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Les différences de forme et de taille des becs des pinsons de Darwin sont une belle illustration d’une évolution récente due à la sélection naturelle. C’est l’un des exemples les plus emblématiques et les mieux documentés de l’évolution en cours, montrant comment une population peut s’adapter rapidement aux changements de son environnement.
De 1831 à 1836, Charles Darwin a voyagé autour du monde, observant les animaux sur différents continents et îles. Dans les îles Galápagos, il a été intrigué par plusieurs espèces de pinsons aux becs de formes uniques. Il a émis l’hypothèse que ces oiseaux provenaient d’une seule espèce ancestrale sud-américaine qui s’était diversifiée pour s’adapter à des sources de nourriture variées. Cet article se plonge dans cette découverte historique et les études qui ont suivi pour confirmer cette théorie.
En bref : Les pinsons de Darwin et la sélection naturelle
Darwin a observé plusieurs espèces de pinsons des Galápagos avec des becs de tailles et de formes différentes.
Il a émis l’hypothèse que ces oiseaux descendaient d’une seule espèce ancestrale sud-américaine.
La sélection naturelle est le mécanisme de l’évolution : les individus avec des traits les plus adaptés à leur environnement survivent et se reproduisent plus facilement.
Les travaux de Peter et Rosemary Grant ont démontré l’évolution de la taille des becs d’une génération à l’autre en réponse à une sécheresse.
La sécheresse de 1977 a réduit la disponibilité de petites graines, favorisant la survie des pinsons à gros bec, capables de manger de grosses graines dures.
Exemple documenté de l’évolution en cours : Les pinsons de Darwin
De 1831 à 1836, Darwin a voyagé autour du monde, observant les animaux sur différents continents et îles. Dans les îles Galápagos, Darwin a observé plusieurs espèces de pinsons avec des becs aux formes uniques. Il a observé que ces pinsons ressemblaient beaucoup à une autre espèce de pinson sur le continent sud-américain et que le groupe d’espèces des Galápagos formait une série graduée de tailles et de formes de becs, avec de très petites différences entre les plus semblables. Darwin imaginait que les espèces des îles pouvaient être toutes des espèces modifiées par rapport à une espèce originale présente en Amérique du Sud. En 1860, il écrit : En voyant cette gradation et cette diversité de structure dans un petit groupe d’oiseaux intimement liés, on pourrait vraiment imaginer que, à partir d’une rareté d’oiseaux dans cet archipel, une espèce a été prise et modifiée à des fins différentes.
Les pinsons de Darwin : Darwin a observé que la forme du bec varie selon les espèces de pinsons. Il a émis l’hypothèse que le bec d’une espèce ancestrale s’était adapté au fil du temps pour permettre aux pinsons d’acquérir différentes sources de nourriture. Cette illustration montre la forme du bec de quatre espèces de pinsons ou géospizes, de gauche à droite et de haut en bas : le pinson à gros bec, le pinson à bec moyen, le pinson minuscule et enfin le pinson olive.
La sélection naturelle
Darwin a appelé ce mécanisme d’évolution, la sélection naturelle. La sélection naturelle, selon Darwin, est le résultat inévitable de trois principes qui fonctionnent dans la nature.
Premièrement, les caractéristiques des organismes sont héritées, ou transmises des parents à la progéniture.
Deuxièmement, la progéniture est plus nombreuse que celle qui est capable de survivre. En d’autres termes, les ressources pour la survie et la reproduction sont limitées. La capacité de reproduction de tous les organismes dépasse la disponibilité des ressources nécessaires à leur nombre. Il existe donc une compétition pour ces ressources à chaque génération.
Troisièmement, les descendants varient entre eux en ce qui concerne leurs caractéristiques et ces variations sont héritées.
Sur la base de ces trois principes, Darwin a estimé que les descendants présentant des caractéristiques héritées qui leur permettent de rivaliser au mieux pour des ressources limitées survivront et auront plus de descendants que les individus présentant des variations qui sont moins capables de rivaliser. Comme les caractéristiques sont héritées, ces traits seront mieux représentés dans la génération suivante. Cela entraînera des changements dans les populations au fil des générations dans un processus que Darwin a appelé descendance avec modification, ou plus communément : évolution (notre article sur les mécanismes de l’évolution).
Les études de la sélection naturelle après Darwin
Peter et Rosemary Grant et leurs collègues ont étudié les populations de pinsons des Galápagos chaque année depuis 1976 et ont fait d’importantes démonstrations du fonctionnement de la sélection naturelle. Les Grant ont constaté des changements d’une génération à l’autre dans la forme du bec des pinsons à bec moyen (géospizes à bec moyen) sur l’île de Daphné Major, dans l’archipel des Galápagos.
Le pinson à bec moyen se nourrit de graines. Les oiseaux ont hérité de variations dans la forme du bec, certains individus ayant un bec large et profond et d’autres un bec plus fin. Les oiseaux à gros bec se nourrissent plus efficacement de graines plus grosses et plus dures, tandis que les oiseaux à petit bec se nourrissent plus efficacement de petites graines molles. En 1977, une période de sécheresse a modifié la végétation de l’île. Après cette période, le nombre de graines a diminué de façon spectaculaire ; la diminution des petites graines molles a été plus importante que celle des grosses graines dures qui ont mieux résisté grâce à leur épaisse coquille. Les oiseaux à gros bec ont mieux survécu que les oiseaux à petit bec l’année suivante.
L’année suivant la sécheresse, lorsque les chercheurs ont mesuré la taille du bec de la population restante très réduite (notons que la population des pinsons est passée de 751 oiseaux en 1976 à 90 oiseaux en 1978), elles ont constaté que la taille moyenne du bec était plus grande. Ceci était une preuve évidente de la sélection naturelle de la taille du bec causée par la disponibilité des graines. Les chercheurs ont étudié l’hérédité biologique de la taille du bec et savaient que les oiseaux à gros bec survivants auraient tendance à engendrer une progéniture avec un bec plus gros, donc la sélection naturelle conduirait à une évolution de la taille du bec.
Des études ultérieures ont démontré que la sélection et l’évolution de la taille du bec de cette espèce sont le résultat d’autres changements de conditions sur l’île. L’évolution s’est produite à la fois avec des becs plus gros, comme dans ce cas, et avec des becs plus petits lorsque les grosses graines sont devenues rares.
Étudiés depuis 1973, les pinsons des Galápagos ont permis de mettre en évidence des évolutions dues à la sélection naturelle suite à des changements environnementaux, soit la sécheresse de 1977 qui a eu pour conséquence l’augmentation de la taille du bec de ces oiseaux car un bec plus large leur permet de manger des graines enveloppées d’une coquille fort résistante (qui elles-mêmes avaient survécu à la sécheresse).[/caption>
Conclusion
L’étude des pinsons de Darwin est l’un des exemples les plus clairs et les plus directs pour comprendre la sélection naturelle en action. Ces oiseaux montrent comment une variation génétique héritée (la taille du bec) peut, sous l’effet de la pression environnementale (la sécheresse et la disponibilité des graines), devenir un avantage crucial pour la survie. Les travaux de Peter et Rosemary Grant ont permis de transformer une observation historique en une preuve scientifique irréfutable, démontrant que l’évolution peut se produire très rapidement, parfois d’une génération à l’autre. Les pinsons des Galápagos ne sont pas seulement un chapitre de l’histoire de la biologie, mais un laboratoire vivant de l’évolution en cours.
FAQ : Les pinsons de Darwin et la sélection naturelle
Qui sont les pinsons de Darwin ?
Les pinsons de Darwin sont un groupe d’espèces de pinsons que Charles Darwin a observées sur les îles Galápagos. Ils se distinguent par les différentes tailles et formes de leurs becs, adaptés à des sources de nourriture spécifiques.
Quel rôle les pinsons ont-ils joué dans la théorie de l’évolution de Darwin ?
Les pinsons ont été l’un des exemples clés qui ont aidé Darwin à formuler sa théorie de la sélection naturelle. Il a émis l’hypothèse qu’une seule espèce de pinson d’Amérique du Sud avait migré vers les îles et s’était diversifiée en plusieurs espèces distinctes, chacune adaptée à son environnement insulaire.
Qu’est-ce que la sélection naturelle ?
La sélection naturelle est le mécanisme par lequel les individus les plus adaptés à leur environnement ont plus de chances de survivre et de se reproduire. Leurs caractéristiques avantageuses sont alors transmises à leur descendance, entraînant un changement progressif de la population au fil du temps.
Comment la taille du bec des pinsons est-elle liée à la sélection naturelle ?
La taille du bec est directement liée à leur alimentation. Les pinsons à gros bec peuvent manger des graines dures, tandis que ceux à bec plus fin se nourrissent de petites graines. Les changements environnementaux (comme une sécheresse) influencent la disponibilité des graines, et donc la survie des pinsons, agissant comme un facteur de sélection naturelle.
Qui a étudié les pinsons de Darwin après lui ?
