Qu'est ce qu'un modèle mathématique ?
Un modèle mathématique peut être :
Dans notre cas, il s'agit d'un résultat mathématique que l'on traduit dans le monde réel. En effet, pour prédire la montée du niveau de l'eau sur Terre, il faut prendre en compte tous les mécanismes physiques pour les appliquer à la réalité.
- La traduction d'une observation pour en tirer une formule, une théorie ou un théorème mathématique.
- La traduction de résultats mathématiques obtenus avec des formules, théories ou théorème, dans le monde réel.
Dans notre cas, il s'agit d'un résultat mathématique que l'on traduit dans le monde réel. En effet, pour prédire la montée du niveau de l'eau sur Terre, il faut prendre en compte tous les mécanismes physiques pour les appliquer à la réalité.
Quels mécanismes physiques affectent la montée de l'eau ?
Sur Terre, seuls deux facteurs sont schématiquement à l'origine de la montée du niveau de l'eau. Ils sont tous deux liés au réchauffement climatique.
- Premier facteur : la dilatation thermique. Puisque la température de l'eau augmente, son volume augmente.
- Deuxième facteur : la fonte des glaces, due à l'augmentation de la température atmosphérique. Pour nous, seule la fonte des glaces continentales ou terrestres affecte la montée des eaux ; on ne prend donc pas en compte la fonte des glaces océaniques. Nous avons effectué plusieurs expériences pour vérifier ces hypothèses, que nous décrirons par la suite.
Pourquoi les modèles sont-ils si complexes ?
Un très grand nombre de scientifiques élabore des modèles mathématiques pour prédire la montée des eaux, mais pourtant, aucun modèle ne fait l'unanimité. Ceci s'explique par le fait que les facteurs en jeu sont très complexes, mais pas seulement. En effet, beaucoup d'autres influencent la montée du niveau de l'eau. Tout d'abord, l'élévation varie selon les régions du monde : plus on se rapproche de l'équateur par exemple, plus l'eau est chaude, et par conséquent plus l'élévation est grande ; à l'inverse, plus on se rapproche des pôles, plus la température descend. Ensuite, la répartition peut changer en fonction des courants, des vents ou encore des marées. Pour terminer, la pression atmosphérique ou encore les variations de rotation de la Terre modifient à court terme l'élévation de l'eau.
On retrouve en définitive tous les modèles mathématiques allant dans les mêmes directions, c'est-à-dire une augmentation rapide du niveau de l'eau comme le montre le graphique ci-dessus.
On retrouve en définitive tous les modèles mathématiques allant dans les mêmes directions, c'est-à-dire une augmentation rapide du niveau de l'eau comme le montre le graphique ci-dessus.
Pourquoi faire notre propre modèle ?
Nous avons trouvé des dizaines de modèles mathématiques, tous aussi complexes les uns que les autres. La mise en relation entre les différents modèles s'est avérée trop complexe pour que nous puissions établir une conclusion sur ces modèles. Nous avons donc décidé de réaliser notre propre modèle mathématique en nous appuyant sur les deux facteurs principaux : la dilatation thermique et la fonte des glaces continentales. Pour avoir des résultats sur la dilatation thermique de l'eau, nous avons établi le protocole d'une expérience, que nous décrirons. Nous ferons de même pour confirmer notre hypothèse selon laquelle la fonte des glaces océaniques n'affecte pas l'élévation du niveau de l'eau, contrairement à la fonte des glaces continentales.