Actium, 31 avant J.C., durant la guerre civile déclenchée à la mort de César, Octave et Marc-Antoine s’affrontent lors d’une bataille navale. Marc-Antoine possède les navires les plus imposants grâce à la flotte de Cléopâtre et pourtant il sort perdant de cette bataille. Une équipe de recherche pluridisciplinaire de Poitiers essaie aujourd’hui de comprendre ce qui a pu conduire à une telle issue. Cette recherche est financée par l’appel à projet interdisciplinaire 80IPrime 2019 (projet OFHYS) et par la mission pour les initiatives transverses et interdisciplinaires du CNRS. Les physiciens et mathématiciens de l’institut Pprime et du laboratoire de mathématiques et applications de l’université de Poitiers et du CNRS étudient le phénomène d’eaux-mortes qui pourrait expliquer un ralentissement important des navires de Cléopâtre. Début juillet 2020, les résultats ont été publiés dans PNAS apportant une compréhension beaucoup plus précise du phénomène.

Observé et décrit pour la première fois en 1893 par l’explorateur Fridtjof Nansen, ce phénomène peut se produire lorsque deux couches d’eau de densité différente se superposent, par exemple sur le lieu d’une rencontre d’eau douce et d’eau salée ou d’eau froide et d’eau chaude. Vagn Walfrid Ekman reproduit au début du XX^e siècle cette observation en laboratoire pour l’étudier. Il montre que des vagues se forment à l’interface entre la couche d’eau salée et d’eau douce et qu’elles interagissent avec le bateau. Les deux observations produisent des effets différents, désignés chacun par le nom de leur premier observateur. Jusqu’à présent les deux effets n’étaient pas clairement distingués et rassemblés sous le terme d’eaux-mortes.

Un tapis roulant bosselé

«Le premier phénomène, l’effet Nansen, est dû au sillage du bateau, non pas à la surface de l’eau mais à l’interface entre les deux fluides de densités différentes. La vitesse maximale est alors réduite par rapport à ce qui pourrait être observé dans une eau homogène, explique Johan Foudrinoy, doctorant en mécanique des fluides. L’autre phénomène, l’onde d’Ekman, produit des oscillations de vitesse provoquant un mouvement d’avant en arrière pour le bateau. Nous avons montré que ce deuxième phénomène provient du démarrage du bateau, qui induit un vide au niveau de l’interface et déclenche une onde de dépression dispersive ondulante à l’origine des oscillations.»
Germain Rousseaux, chercheur et physicien de l’institut Pprime, aime expliquer le phénomène des eaux-mortes à l’aide d’une image : «C’est comme si vous marchiez sur un tapis roulant bosselé, le tapis impose une vitesse maximale ralentie (effet Nansen) et les bosses créent des variations de vitesse (onde d’Ekman).»

En général, l’étude du phénomène se fait dans des aquariums étroits, cela permet d’augmenter la taille des vagues et donc de faciliter l’observation des ondes. Le problème mis en avant par les chercheurs de Poitiers est que l’onde d’Ekman est tellement amplifiée lors de ces observations qu’il était jusqu’à présent difficile de la distinguer de l’effet Nansen. L’équipe de recherche a utilisé une nouvelle méthode de visualisation des vagues qui permettait de mesurer les mouvements à une échelle très précise, en dessous de la taille du pixel. L’observation pouvait donc se faire dans un bassin plus large avec des vagues plus petites permettant de bien distinguer les deux ondes.

Un travail pluridisciplinaire

Une importante collaboration avec le laboratoire de mathématique et applications a contribué à faire des modélisations précises du phénomène. Ces modélisations moins contraintes ont permis de varier la largeur du bassin et la durée de l’observation. Cela complétait les données obtenues avec le dispositif expérimental et a permis de montrer dans un premier temps l’impact de la largeur du bassin sur le phénomène d’Ekman. Puis, en observant à long terme l’évolution des deux phénomènes, les chercheurs ont montré que les ondes d’Ekman sont temporaires. Au bout d’un certain temps, le bateau s’en échappe pour atteindre la vitesse limite déterminée par le sillage classique de Nansen.

Dans l‘Antiquité, la défaite de Marc-Antoine était expliquée par l’action des rémoras, des poissons dont la bouche sert de ventouse, qui se seraient accrochés à la coque des navires pour les ralentir. Aujourd’hui, l’hypothèse d’un phénomène d’eaux-mortes est mise en avant mais les conditions exactes ne sont pas encore tout à fait comprises. Les découvertes sur la mécanique des eaux-mortes vont tout de même servir pour améliorer la navigation dans certains ports et écluses. Ce sont des situations dans lesquelles les bateaux se retrouvent confinés, ce qui peut favoriser l’apparition de l’onde d’Ekman.

The dual nature of the dead-water phenomenology: Nansen versus Ekman wave-making drags. Johan Fourdrinoy, Julien Dambrine, Madalina Petcu, Morgan Pierre, and Germain Rousseaux. PNAS, le 6 juillet 2020.