Peter et Rosemary Grant, des chercheurs en écologie évolutive, ont étudié les pinsons de Darwin sur l’île de Daphné Major de manière continue depuis 1976, fournissant des preuves directes et quantifiables du fonctionnement de la sélection naturelle.
Qu’est-il arrivé aux pinsons lors de la sécheresse de 1977 ?
En 1977, une sécheresse a décimé la végétation de l’île. Les petites graines tendres ont disparu, mais les grosses graines dures ont survécu. Les pinsons à gros bec, qui pouvaient manger ces graines, ont survécu en plus grand nombre que les pinsons à petit bec, dont la source de nourriture avait disparu.
Quelles ont été les conséquences de la sécheresse sur la population de pinsons ?
La population totale de pinsons a chuté de 751 à 90 individus. La taille moyenne des becs a augmenté dans la génération suivante, car les survivants, à gros bec, ont transmis ce trait à leur progéniture.
Est-ce que l’évolution est un processus lent ?
L’étude des Grant montre que l’évolution peut se produire très rapidement, parfois d’une génération à l’autre, en réponse à des changements environnementaux importants. Cela contredit l’idée que l’évolution est toujours un processus lent et graduel.
Les variations des caractéristiques sont-elles importantes pour la sélection naturelle ?
Oui, les variations héritées sont essentielles. Si tous les pinsons avaient eu des becs de la même taille, la sécheresse de 1977 aurait pu tous les éliminer, car il n’y aurait pas eu de variation sur laquelle la sélection naturelle aurait pu agir.
Est-ce que les pinsons continuent d’évoluer aujourd’hui ?
Oui, les études des Grant ont montré que la taille des becs continue de fluctuer en fonction de la disponibilité des ressources alimentaires, prouvant que l’évolution est un processus continu et dynamique.
Le processus de sélection naturelle a-t-il été observé chez d’autres espèces ?
Oui, la sélection naturelle a été observée chez de nombreuses autres espèces, notamment chez les papillons de nuit, les bactéries résistantes aux antibiotiques ou les poissons guppies, démontrant que c’est un mécanisme universel de l’évolution.
Quels sont les trois principes de la sélection naturelle selon Darwin ?
Les trois principes sont : les caractéristiques sont héritées, la progéniture est plus nombreuse que celle qui peut survivre (compétition pour les ressources), et les individus présentent des variations dans leurs caractéristiques.
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L’évolution, théorie unifiée de la biologie, décrit un mécanisme de changement et de diversification des espèces au fil du temps.
Tâchons de comprendre ce qu’est l’évolution, comment Darwin a abordé la sélection naturelle, et comment se déroule l’évolution au fil des millénaires à travers notre série d’articles.
En bref : Comprendre l’évolution
L’évolution est un processus continu de changement et de diversification des espèces à partir d’un ancêtre commun.
Des penseurs comme Buffon et Lamarck ont posé les premières bases de la théorie avant Charles Darwin.
Charles Darwin et Alfred Wallace ont développé indépendamment le concept de sélection naturelle comme principal mécanisme de l’évolution.
La sélection naturelle repose sur trois principes : l’héritabilité des caractères, la surproduction de descendants et la survie différentielle des individus les mieux adaptés.
Le célèbre exemple des pinsons des Galápagos a permis à Darwin d’illustrer la sélection naturelle.
Comprendre l’évolution
Toutes les espèces d’organismes vivants, des bactéries aux chimpanzés, ont évolué à un moment donné à partir d’une espèce différente. Bien qu’il puisse sembler que les êtres vivants d’aujourd’hui restent les mêmes, ce n’est pas le cas : l’évolution est un processus progressif et continu.
La théorie de l’évolution est la théorie unificatrice de la biologie, c’est-à-dire le cadre dans lequel les biologistes posent des questions sur le monde vivant. Le principe selon lequel toutes les espèces ont évolué et se sont diversifiées à partir d’un ancêtre commun est le fondement à partir duquel nous abordons toutes les questions en biologie. Il fournit une direction pour les prédictions sur les êtres vivants, qui a été validée par de nombreuses expérimentations scientifiques.
L’évolution par sélection naturelle décrit un mécanisme de changement des espèces au fil du temps. Bien avant que Darwin ne commence à explorer le concept d’évolution, l’idée que les espèces changent au fil du temps avait déjà été suggérée et débattue. L’idée que les espèces sont statiques et immuables était ancrée dans les écrits de Platon, mais il y avait aussi des Grecs anciens qui exprimaient des idées sur l’évolution. Au cours du XVIIIème siècle, les idées sur l’évolution des animaux ont été réintroduites par le naturaliste Georges-Louis Leclerc Comte de Buffon qui a observé que diverses régions géographiques ont des populations végétales et animales différentes, même lorsque les environnements sont similaires. Il a également été admis qu’il existe des espèces disparues.
L’évolution par la sélection naturelle : Tous les organismes sont des produits de l’évolution adaptés à leur environnement. A gauche, le Saguaro (Carnegiea gigantea) peut absorber 750 litres d’eau en une seule pluie, ce qui permet à ces cactus de survivre aux conditions sèches du désert de Sonora au Mexique et dans le sud-ouest des États-Unis. A droite, le lézard semi-aquatique des Andes (Potamites montanicola), découvert au Pérou en 2010, vit entre 1 570 et 2 100 mètres d’altitude et, contrairement à la plupart des lézards, est nocturne et nage. Les scientifiques ne savent toujours pas comment ces animaux à sang froid sont capables de se déplacer dans les températures froides (10 à 15°C) de la nuit andine.
Pendant cette période, un naturaliste écossais du nom de James Hutton a proposé que les changements géologiques se produisent progressivement par l’accumulation de petits changements sur de longues périodes. Cette théorie contrastait avec l’opinion prédominante de l’époque : la géologie de la planète est la conséquence d’événements catastrophiques qui se sont produits au cours d’un passé relativement bref. Au cours du XIXème siècle, les idées de Hutton ont été popularisées par le géologue Charles Lyell, un ami de Charles Darwin. Les idées de Lyell, à leur tour, ont influencé le concept d’évolution de Darwin. Le grand âge de la terre proposé par Lyell soutenait l’évolution graduelle que Darwin proposait, et le lent processus de changement géologique fournissait une analogie pour le changement graduel des espèces.
Au début du XIXème siècle, Jean-Baptiste Lamarck a publié un livre qui détaille un mécanisme différent pour le changement évolutif. Ce mécanisme est aujourd’hui appelé transmission des caractères acquis ou lamarckisme. Selon cette idée, les modifications chez un individu sont causées par son environnement, ou par l’utilisation ou la l’abandon d’une structure au cours de sa vie, et ces changements peuvent être hérités par sa progéniture, entraînant des changements dans une espèce. Si ce mécanisme de changement évolutif a été discrédité, les idées de Lamarck ont eu une influence importante sur le concept d’évolution.
Synthèse des connaissances en matière d’évolution jusqu’à Darwin
Les anciens Grecs ont exprimé des idées sur l’évolution, qui ont été réintroduites au XVIIIème siècle par Buffon qui a observé que différents environnements avaient des populations végétales et animales différentes. James Hutton a proposé que les changements géologiques se produisent progressivement au fil du temps par l’accumulation de petits changements plutôt que par de grands événements catastrophiques. Charles Lyell a popularisé la théorie de James Hutton; cette théorie du changement graduel a influencé la théorie de l’évolution de Darwin. Jean-Baptiste Lamarck a proposé la théorie de la transmission des caractères acquis; cette théorie est aujourd’hui discréditée, mais elle a eu une influence importante sur la théorie de l’évolution.
Darwin et la sélection naturelle
Charles Darwin et Alfred Wallace ont développé indépendamment les théories de l’évolution et son principal principe de fonctionnement : la sélection naturelle.
Au milieu du XIXème siècle, le mécanisme de l’évolution a été conçu et décrit indépendamment par deux naturalistes : Charles Darwin et Alfred Russel Wallace. Il est important de noter que chaque naturaliste a passé du temps à explorer le monde naturel lors d’expéditions dans les tropiques. De 1831 à 1836, Darwin a voyagé dans le monde entier, notamment en Amérique du Sud, en Australie et à la pointe sud de l’Afrique. Wallace s’est rendu au Brésil pour collecter des insectes dans la forêt amazonienne de 1848 à 1852 et dans l’archipel malais de 1854 à 1862.
Charles Darwin et Alfred Wallace : Darwin et Alfred Wallace ont tous deux écrit des articles scientifiques sur la sélection naturelle qui ont été présentés ensemble devant la Linnean Society en 1858.
Le voyage de Darwin, tout comme les voyages ultérieurs de Wallace dans l’archipel malais, comprenait des arrêts dans plusieurs archipels, le dernier étant les îles Galápagos à l’ouest de l’Équateur. Sur ces îles, Darwin a observé que les espèces d’organismes des différentes îles étaient clairement similaires, tout en présentant des différences distinctes.
