau de mer. Alors une mesure de conductivité permet de calculer la salinité selon la formule suivante, avec bien 6 paramètres différents, et ça fait intervenir k. K c'est une grandeur qui définit comme le ratio entre la conductivité de la mer en question sur la conductivité de référence, on comprend mieux d'où sort cette grandeur. Alors maintenant pour calculer la salinité, on a juste à appliquer cette formule avec k qui, dans notre cas, vaut 0,92287, donc on garde bien le même nombre de chiffres significatifs que les relevés qu'on nous a donné, et puis finalement en appliquant cette formule là, on trouve que la salinité de cette eau est de 32 g par kg. Bon j'aurais dû mettre par kg, ici j'ai fait le raccourci de mètre par litre, alors que c'est pas tout à fait exact. Alors maintenant comparons, il faut toujours faire des commentaires, surtout dans ce type d'exercice un peu ouvert, faire des commentaires sur les valeurs que l'on trouve. Et bien elle est inférieure à la salinité de l'eau de mer normale. Alors à quoi ça peut être dû? Peut-être que effectivement il y a un problème de salinité, de régulation de salinité à ce niveau là, mais on a juste aussi à regarder les conditions dans lesquelles ça s'est effectué. Ici c'était pour une eau de mer à 15 degrés, bon la pression atmosphérique va pas tant changer, quoique il y aurait pu y avoir une dépression à ce niveau là, ou alors un anticyclone, ça a pu jouer, et aussi le fait qu'elle soit à 15 degrés, et bien on peut se demander si en océan arctique l'eau de mer était effectivement à 15 degrés. À ce moment là, si c'était une température différente, ça aurait pu influer sur la mesure de l'échantillon, et à ce moment là, donner bien une salinité différente. Donc voilà, c'est un exercice pas très complexe, mais très intéressant du point de vue de raisonnement, c'est exactement le raisonnement scientifique expérimental que l'on met en place lors de certains relevés expérimentaux, lors d'analyses plus fines de notre planète Terre, c'est le boulot de nombreux chercheurs qui s'intéressent à toutes sortes de grandeurs, comme ici l'enseigne de l'eau, donc peut-être que ça fera naître des vocations, qui sait, parmi nous. Merci beaucoup d'avoir suivi cette vidéo, et puis je vous dis à bientôt.

Salinité des océans

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