Dans un premier temps il faudrait déjà savoir qu'est-ce qu'un nuage ? Un nuage est un ensemble de gouttelettes d'eaux en suspension dans l'air. Cela vient de la vapeur d'eau qui est contenu dans l'air et qui va se condenser. La quantité de vapeur d'eau que peut contenir un nuage est due à la chaleur de l'air. Mais la formation d'un nuage est due à un refroidissement de l'eau.

Voici une représentation de la molécule d'eau (H2O) : 


Les nuages sont aussi composés de particules solides tels que :
- suies, sables, cendres volcanique ... d'origine minérale
- cristaux de sel d'origine marine
- d'origine humaine due à la pollution
Les gouttelettes d’eaux et les cristaux de glaces se forment autour de ces particules solides qu’on appelle NOYAUX DE CONDENSATION.
 

Dans un premier temps nous avons tenté de créer notre propre nuage pour essayer de mieux comprendre comment ils se forment. Nous avons utilisé une expérience que nous avons trouvé sur Internet qui nous a permis de créer un nuage.

Nuage créé lors de l'expérience

 

Pour créer ce nuage le processus est assez simple.

Nous avons utilisé une casserole remplit d'eau bouillante. Nous avons ensuite craqué 3 allumettes que nous avons éteintes puis mises dans la casserole. Puis nous avons recouvert d'une assiette remplit de glaçons. Au bout d'une minute, lorsque l'on enlève l'assiette le nuage sort (photo ci-dessus).

Durant la réaction, l'eau bouillante et l'assiette très froide à cause des glaçons crée un fort contraste de température. La chaleur dégagée dans la casserole qui rencontre la surface froide crée un choc thermique ce qui va engendrer la création d'un nuage instable. Nous pensons que les allumettes sont là pour apporter une sorte de gradient de température dans la casserole de 100°C à 5°C environ ce qui va permettre la visibilité et la formation du nuage.

Nous n'étions pas sûr que l'allumette avait un véritable impacte dans cette réaction donc nous avons réalisé plusieurs fois cette expérience avec 0; 1; 2; 3 allumettes. Plus nous rajoutions d'allumettes, plus le nuage était visible.

Donc on peut en déduire que l'allumette a un rôle dans la formation du nuage mais nous ne sommes pas sûr a 100% de son effet exact. Nous pensons que l'allumette reproduit l'impureté de l'air.
 

Dans un second temps, nous allons maintenant partir d'un aspect plus scientifique, pour expliquer la formation des nuages.

Les nuages se forment et se déplacent dans la partie basse de l'atmosphère que l'on appelle la TROPOSPHÈRE.
Voici un petit schéma montrant la décomposition des couches de l'atmosphère et la température qu'il fait dans ces différentes couches :



Par exemple, aux latitudes tempérées de l'Europe, la troposphère se situe entre 0 et 13km d'altitude.
Près du sol les nuages ne contiennent que des gouttelettes d'eaux alors qu'en haute altitude ils sont constitués de cristaux de glace.
Les nuages sont formés suite à un REFROIDISSEMENT de l'air. Sous l'effet de la baisse de température les vapeurs d'eau se transforme en eau liquide, on nomme cela la CONDENSATION.

Dans l'atmosphère, ils existent 4 grands processus qui débouchent à la formation des nuages, nous allons vous les présenter :

 

==> Tout d'abord la convection :

Tout d’abord, durant la journée, le sol est réchauffé par le soleil. Une bulle d'aire chaude s'élève.
Ensuite, en s'élevant, la vapeur d'eau contenue dans l'aire se refroidit puis se condense, un nuage se forme.
Et pour finir pousser par le vent le nuage s'éloigne et une nouvelle bulle d'aire chaude se forme.
 

==> Soulèvement sur le relief :

Les nuages peuvent aussi se former avec la topographie de la Terre. Par exemple avec des montagnes.
Tout d'abord, il faut savoir que lorsqu'il y a un relief, une masse d'aire est obligée de s'élever.
Ensuite à mesure que l'aire s'élève, elle se refroidit. Et donc si la température baisse suffisamment, il se forme un nuage sur le versant exposé au vent.

 

==> Par soulèvement frontal :
Au contact de deux masses d'air différentes, l'air chaud plus léger est soulevée par l'air froid.


==> Par refroidissement par la base :

Quand une masse d’air chaude et humide se déplace au-dessus d’un sol froid, la vapeur d’eau se refroidit et se condense.Cela conduit à la formation de nuages bas.