Par exemple, les pinsons terrestres des îles Galápagos comprennent plusieurs espèces ayant une forme de bec unique. Les espèces présentes sur les îles présentaient une série graduée de tailles et de formes de becs avec de très petites différences entre les plus semblables. Il a observé que ces pinsons ressemblaient beaucoup à une autre espèce de pinson sur le continent sud-américain. Darwin a imaginé que les espèces des îles pourraient être modifiées par rapport à l’une des espèces originales du continent. Après une étude plus approfondie, il s’est rendu compte que les becs variés de chaque pinson aidaient les oiseaux à acquérir un type de nourriture spécifique. Par exemple, les pinsons mangeurs de graines avaient un bec plus fort et plus épais pour casser les graines, tandis que les pinsons insectivores avaient un bec en forme de lance pour poignarder leurs proies.
La forme du bec chez les espèces de pinson : Darwin a observé que la forme du bec varie selon les espèces de pinson. Il a émis l’hypothèse que le bec d’une espèce ancestrale s’était adapté au fil du temps pour permettre aux pinsons d’acquérir différentes sources de nourriture. Les pinsons de Darwin sont un exemple de sélection naturelle.
La sélection naturelle
Wallace et Darwin ont observé des modèles similaires dans d’autres organismes et ont développé indépendamment la même explication sur le comment et le pourquoi de tels changements. Darwin a appelé ce mécanisme sélection naturelle. La sélection naturelle, également connue sous le nom de « survie du plus fort », est la reproduction la plus prolifique d’individus possédant des caractéristiques favorables qui survivent aux changements environnementaux grâce à ces caractéristiques. Cela conduit à un changement évolutif, le trait devenant prédominant au sein d’une population.
Par exemple, Darwin a observé qu’une population de tortues géantes de l’archipel des Galápagos avait le cou plus long que celles qui vivaient sur d’autres îles aux basses terres sèches. Ces tortues ont été sélectionnées parce qu’elles pouvaient atteindre plus de feuilles et accéder à plus de nourriture que celles qui ont le cou court. En période de sécheresse, quand il y avait moins de feuilles, celles qui pouvaient atteindre plus de feuilles avaient de meilleures chances de manger et de survivre que celles qui ne pouvaient pas atteindre la source de nourriture. Par conséquent, les tortues à long cou auraient plus de chances de réussir leur reproduction et de transmettre le trait de long cou à leur progéniture. Avec le temps, seules les tortues à long cou seraient présentes dans la population.
La sélection naturelle, selon Darwin, est le résultat inévitable de trois principes qui fonctionnent dans la nature :
Premièrement, la plupart des caractéristiques des organismes sont héritées, ou transmises des parents à la progéniture, bien que l’on ne sache pas comment les traits ont été hérités.
Deuxièmement, il y a plus de descendants qui sont produits que ceux qui sont capables de survivre. La capacité de reproduction de tous les organismes est supérieure à la disponibilité des ressources nécessaires à leur nombre. Il y a donc une concurrence pour ces ressources à chaque génération. Darwin et Wallace ont tous deux été influencés par un essai écrit par l’économiste Thomas Malthus qui a discuté de ce principe en relation avec les populations humaines.
Troisièmement, Darwin et Wallace ont raisonné que la progéniture possédant les caractéristiques héritées qui leur permettent de mieux rivaliser pour des ressources limitées survivra et aura plus de descendants que les individus présentant des variations moins capables de rivaliser. Comme les caractéristiques sont héritées, ces traits seront mieux représentés dans la génération suivante. Cela entraînera des changements dans les populations au cours des générations successives dans un processus que Darwin a appelé la descendance avec modification.
En fin de compte, la sélection naturelle conduit à une plus grande adaptation de la population à son environnement local; c’est le seul mécanisme connu pour l’évolution adaptative.
Les articles de Darwin et Wallace présentant l’idée de sélection naturelle ont été lus ensemble en 1858 devant la Linnean Society à Londres. L’année suivante en 1859, le livre de Darwin, On the Origin of Species (L’Origine des espèces), a été publié. Son livre expose ses arguments en faveur de l’évolution par la sélection naturelle. Par de nombreux exemples comme celui des Pinsons des Galápagos, il appuie sa théorie sur des preuves de l’évolution.
La sélection naturelle ne peut avoir lieu qu’en présence d’une variation génétique. Les conditions environnementales déterminent les traits sélectionnés, c’est ce que nous aborderons dans les prochains articles.
Conclusion
L’évolution, loin d’être un concept statique, est un processus dynamique qui se déploie sur des millions d’années. Bien que des idées sur le changement des espèces aient existé avant Darwin, c’est son travail et celui d’Alfred Wallace qui ont mis en lumière le principal mécanisme : la sélection naturelle. Fondée sur les principes d’héritabilité, de surproduction de descendants et de survie différentielle, la sélection naturelle est la clef de l’adaptation des populations à leur environnement. Des exemples emblématiques comme les pinsons des Galápagos et les tortues géantes illustrent parfaitement ce processus. L’évolution continue de s’opérer, guidée par les pressions de l’environnement sur la variation génétique, un sujet que nous explorerons plus en détail par la suite.
FAQ : Tout savoir sur l’évolution et la sélection naturelle
Qu’est-ce que la théorie de l’évolution ?
La théorie de l’évolution est un cadre scientifique qui explique comment les espèces d’organismes vivants changent et se diversifient au fil du temps à partir d’ancêtres communs. C’est le fondement de la biologie moderne.
Quel est le principe de la sélection naturelle ?
La sélection naturelle est le principal mécanisme de l’évolution. C’est le processus par lequel les individus possédant des caractéristiques favorables à leur environnement survivent et se reproduisent plus que les autres, transmettant ainsi ces traits à leur descendance.
Qui a développé la théorie de la sélection naturelle ?
La théorie de la sélection naturelle a été conçue et décrite indépendamment par deux naturalistes : Charles Darwin et Alfred Russel Wallace, au milieu du XIXème siècle.
Qu’est-ce que « la survie du plus fort » ?
Cette expression, souvent associée à la sélection naturelle, ne se réfère pas à la force physique, mais à la capacité d’un individu à survivre et à se reproduire avec succès dans son environnement, grâce à des caractéristiques avantageuses.
Quel est l’exemple des pinsons de Darwin ?
Sur les îles Galápagos, Darwin a observé que les pinsons avaient des becs de tailles et de formes différentes selon les îles. Il a émis l’hypothèse que la forme du bec s’était adaptée au fil du temps pour permettre aux oiseaux de se nourrir plus efficacement des ressources disponibles sur chaque île.
Quel est l’exemple des tortues des Galápagos ?
Darwin a noté que sur les îles arides, les tortues géantes avaient un cou plus long pour atteindre la nourriture en hauteur. Celles qui avaient cette caractéristique avaient de meilleures chances de survivre et de se reproduire, transmettant ainsi le trait à leur progéniture.
Quels sont les trois principes de la sélection naturelle selon Darwin ?
Les trois principes sont : 1) l’héritabilité des caractères, 2) la surproduction de descendants (concurrence pour les ressources) et 3) la survie différentielle de la progéniture aux caractéristiques les plus avantageuses.
Quelle est la différence entre l’évolution et la sélection naturelle ?
L’évolution est le processus global de changement des espèces. La sélection naturelle est l’un des principaux mécanismes qui cause l’évolution. On peut dire que la sélection naturelle est le « moteur » de l’évolution adaptative.
Quelles sont les idées qui ont influencé Darwin ?
Darwin a été influencé par les travaux du géologue Charles Lyell, qui a proposé que les changements géologiques se font progressivement, et par l’économiste Thomas Malthus, qui a souligné la concurrence pour les ressources au sein des populations.
Qui est Jean-Baptiste Lamarck et quelle était sa théorie ?
Jean-Baptiste Lamarck est un naturaliste français qui a proposé une théorie aujourd’hui discréditée : le lamarckisme. Il pensait que les modifications acquises par un individu au cours de sa vie (ex : un cou de girafe qui s’allonge pour brouter) pouvaient être transmises à sa descendance.
Quel est le lien entre la variation génétique et la sélection naturelle ?
La sélection naturelle ne peut agir que si une variation génétique existe au sein d’une population. Ce sont ces variations héritées qui donnent à certains individus un avantage sur d’autres dans la compétition pour la survie et la reproduction.
Quand le livre de Darwin, L’Origine des espèces, a-t-il été publié ?
Le livre de Darwin, On the Origin of Species (L’Origine des espèces), a été publié en 1859. C’est dans cet ouvrage qu’il expose ses arguments en faveur de l’évolution par la sélection naturelle.
Qu’est-ce que l’adaptation à un environnement ?
L’adaptation est le processus par lequel les organismes développent des caractéristiques qui les aident à mieux survivre et à se reproduire dans leur environnement spécifique. La sélection naturelle est le seul mécanisme connu pour l’évolution adaptative.
L’évolution a-t-elle lieu rapidement ?
Non, l’évolution est généralement un processus lent et graduel qui se produit sur de longues périodes, des milliers voire des millions d’années. Cependant, des changements rapides peuvent parfois être observés dans des populations avec un cycle de vie court, comme les bactéries.