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Dans un atelier d’orfèvre, tout est conçu pour ne pas perdre un milligramme de métal précieux. Le sol est couvert de caillebotis pour ne pas marcher sur les particules tombées au sol, qui s’incrusteraient alors dans la semelle des chaussures. Les tables en chêne massif sont disposées au bord des fenêtres pour profiter de la lumière du jour. Sous chaque alvéole de travail, un cuir d’établi en peau de chamois permet de récupérer tout ce qui peut éventuellement tomber. Souvent, le travail de l’or se fait dans les maisons, et la poussière d’or s’incruste partout, dans les rideaux, sur les meubles et la tapisserie. «Tous les dix ans environ, l’ensemble du mobilier est brûlé pour extraire le métal précieux. Cela permet de récupérer jusqu’à 12 kilogrammes d’or», précise Fabienne Texier, conservatrice du musée de Niort et commissaire de l’exposition temporaire Le bijou régional, une spécialité niortaise. Elle se souvient de l’acquisition par le musée ethnographique du Donjon de l’atelier Fromentin en 1992. «Cet atelier, créé au XIX^e siècle par l’orfèvre Charles Quantin, ressemblait toujours aux descriptions faites dans l’Encyclopédie de Diderot et D’Alembert (1751 et 1772). Les outils et techniques sont restées les mêmes pendant plus de deux siècles !»

Découverte inattendue

Un moment fort de cette acquisition fut la découverte de près d’un millier de matrices, des moules à bijou taillés dans du plomb. Souvent, lorsqu’elles ne sont plus utilisées, elles sont données à des ferrailleurs. La conservatrice du musée avait tout de même la conviction qu’elle pourrait en retrouver dans les espaces de vie et de travail de l’orfèvre. Elle est retournée plusieurs fois fouiller l’atelier, la cave et les différentes pièces de la maison. Elle a fini par chercher dans la buanderie qui servait de stock à de nombreux objets éclectiques. En déplaçant toute la réserve de pommes de terre annuelle du nouveau propriétaire, elle y a trouvé la caisse remplie de matrices. Le transport de ces objets a ensuite nécessité toute une organisation logistique, en effet une matrice pouvant faire huit kilogrammes, le poids de l’ensemble est de plusieurs tonnes.

Dès le XVI^e siècle, l’orfèvrerie s’implante à Niort. Mais la période d’activité la plus importante est le XVIII^e siècle avec plus de cinquante orfèvres. Au musée Bernard d’Agesci, l’exposition présente une partie de ses collections pour rappeler cette spécialité oublié de la ville. «Il s’agit de présenter un savoir-faire et aborder les sciences et techniques, il y a aussi une grande dimension d’ethnographie, et évidemment c’est une exposition d’objets d’art.»

L’arrivée de la porcelaine en Europe modifie la production des orfèvres, la vaisselle en argent n’est plus essentielle, la production se diversifie donc avec des ornements de meubles et de vêtements. Le bijou se démocratise. Cet objet précieux et populaire à la fois est chargé d’une symbolique forte. Chaque étape de la vie est représentée par une nouvelle pièce. Les formes particulières selon les régions permettent aussi d’affirmer une appartenance locale. «On ne dit pas son statut, on le montre.» L’importance du bijou étant la symbolique, les bagues sont rarement serties de pierres précieuses et parfois les paysans les plus pauvres pouvaient fabriquer leur bijou avec de la paille dont la couleur dorée symbolise l’or.

Avec la Première Guerre mondiale, la culture change, le bijou perd de son intérêt. Fromentin qui rachète la maison Quantin-Aubineau en 1925, adapte sa pratique à la culture du XX^e siècle. Il diversifie ses produits, apparaissent alors des dés à coudre, coupe-papiers et toutes sortes d’objets du quotidien. Il continue de proposer des bijoux régionaux dans toute la France. Cela satisfait une nouvelle clientèle qui, avec le début des congés payés, recherche des souvenirs et cadeaux de vacances.

L’exposition montre plusieurs tableaux pour illustrer la manière dont étaient portés les vêtements et bijoux. «La plupart sont peint par des artistes très peu connus, en général nous ne gardons pas ces tableaux pour la qualité de la peinture mais plus comme des documents d’archives. Ils nous permettent de voir des portraits de personnes qui ne sont pas issues d’une haute classe de la société.» Le manque d’intérêt pour ces tableaux rend leur conservation parfois difficile, la création de l’exposition a permis de financer la restauration de dix d’entre eux.

L’exposition “Le bijou régional, une spécialité niortaise” est à visiter jusqu’au 10 janvier 2021 au musée Bernard d’Agesci à Niort. Ouverture au public tous les jours sauf le lundi.

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La Nouvelle-Aquitaine s’est engagée depuis 2010 dans une démarche de transition ambitieuse. Depuis l’été dernier, la feuille de route Néo Terra donne les objectifs à atteindre à l’horizon 2030. C’est dans cette dynamique que la Région a initié Biosena pour accompagner les efforts. Le réseau cherche à coordonner les forces dispersées sur le territoire pour donner une visibilité plus importante aux recherches impliquant la préservation de la biodiversité, la régulation des services écosystémiques et le développement de solutions fondées sur la nature, prioritaires dans la région.

Pour accomplir cette vocation, le réseau développe trois missions principales : l’incubation de projets de recherche structurants à l’échelle de la Nouvelle-Aquitaine, le transfert de savoirs sous forme de recherche-action et enfin la diffusion de connaissances sous toutes leurs formes, que ce soit en formation académique ou via les centres de culture scientifique, technique et industrielle.

* Dates initiales 30 et 31 mars, reporté en raison de l’épidémie.

Journées scientifiques pluridisciplinaires fondatrices du réseau Biosena, 2 et 3 novembre* 2020 au Forum des Pertuis, La Rochelle. Inscriptions : https://apps.univ-lr.fr/cgi-bin/WebObjects/Colloque.woa/wa/colloque?code=2521

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