La théorie de l’évolution est-elle toujours d’actualité ?
Oui, la théorie de l’évolution est toujours d’actualité. De nouvelles découvertes en génétique, en paléontologie et dans d’autres domaines ne cessent de la confirmer et de l’enrichir, ce qui en fait la théorie unificatrice de la biologie.
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Il ne faut pas confondre varois et varroa. Cela n’a rien à voir ! Je peux vous l’affirmer, puisque je suis varois et apiculteur. Les deux sont parfaitement compatibles. D’ailleurs le département du Var – avec son climat et sa flore – est idéal pour l’apiculture ! Le varois n’est pas plus dangereux pour les abeilles, que ne l’est le brabançon, le charentais ou l’alsacien. Par contre, le varroa est bien plus inquiétant pour Apis mellifera, notre abeille mellifère européenne. Originaire d’Asie, le varroa est un acarien qui parasite les abeilles et s’il n’est pas combattu efficacement devient responsable de l’effondrement des colonies. Le varroa menace des abeilles qui sont déjà mises en danger de disparition par nos pratiques agricoles, par l’altération des écosystèmes naturels et à cause du réchauffement climatique.
Cet article vous propose de découvrir un problème brûlant pour l’apiculture et quelques solutions pour le combattre. Il n’a pas pour but de vous décourager, mais bien de vous informer si vous souhaitez pratiquer l’apiculture de loisir dans de bonne condition. Nous vous souhaitons bonne lecture.
Qu’est ce que le varroa ?
Le varroa est un acarien que les scientifiques nomment Varroa destructor. Il est originaire d’Asie orientale et se retrouve naturellement chez une abeille asiatique (Apis cerana). Chez son hôte d’origine, les infestations de varroas ne sont pas graves. Seules les larves d’abeilles mâles sont touchées, dans des proportions raisonnables. Le couvain des ouvrières n’étant pas ou très peu affecté. Il faut dire que les abeilles asiatiques ont mis en place des stratégies efficaces de contrôle de l’infestation. Elles sont capables de sentir la présence d’un varroa caché dans une alvéole operculée et de s’en débarrasser. Elles savent aussi comment s’épouiller efficacement et faire chuter les varroas fixés sur leur abdomen.
Un gros plan du varroa destructor, espèce d’acarien parasite de l’abeille et de ses larves et aussi les nymphes.
Pourquoi le varroa est-il dangereux pour les abeilles ?
Le varroa est dangereux pour les abeilles, car il parasite les larves et les insectes adultes. Lorsque les dégâts sont importants, ils provoquent une maladie que l’on nomme la varroose. On peut aussi entendre ou lire les mots impropres (mais passés dans les usages) de varroase ou de varroatose. Cette maladie se reconnaît par la présence d’abeilles dont les ailes sont déformées. Mais aussi par des récoltes de miel plus réduites.
On peut lire ça et là que le varroa suce le « sang » des abeilles, que l’on appelle l’hémolymphe. Mais des recherches récentes démontrent que l’acarien perce la carapace de son hôte pour se nourrir d’un tissu gras sous-jacent, que l’on désigne sous le nom de corps gras.
Ce corps gras est le siège de l’immunité chez l’abeille et permet aussi la détoxification des substances nocives, comme les pesticides. Il contient des lipides et des protéines et il est alors indispensable pour produire la gelée royale qui va permettre de nourrir les larves et la reine. Le corps gras est la clé de voute de la santé de l’individu et de la vigueur de la colonie. Le varroa en s’y attaquant touche le talon d’Achille d’Apis mellifera.
Le varroa n’est pas seulement un parasite qui se nourrit des organes vitaux de son hôte. Il est aussi le vecteur de plusieurs virus. Un peu comme le moustique qui transmettrait le paludisme à l’Homme, le varroa va multiplier puis inoculer des particules virales à l’abeille. Le virus le plus connu est le DWV, le virus des ailes déformées. L’abeille contaminée va devoir lutter contre des agents pathogènes virulents. Son espérance de vie va diminuer et elle sera moins performante pour s’occuper de la colonie et récolter du nectar et du pollen.
Lorsque beaucoup d’abeilles sont malades, la colonie est insuffisamment ravitaillée en nourriture. Et dans les cas extrêmes d’infestation, toutes les abeilles meurent à l’automne ou durant l’hivernage.
Les varroas doivent obligatoirement trouver des larves pour se reproduire. Ces acariens attaquent les larves et les nymphes des ouvrières et des faux-bourdons, mais ils peuvent aussi se nourrir sur les abeilles adultes. Lorsqu’il sont présents sur celles-ci, on parle des varroas phorétiques. Ainsi fixé sur une abeille, les varroas peuvent se déplacer dans toute la colonie.
Mais les varroas phorétiques – la phorésie est un type d’interaction entre deux organismes où un individu (appelé phoronte) est transporté par un autre (appelé hôte) – peuvent aussi passer d’une colonie à une autre et coloniser très rapidement un rucher et ceux aux alentours. Car certains abeilles se trompent de ruche – on dit qu’elles dérivent – ou bien se livrent à des pillages sur des colonies affaiblies et sans défense. Le varroa en profite alors pour s’introduire chez ceux qui n’en ont pas. Rappelons nous qu’il a ainsi envahit l’Europe en moins d’une dizaine d’année, aidé c’est vrai par le déplacement des ruches en transhumance et la vente d’essaims.
Comment maîtriser l’infestation dans ses ruches ?
Au printemps et en été, la population des varroas d’une colonie d’abeilles double chaque mois. Si l’on débute la saison avec seulement quelques dizaines d’acariens, il est tout à faire possible de dépasser à la fin de l’été plusieurs milliers de varroas par colonie d’abeilles.
On tend souvent à sous-estimer la situation de ses propres colonies d’abeilles. Car les varroas sont très petits et généralement cachés. Ils échappent pour la plupart à la vue de l’apiculteur. Sauf si l’on vit sur l’une des rares enclaves sans varroa (comme l’ile d’Ouessant, l’île de Man ou un archipel isolé en Océanie), il est très probable que vous et vos abeilles soyez aussi concerné.
Le comptage des varroas
Il faut donc évaluer le nombre des varroas présents dans chaque ruche. Ce comptage ce fait par différentes techniques qui visent à dénombrer les varroas phorétiques d’un échantillon d’abeilles vivantes, ou bien sur les chutes naturelles d’acariens que l’on récupère sur un lange placé sous la ruche. Et si un seuil critique est dépassé (on parle souvent de 2 000 acariens pour une colonie de 50 000 abeilles), l’apiculteur doit traiter.
Photographie d’une abeille en gros plan – Crédits : Pixabay
Le traitement contre les varroas
Le varroa peut être combattu de différentes manières et il est conseillé de mettre en place un plan d’action tout au long de l’année, pour réduire au minimum la pression qu’il exerce sur les colonies. On parle de lutte intégrée. Aux traitements chimiques s’ajouteront des traitements zootechniques et l’adoption de nouveaux usages.
Les traitements chimiques consistent a utiliser un médicament vétérinaire et autorisé contre les acariens. Ces traitements acaricides contiennent les molécules de synthèse comme l’Amitraze ou bien des principes actifs présents dans la nature comme l’acide oxalitique et l’acide formique. Le traitement se fait soit pendant plusieurs semaines et l’action est alors prolongée. Le principe actif est progressivement diffusé par des languettes ou des éponges. Ou bien le traitement se fait en une unique application. On parle alors de traitement flash.
Quel que soit le principe actif – naturel ou de synthèse – il est nécessaire de suivre les recommandations des techniciens apicoles, car un traitement mal utilisé peut être dangereux pour les abeilles, mais aussi pour l’utilisateur. La sublimation de l’acide oxalique peut être très dangereuse, si des vapeurs sont inhalées.
Les traitements chimiques sont généralement fait à la fin de l’été, juste après la récolte du miel. Car il ne faut pas que les principes actifs s’y retrouvent. Et une application est reconduite en début d’hiver, afin que la colonie puisse hiverner avec le moins de parasites possible. Mais le combat contre les varroas n’aura pas de fin. Même si vous parvenez à tuer tous les varroas de vos colonies, la réinfestation de votre rucher se produira immanquablement dès le retour des beaux jours. Il faut donc intégrer la lutte contre les acariens dans ses pratiques régulières d’apiculteur.
Les traitements zootechniques consistent à agir sur la colonie d’abeilles pour mettre les varroas en difficulté. On peut par exemple encager la reine pendant 24 jours, afin que toutes les alvéoles qui contiennent du couvain se retrouvent inoccupées. Les varroas sont alors tous à découvert. Ne pouvant pas trouver refuge dans des alvéoles, ils sont alors facilement atteignables par les traitements chimiques.
On peut aussi placer un cadre spécial dans la ruche pour que les abeilles construisent des alvéoles pour les faux-bourdons. Le couvain qui contient des mâles attire fortement les varroas. Il agit comme un aimant, mais aussi comme un piège. Tous les 20 jours, on retire le cadre à faux-bourdons et on supprime le couvain. On parle de castration. Et en même temps on élimine énormément d’acariens.
Si vous récupérez des essaims au printemps et que vous n’en connaissez pas l’origine, il est recommandé d’effectuer un traitement des abeilles. Un traitement flash sera effectué quelques jours après l’installation de l’essaim dans une nouvelle ruche.
Pour en savoir davantage sur cet acarien
Si vous êtes curieux d’en apprendre davantage sur la biologie de ce redoutable parasite et sur les méthodes de comptage et de lutte, vous trouverez des informations complémentaires sur le site varroa-destructor.fr
Nous vous remercions pour votre temps de lecture et nous vous souhaitons une bonne navigation sur le site.
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La plupart des avions sont faits de métal et sont plus grands qu’un appartement ou qu’une maison. Alors… comment restent-ils en l’air ? Pourquoi les avions ne tombent-ils pas du ciel, attirés par la gravité ?
En bref : Pourquoi un avion vole-t-il ?
Un avion vole grâce à la portance, une force verticale générée par la circulation de l’air sur ses ailes.
La forme courbée de l’aile (l’extrados) accélère l’air, ce qui y diminue la pression. La pression plus forte sous l’aile (l’intrados) pousse l’avion vers le haut.
Quatre forces agissent sur un avion : la portance, le poids, la poussée et la traînée.
En vol de croisière, la portance est égale au poids, et la poussée est égale à la traînée. L’équilibre de ces forces permet à l’avion de maintenir une vitesse et une altitude constantes.
Les volets de bord de fuite sont utilisés à l’atterrissage pour augmenter la portance et permettre de voler à faible vitesse sans tomber.
Le principe de la portance : l’expérience de la feuille de papier
Pour bien saisir le principe d’objets plus lourds que l’air qui volent, il existe une petite expérience que chacun peut réaliser chez soi : souffler sur une feuillede papier. La feuille se courbe et l’air qui s’écoule sur la courbe créé une chute de pression atmosphérique. La feuille est poussée par cette pression, donc elle monte.
Si on augmente la vitesse de l’air au dessus d’une surface, la pressionexercée sur cette surface diminue et cette surfacese déplaceparce qu’elle est poussée par la pression supérieure (ou alors aspirée par la dépression). C’est le principe qui s’applique aux ailes des avions : elles sont courbées pour tirer profit du comportement de l’air.
Les avionsvolentparce que l’airpousse sur leurs ailes. C’est ce qu’on appelle la portance : les ailes sont courbées sur le dessus car l’air se déplace rapidement sur les courbes. La vitesse de l’air augmente à cause de la forme courbée de l’aile, la pression diminue sur la surface extérieure de l’aile courbée (ce qu’on appelle l’extrados).
Les ailes sont plus plates sur le bas ce qui a pour effet que l’air se déplace plus lentement en bas de l’aile : La vitesse de l’air est plus faible en dessous de l’aile car la surface est plane, la pression est donc plus grande sur la partie inférieure de l’aile (ce qu’on appelle l’intrados). L’air qui se déplace plus lentement pousse plus fort sur l’aile que l’air qui se déplace plus rapidement. L’airsous l’ailepousse donc l’avionvers le haut, c’est pour cela que les avions restent dans le ciel et ne tombent pas.
Les quatre forces fondamentales du vol
Quatre forces agissent sur un avion en vol : la portance, le poids, la poussée et la traînée. Une force est une quantité vectorielle, ce qui signifie qu’elle a une magnitude (taille) et une direction qui lui sont associées.
La première loi de Newton sur le mouvement nous apprend qu’un objet au repos restera au repos et qu’un objet en mouvement (vitesse constante) restera en mouvement à moins d’être soumis à une force extérieure. S’il n’y a pas de force extérieure nette, l’objet maintiendra une vitesse constante.
Les quatre forces qui agissent sur un avion en vol : la poussée, la portance, la traînée, et le poids. Lorsque la portance est égale au poids et que la poussée est égale à la traînée, l’avion se déplace en ligne droite à vitesse constante (ce qu’on appelle la vitesse de croisière). On parle de force de poussée pour les avions équipés de réacteurs (la poussée effectuée par les réacteurs), pour un avion à hélice on parle de force de traction (la traction effectuée par le moteur à hélice).
L’équilibre des forces en vitesse de croisière
Dans une situation considérée comme idéale, les forces qui agissentsur un avion en vol ne peuvent produire aucuneforceextérieure nette. Dans cette situation, la portance est égale au poids, et la poussée est égale à la traînée. Un exemple facile à comprendre est celui d’un avion de ligne : bien que le poids diminue en raison de la consommation de carburant, le changement est très faible par rapport au poids total de l’avion. L’avion maintient une vitesse constante appelée vitesse de croisière.
Si l’on tient compte de la vitesse relative du vent, on peut déterminer la vitesse sol d’un avion de croisière. La vitesse sol est égale à la vitesse de l’air plus la vitesse du vent en utilisant l’addition vectorielle. Le mouvement de l’avion est une pure translation. Avec une vitesse sol constante, il est relativement facile de déterminer l’autonomie de l’avion, c’est-à-dire la distance que l’avion peut parcourir avec une charge de carburant donnée.
Les mouvements de l’avion et l’équilibre des forces
Nous nous intéressons ici aux mouvements simplifiés que peut réaliser un avion, soit que certaines des quatre forces agissant sur l’avion sont équilibrées par d’autres forces et que nous ne considérons qu’une seule force et une seule direction à la fois. En réalité, ce mouvement simplifié n’a pas lieu parce que toutes les forces sont liées à la vitesse, à l’altitude, à l’orientation de l’avion, etc. Mais le fait d’examiner les forces de manière idéale et individuelle nous donne un aperçu et est beaucoup plus facile à comprendre.
Dans une situation idéale, un avion pourrait maintenir une vitesse constante et un vol en palier dans lequel le poids serait équilibré par la portance, et la traînée par la poussée. L’exemple le plus proche de cette condition comme nous l’avons vu celui de l’avion de ligne. Bien que le poids diminue en raison de la consommation de carburant, le changement est très faible par rapport au poids total de l’avion. Dans cette situation, l’avion maintient une vitesse de croisière constante, comme le décrit la première loi de Newton sur le mouvement.
Lorsque les quatre forces (poussée, portance, traînée et poids) sont équilibrées, l’avion se déplace à vitesse constante, en ligne droite. Si une de ces forces est déséquilibrée par rapport à une autre, les conditions de vol sont modifiées. Lorsque le poids est réduit par rapport à la portance, l’avion s’élève; lorsque la portance est réduite par rapport au poids, l’avion tombe (ou descend); lorsque la poussée est augmentée par rapport à la traînée, l’avion accélère; tandis que lorsque la traînée est augmentée par rapport à la poussée, l’avion ralentit.
Si les forces deviennent déséquilibrées, l’avion se déplacera dans la direction de la force la plus importante. Nous pouvons calculer l’accélération que l’avion subira à partir de la deuxième loi de Newton : F = m * a où a est l’accélération, m est la masse de l’avion, et F est la force nette agissant sur l’avion. La force nette est la différence entre les forces opposées ; la portance moins le poids, ou la poussée moins la traînée. Grâce à ces informations, nous pouvons déterminer le mouvement de l’avion qui en résulte.
Si le poids est réduit alors que la portance est maintenue constante, l’avion s’élèvera : portance > poids – l’avion s’élève (et les oreilles se bouchent).
Si la portance est réduite alors que le poids est constant, l’avion tombera : poids > portance – chute de l’avion.
De même, augmenter la poussée alors que la traînée est constante fera accélérer l’avion : poussée > traînée – l’avion accélère.
Et l’augmentation de la traînée à poussée constante fera ralentir l’avion : traînée > poussée – l’avion ralentit.
Décollage, montée, descente et atterrissage
Lorsque l’air passe sur des ailes et un fuselage de conception aérodynamique, l’air a une faible vitesse et une pression élevée sur l’intrados par rapport à l’extrados de l’aile et du fuselage. Cela donne lieu à une force de pression nette vers le haut.
Cette forceverticaleascendante est appelée portance. La portance n’est rien d’autre qu’une composante verticale de la force résultante agissant sur l’avion. Cette force résultante est la somme vectorielle de toute la force de pression et de la force de cisaillement agissant sur l’ensemble de la structure de l’avion. L’ampleur de la force de portance détermine si l’avion va gagner ou perdre de l’altitude ou s’il va la maintenir.
En position stationnaire, la vitesse de l’avion est nulle et donc aucuneportance n’est produite lorsque l’avion est à l’arrêt, généralement dans l’aérogare ou dans un aéroport. Lorsque l’avion commence à accélérer sur la piste, il commence à produire de la portance, mais celle-ci reste inférieureau poids de l’avion jusqu’à ce que l’avion atteigne la rotation. À la vitesse de rotation, les élévateurs sont déviés vers le bas, à ce moment, la portancedevientsupérieure au poids de l’avion et au décollage complet de l’avion.
En vol en palier, toutes les forces sont en équilibre. La portance devient égale au poids, la poussée devient égale à la traînée et donc en vol en palier, l’avion ne gagne ni ne perd de l’altitude, c’est pour ça que les avions ne tombent pas du ciel. L’avion vole à la même hauteur à vitesse constante, il est en vitesse de croisière.
Pour la montée, la portance doit être supérieure à la force du poids, elle peut être obtenue en mettant les gaz. Pour la descente, il est nécessaire de réduire la portance, ce qui peut se faire en réduisant la puissance du moteur.
Mais lorsque l’avion s’approche pour atterrir, il vole à la vitesse la plus faible possible. C’est ce qu’on appelle la vitesse de décrochage. À cette vitesse, l’avion peut tomber comme une pierre, car la portance n’est pas assez élevée pour permettre une diminution progressive et lente de l’altitude. Pouréviter cette situation, les voletsde bord de fuite sont sortis pour augmenter le coefficient de portance, ce qui augmente la portance mais reste toujours inférieur au poids de l’avion. Cela permet un atterrissage en douceur et évite de voir les avions tomber du ciel !
Conclusion
En conclusion, le vol d’un avion, bien qu’il semble défier la gravité, repose sur une ingénierie et une physique précises. Le principe clé est la portance, une force verticale ascendante créée par le déplacement de l’air sur les ailes. Cette force, avec le poids, la poussée et la traînée, forme un ensemble de quatre forces en jeu. C’est l’équilibre entre elles qui permet à l’avion de maintenir sa trajectoire et son altitude, notamment en vitesse de croisière. Les pilotes ajustent en permanence ces forces pour décoller, monter, descendre et atterrir. Le vol est donc une démonstration parfaite de la première loi de Newton : un objet restera en mouvement constant tant que les forces qui s’exercent sur lui s’équilibrent.
FAQ : tout savoir sur le vol d’un avion
Qu’est-ce que la portance et comment est-elle créée ?
La portance est la force verticale ascendante qui s’oppose au poids de l’avion. Elle est créée par la différence de pression de l’air au-dessus et en dessous des ailes. La forme courbée de l’aile fait que l’air circule plus vite au-dessus, diminuant la pression et créant une poussée vers le haut.
Quelles sont les quatre forces qui agissent sur un avion en vol ?
Les quatre forces sont : la portance (vers le haut), le poids (vers le bas), la poussée (vers l’avant) et la traînée (vers l’arrière). Elles sont toujours en interaction les unes avec les autres.
Qu’est-ce que le poids dans le contexte de l’aviation ?
Le poids est la force d’attraction de la gravité qui attire l’avion vers le centre de la Terre. C’est une force constante que la portance doit contrer pour permettre à l’avion de voler.
Quelle est la différence entre poussée et traînée ?
La poussée est la force générée par les moteurs pour faire avancer l’avion. La traînée est la résistance de l’air qui s’oppose au mouvement de l’avion. En vol de croisière, ces deux forces sont équilibrées.
Que se passe-t-il lorsque les quatre forces sont en équilibre ?
Lorsque les quatre forces sont en équilibre (portance = poids, poussée = traînée), l’avion vole en ligne droite à une vitesse et une altitude constantes. C’est la situation du vol de croisière, telle que décrite par la première loi de Newton.
Comment un pilote fait-il monter ou descendre un avion ?
Pour monter, le pilote augmente la poussée des moteurs pour que la portance devienne supérieure au poids. Pour descendre, il réduit la poussée pour que la portance devienne inférieure au poids.
À quoi sert la vitesse de décrochage ?
La vitesse de décrochage est la vitesse minimale à laquelle un avion peut voler sans perdre de la portance et tomber. C’est une vitesse critique pour les atterrissages, car si la vitesse descend en dessous de ce seuil, le risque de chute est très élevé.
À quoi servent les volets d’atterrissage ?
Les volets de bord de fuite sont déployés lors de l’atterrissage pour modifier la forme de l’aile. Ils augmentent la portance à des vitesses plus basses, ce qui permet à l’avion d’atterrir en douceur et d’éviter de tomber comme une pierre.
Pourquoi les oreilles se bouchent-elles en avion ?
Ce phénomène est dû aux changements rapides d’altitude et de pression atmosphérique. En montée et en descente, la pression change plus rapidement à l’extérieur de l’oreille que dans l’oreille interne, ce qui peut boucher les trompes d’Eustache. Pour déboucher les oreilles, il faut bailler, déglutir ou mâcher.
Quelle est la différence entre un moteur à hélice et un réacteur ?
Le principe de poussée est différent : un moteur à hélice crée une force de traction en tournant, tandis qu’un réacteur crée une force de poussée en expulsant un flux d’air à grande vitesse vers l’arrière de l’appareil. Ces deux systèmes servent à produire la force de poussée qui fait avancer l’avion.
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Depuis l’invention du moteur à essence en 1860, de nombreux moteurs ont vu le jour, perfectionnant la thermodynamique et le rendement des carburants. Si aujourd’hui, la tendance est au moteur hybride ou électrique, la majorité du parc automobile fonctionne encore avec des moteurs à essence et des moteurs diesel.
Dans cet article, nous nous intéresserons à ce qui définit et distingue le moteur à essence du moteur diesel et à leur fonctionnement.
En bref : quelle est la différence entre un moteur à essence et un moteur diesel ?
La principale différence réside dans le processus d’allumage du carburant : les moteurs à essence utilisent une bougie d’allumage, tandis que les moteurs diesel utilisent la compression de l’air pour s’auto-enflammer.
Un moteur diesel a un taux de compression plus élevé, ce qui le rend plus économique et lui donne un couple moteur plus élevé, idéal pour les gros véhicules.
Un moteur à essence a un meilleur rendement en termes de puissance, ce qui le rend plus adapté aux voitures de sport.
Le carburant diesel est plus dense et plus épais que l’essence, ce qui contribue à sa meilleure efficacité énergétique.
Les moteurs diesel sont généralement plus fiables et durables en raison de leur conception plus simple, mais ils sont plus polluants en termes de particules fines.
Quels sont les inventeurs du moteur à essence et du moteur diesel ?
La différence entre les moteurs diesel et les moteurs à essence commence avec leur invention. En 1860, Étienne Lenoir, un ingénieur belge, invente le premier moteur à allumage commandé (ou moteur à essence), il s’agit d’un moteur à deux temps, son rendement est médiocre et il n’est produit qu’à 400 exemplaires. En 1876, l’allemand Nikolaus August Otto invente le moteur à quatre temps qui n’est pas particulièrement plus efficace. Seulement environ 10% du carburant était utilisé pour faire fonctionner le véhicule. Le reste du carburant ne faisait que produire de la chaleur. Cependant, ce moteur préfigure le schéma de base des moteurs de voitures modernes.
Animation d’un moteur à quatre temps : 1) l’admission; 2) la compression – le carburant est enflammé; 3) la détente; 4) l’échappement.
En 1878, Rudolf Diesel étudie l’ingénierie au lycée polytechnique quand il apprend le faible rendement des moteurs à quatre temps. Il pense qu’il doit y avoir une solution plus efficace, et il entreprend de la découvrir. En 1892, il invente et brevète ce qui était alors appelé le moteur à combustion. Aujourd’hui, nous le connaissons sous le nom de moteur diesel ou moteur par allumage à compression.
Comment fonctionnent les moteurs à essence et les moteurs diesel ?
Au sens strict, les moteurs à essence et les moteurs diesel ont un fonctionnement similaire. Les deux moteurs utilisent la combustion interne et une série d’explosions rapides à l’intérieur du moteur pour transformer le carburant en énergie mécanique et propulser un véhicule vers l’avant. La différence réside dans la manière dont ces explosions se produisent.
Dans un moteur à essence, le carburant se mélange à l’air comprimé par des pistons. Les bougies d’allumage allument ce mélange pour faire avancer le véhicule. En revanche, dans un moteur diesel, l’air est d’abord comprimé. Cela rend l’air chaud. Le carburant s’enflamme ensuite lorsqu’il heurte l’air chaud.
Comment le carburant est injecté dans les moteurs ?
Les moteurs à essence et diesel injectent le carburant de différentes manières.
Dans un moteur à essence, l’injection de carburant peut se faire de deux façons : par un système d’injection à buse ouverte (ou à aiguille) ou par un carburateur. Le système d’injection à buse injecte de l’air dans le carburant juste avant la course d’admission. En revanche, un carburateur mélange le carburant et l’air avant de l’envoyer dans le cylindre pour le comprimer.
La combustion dans un cylindre.
Dans un moteur diesel, le carburant est injecté directement dans le cylindre. Comme ce processus est un élément crucial du fonctionnement des moteurs diesel, les injecteurs diesel peuvent devenir une partie compliquée du processus. Les injecteurs doivent pouvoir supporter des températures élevées et une pression importante.
Les modules de commande du moteur et les bougies de préchauffage sont des exemples de progrès réalisés dans le domaine des moteurs. Les modules de commande du moteur utilisent de nombreux capteurs pour chronométrer correctement l’injection, et une bougie de préchauffage est un fil chaud qui peut rapidement augmenter la température de l’air dans un moteur froid pour l’aider à démarrer plus efficacement.
Pour en savoir plus sur l’ordre d’allumage d’un moteur 6 cylindres ou sur l’ordre d’allumage d’un moteur 8 cylindres consultez nos articles.
Comprendre la puissance de sortie : puissance et couple moteur
La différence entre la puissance et le couple moteur est que la puissance est une mesure de la puissance, et le couple est une mesure de la force de torsion sur la transmission du moteur.
Si le véhicule a beaucoup de puissance mais peu de couple moteur, il sera lent à se mettre en mouvement. C’est le couple moteur qui fait avancer les véhicules. Les moteurs diesel ont tendance à avoir un couple moteur plus élevé mais moins de puissance. C’est pourquoi les voitures de sport ont généralement un moteur à essence et les gros camions un moteur diesel. Les voitures de sport ont besoin de la puissance supplémentaire qu’offre l’essence, et les gros camions ont besoin du couple supplémentaire d’un moteur diesel pour déplacer de lourdes charges.
Pourquoi un moteur à essence consomme-t-il plus qu’un moteur diesel ?
Outre les différences de puissance, une autre différence entre les moteurs diesel et les moteurs à essence est l’efficacité. Les moteurs diesel ont tendance à avoir une consommation de carburant moins élevée que les moteurs à essence. Cette différence de consommation entre moteur à essence et moteur diesel est principalement due au mode de fonctionnement des moteurs.
Un moteur à essence doit s’assurer qu’il n’atteint jamais la température d’auto-allumage pendant la course de compression, car cela pourrait casser le moteur. Par conséquent, un moteur à essence doit conserver un faible taux de compression.
Comme un moteur diesel n’a pas de carburant dans le mélangependant la course d’admission, il peut comprimer davantage l’air et avoir un taux de compression plus élevé. Un taux de compression plus élevé est synonyme d’un meilleur rendement du carburant et donc d’une consommation plus faible.
Quelle est la différence entre essence et diesel, d’un point de vue du carburant ?
Comme les moteurs à essence et les moteurs diesel fonctionnent différemment, ils nécessitent des types de carburant différents. Alors que l’essence et le diesel sont tous deux issus du pétrole brut extrait de la terre, le processus de raffinage les sépare ensuite en différents types de carburants. Le carburant diesel est plus épais que l’essence, ce qui signifie qu’il s’évapore plus lentement. Le diesel a également une plus grande densité énergétique.
Ces caractéristiques sont une autre raison pour laquelle les moteurs diesel ont tendance à être plus économiques que les moteurs à essence. Bien que le carburant diesel coûte de nos jours plus cher que l’essence (ou quasiment) depuis que les mécanismes de clapets ont été abolis en Union Européenne, la plupart des moteurs diesel en demandent moins pour accomplir la même quantité de travail qu’un moteur à essence.
Fiabilité
Comme les moteurs diesel fonctionnent sans bougies d’allumage et sans le système électrique nécessaire pour faire fonctionner les bougies, ils comportent moins de pièces susceptibles de dysfonctionner. Dans la plupart des cas, les moteurs diesel peuvent parcourir plus de kilomètres et fonctionner plus longtemps avant d’avoir besoin de tout type de service important. Les moteurs diesel ont également tendance à avoir des factures de réparation moins élevées que les moteurs à essence.
En revanche, la pollution générée par les moteurs diesel est plus forte que celle générée par les moteurs à essence, notamment par l’émission des particules fines.
Conclusion
En conclusion, les moteurs à essence et diesel, bien qu’ils utilisent tous deux la combustion interne, diffèrent par leur mode de fonctionnement, leur efficacité, leur fiabilité et leur impact environnemental. Le moteur à essence utilise une bougie pour l’allumage, a un meilleur rendement en puissance et est idéal pour les véhicules légers et rapides. Le moteur diesel, quant à lui, s’auto-allume par la compression de l’air, offre un meilleur couple et une meilleure économie de carburant, ce qui le rend parfait pour les poids lourds. La simplicité de conception du moteur diesel lui confère également une plus grande longévité, malgré sa pollution plus importante en particules fines. Le choix entre ces deux types de motorisation dépend donc de l’usage que l’on souhaite faire de son véhicule.
FAQ : tout savoir sur la différence entre moteur à essence et moteur diesel
Quelle est la différence fondamentale entre un moteur diesel et un moteur à essence ?
La différence fondamentale réside dans la méthode d’allumage. Un moteur à essence utilise une étincelle générée par une bougie d’allumage pour enflammer le mélange air-carburant, tandis qu’un moteur diesel comprime l’air à une température si élevée que l’injection du carburant provoque l’auto-allumage.
Quel est le taux de compression d’un moteur diesel par rapport à un moteur à essence ?
Le taux de compression d’un moteur diesel est nettement plus élevé que celui d’un moteur à essence. Cela est dû au fait que le moteur diesel n’injecte le carburant qu’après avoir compressé l’air, ce qui lui permet de supporter des pressions plus importantes sans risque de cliquetis.
Pourquoi les moteurs diesel consomment-ils moins de carburant ?
Les moteurs diesel sont plus efficaces en termes de consommation grâce à leur taux de compression plus élevé et à la densité énergétique supérieure du carburant diesel. Un taux de compression élevé permet de transformer plus efficacement l’énergie du carburant en énergie mécanique.
Quelle est la différence entre la puissance et le couple moteur ?
Le couple est la force de rotation qui permet de faire avancer un véhicule, tandis que la puissance est une mesure de l’efficacité avec laquelle ce couple est produit. Les moteurs diesel ont un couple plus élevé, idéal pour les charges lourdes, et les moteurs à essence ont une puissance supérieure, parfaite pour l’accélération et la vitesse.
Quel moteur est plus adapté aux voitures de sport et aux camions ?
Les moteurs à essence sont généralement plus adaptés aux voitures de sport en raison de leur puissance élevée. Les moteurs diesel, grâce à leur couple élevé, sont plus appropriés pour les gros camions et les véhicules utilitaires, qui doivent déplacer des charges lourdes.
Pourquoi un moteur diesel est-il considéré comme plus fiable ?
Un moteur diesel est souvent jugé plus fiable car il comporte moins de pièces en mouvement qui peuvent dysfonctionner, comme les bougies d’allumage et le système électrique associé. Cette simplicité mécanique se traduit souvent par une plus grande longévité et des coûts d’entretien moindres.
Quel est l’impact environnemental des moteurs diesel par rapport aux moteurs à essence ?
Historiquement, les moteurs diesel sont plus polluants que les moteurs à essence, notamment en raison de l’émission de particules fines et d’oxydes d’azote (NOx). Les réglementations actuelles ont permis de réduire ces émissions, mais les moteurs diesel restent souvent critiqués pour leur impact sur la qualité de l’air.
Comment le carburant est-il injecté dans un moteur à essence ?
Dans un moteur à essence, le carburant peut être injecté soit via un système à buse ouverte qui mélange le carburant à l’air, soit via un carburateur qui réalise ce mélange avant l’entrée dans le cylindre.
Comment le carburant est-il injecté dans un moteur diesel ?
Dans un moteur diesel, le carburant est injecté directement dans le cylindre. Ce processus nécessite des injecteurs très robustes capables de résister à des températures et des pressions élevées pour garantir une combustion efficace.
Est-ce que le carburant diesel et l’essence sont les mêmes ?
Non. Bien que les deux soient issus du pétrole brut, le processus de raffinage les sépare en différents types de carburant. Le diesel est plus dense et plus épais que l’essence, ce qui explique en partie sa meilleure efficacité énergétique.
Quelle est la différence entre un moteur à allumage commandé et un moteur à combustion ?
Le moteur à allumage commandé est un autre nom pour le moteur à essence, où l’allumage est contrôlé par une bougie. Le moteur à combustion est le nom donné au moteur diesel par son inventeur, Rudolf Diesel, car la combustion se fait par la simple compression.
Est-ce que le prix du carburant impacte le choix entre diesel et essence ?
Le prix du carburant peut influencer le choix, mais d’autres facteurs comme la consommation du véhicule sont aussi importants. Historiquement moins cher, le diesel coûte aujourd’hui souvent autant que l’essence, voire plus. Cependant, les moteurs diesel consomment moins, ce qui peut compenser ce coût à la pompe.
Les moteurs diesel ont-ils des bougies ?
Les moteurs diesel n’ont pas de bougies d’allumage, car la combustion se fait par compression. Ils peuvent toutefois être équipés de bougies de préchauffage pour faciliter le démarrage par temps froid, en réchauffant l’air avant l’injection du carburant.
Qu’est-ce que l’auto-allumage dans un moteur ?
L’auto-allumage est un phénomène qui se produit dans le moteur diesel. L’air, comprimé dans le cylindre, atteint une température si élevée que le simple fait d’y injecter du carburant diesel suffit à le faire s’enflammer spontanément, sans avoir besoin d’une étincelle.
Pourquoi un moteur à essence doit-il éviter l’auto-allumage ?
Dans un moteur à essence, l’auto-allumage (ou cliquetis) est un phénomène indésirable et potentiellement destructeur. Il peut se produire si le mélange air-carburant s’enflamme de manière incontrôlée et trop tôt, ce qui peut endommager gravement les pistons et les cylindres du moteur.
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Le matin, l’herbe et les plantes sont parfois humides, c’est ce qu’on appelle la rosée.
Dans cet article, nous nous intéresserons à ce qu’est la rosée, d’où vient-elle, comment elle se forme et comment elle disparaît.
En bref : qu’est-ce que la rosée et comment se forme-t-elle ?
La rosée est de l’eau qui se condense sous forme de gouttelettes sur les surfaces froides, comme l’herbe et les feuilles.
Elle se forme lorsque la température d’une surface, comme une feuille, atteint le point de rosée, c’est-à-dire la température à laquelle la vapeur d’eau contenue dans l’air se condense.
La formation de la rosée nécessite trois conditions principales : une nuit claire, l’absence de vent et un air humide au sol.
La rosée disparaît au lever du soleil, lorsque la température du sol augmente et que les gouttelettes s’évaporent.
La rosée est bénéfique pour la flore et la faune, servant d’apport en eau pour les plantes et d’hydratation pour les insectes.
Comment se forme la rosée ?
Pour comprendre d’où vient la rosée, il faut s’intéresser à l’air. L’air contient de l’eau dans la phase gazeuse appelée vapeur d’eau.
La rosée se forme lorsque les objets se refroidissent. Un exemple dans la vie de tous les jours de formation de rosée est lorsque des gouttes de liquide se forment sur le verre d’une boisson glacée. La rosée se forme lorsque l’objet, le verre dans notre exemple, refroidit jusqu’à la température du point de rosée.
Qu’est-ce que le point de rosée ?
La définition du point de rosée est la température sous laquelle la rosée se dépose naturellement, soit la température en dessous de laquelle la vapeur d’eau contenue dans l’air se condense sur les surfaces.
Le dépôt de rosée a lieu lorsque la température des feuilles est inférieure à la température du point de rosée de l’air.
Les molécules d’eau présentes dans l’air bombardent continuellement les surfaces, comme des brins d’herbe. Certaines de ces molécules collent, formant une très fine pellicule d’eau. Cette pellicule peut ne pas durer longtemps, car l’eau s’évapore. Le taux d’évaporation dépend de la température de l’eau, qui est la même que celle des brins d’herbe.
Ainsi, la condensation dépend de l’état de l’atmosphère, comme sa température et son humidité, tandis que l’évaporation dépend de la température de l’objet. Autrement dit, si l’objet est suffisamment froid et qu’il y a suffisamment d’humidité dans l’air, la condensation est beaucoup plus importante que l’évaporation et le film se transforme en gouttes de rosée.
Chaque nuit, le bulletin météo indique la température et le point de rosée. Si les deux températures sont proches, il est probable que de la rosée tombera pendant la nuit.
La rosée a également tendance à se former lors des nuits calmes qui viennent avec un ciel clair. Le vent et le ciel nuageux empêchent le sol de se refroidir.
Conditions pour que la rosée apparaisse et disparaisse
Trois conditions doivent être remplies pour que la rosée se forme : une nuit claire (l’absence de nuages permet un meilleur refroidissement et donc une condensation de la vapeur d’eau contenue dans l’air, le fameux point de rosée) ; une absence de vent ; un air humide au sol.
La rosée disparaît lorsque la température du sol et de la végétation augmentent, ce qui provoque une évaporation de la rosée.
Des gouttelettes de rosée déposées sur une feuille.
A quoi sert la rosée ?
La rosée a plusieurs utilités pour la faune et pour la flore. Tout d’abord, une myriade d’insectes, comme les abeilles, s’abreuvent de la rosée. Ensuite, la rosée a un effet « nettoyant » sur les feuillages car elle aide à supprimer la poussière, ce qui aide les plantes à respirer. Enfin, la rosée offre un apport en eau aux végétaux (composant essentiel de la cellule végétale) qui l’absorbent grâce à leurs feuilles ou par leurs racines aériennes.
Conclusion
En conclusion, la rosée est un phénomène météorologique fascinant qui se forme par la condensation de la vapeur d’eau sur les surfaces froides. Elle ne se dépose que lorsque les conditions sont idéales : une nuit claire et calme avec un air humide, permettant à la température de descendre sous le point de rosée. Loin d’être un simple détail matinal, la rosée joue un rôle écologique important en fournissant de l’eau à la végétation et aux insectes, et en contribuant à la propreté des feuilles. Elle disparaît naturellement avec l’augmentation des températures au lever du soleil, lorsque l’évaporation reprend le dessus sur la condensation.
FAQ : tout savoir sur la rosée
Qu’est-ce que la rosée ?
La rosée est la formation de gouttelettes d’eau par condensation de la vapeur d’eau de l’air sur une surface froide. Elle est souvent observée le matin sur l’herbe et les feuilles des plantes.
Comment la rosée se forme-t-elle ?
La rosée se forme lorsque la température d’un objet (comme une feuille) descend en dessous du point de rosée de l’air. À ce moment-là, la vapeur d’eau présente dans l’air se condense en gouttelettes à la surface de l’objet.
Qu’est-ce que le point de rosée ?
Le point de rosée est la température à laquelle l’air, en se refroidissant, devient saturé en vapeur d’eau. En dessous de cette température, la vapeur d’eau se transforme en eau liquide et se dépose sous forme de rosée.
Quelles sont les conditions nécessaires à la formation de la rosée ?
Trois conditions principales sont nécessaires : une nuit claire pour permettre un bon refroidissement du sol, un air calme (sans vent) pour que l’air humide reste au contact des surfaces, et une humidité suffisante dans l’air au niveau du sol.
Pourquoi la rosée ne se forme-t-elle pas les nuits nuageuses ?
Les nuages agissent comme une couverture qui empêche la chaleur du sol de s’échapper dans l’atmosphère. Cela maintient la température au niveau du sol plus élevée, l’empêchant de descendre en dessous du point de rosée, et donc de permettre la formation de la rosée.
La rosée est-elle de la pluie ?
Non, la rosée n’est pas de la pluie. La pluie se forme par la condensation de la vapeur d’eau dans les nuages. La rosée se forme par condensation directement sur les surfaces au niveau du sol.
Comment la rosée disparaît-elle ?
La rosée disparaît par évaporation, généralement au matin, lorsque le soleil se lève et que la température de l’air et des surfaces augmente. La chaleur fait que les gouttelettes d’eau redeviennent de la vapeur d’eau.
La rosée est-elle bénéfique pour les plantes ?
Oui, la rosée est bénéfique pour les plantes. Elle leur fournit un apport en eau supplémentaire, surtout en période de faible pluie, et aide à nettoyer les feuilles de la poussière, ce qui leur permet de mieux respirer.
Est-ce que la rosée peut geler ?
Oui, si la température de la surface où se forme la rosée descend en dessous de 0 °C, les gouttelettes gèlent et se transforment en givre. C’est un phénomène similaire à la rosée, mais qui se produit à des températures négatives.
La rosée se forme-t-elle sur les voitures ?
Oui, la rosée peut se former sur les vitres et la carrosserie des voitures si leur température descend en dessous du point de rosée de l’air, ce qui arrive souvent la nuit.
Y a-t-il un lien entre le point de rosée et l’humidité ?
Oui, il y a un lien direct. Plus l’air est humide, plus il contient de vapeur d’eau. Un air plus humide aura un point de rosée plus élevé, ce qui signifie qu’il faudra moins de refroidissement pour que la condensation se produise.
La rosée peut-elle être consommée ?
Les animaux comme les insectes s’abreuvent de la rosée. Cependant, il n’est pas recommandé aux humains de la boire directement, car elle peut contenir des impuretés et des polluants présents dans l’air ou sur les surfaces.
Est-ce que la rosée se forme aussi à l’intérieur ?
Oui, la rosée peut se former à l’intérieur sur des surfaces très froides, comme une fenêtre en hiver. L’air chaud et humide de l’intérieur se condense sur la vitre froide qui agit comme un « piège à rosée ».
La rosée est-elle un signe de beau temps ?
Dans la plupart des cas, la présence de rosée au matin est le signe d’une nuit claire et calme, ce qui est souvent annonciateur d’une belle journée ensoleillée.
La rosée peut-elle être utilisée comme source d’eau ?
Dans certaines régions arides, des dispositifs appelés « collecteurs de rosée » sont utilisés pour capter l’humidité de l’air et la condenser, afin d’obtenir de petites quantités d’eau potable. C’est une technologie ancienne et peu courante.
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