La déviation apparente de la trajectoire d'un objet en mouvement observée depuis un référentiel en rotation, le plus souvent la Terre en rotation ; se traduit mathématiquement par le terme de Coriolis (2Ω × v) dans les équations du mouvement exprimées dans un référentiel tournant.

Principe

Le mouvement dans un référentiel non inertiel (en rotation) introduit des accélérations apparentes proportionnelles à la vitesse angulaire du référentiel et à la vitesse de l'objet ; la conservation du moment angulaire et la géométrie du mouvement relatif organisent l'effet.

Démonstration

Un volume d'air se déplaçant vers le nord est, dans le référentiel terrestre, observé comme déviant vers la droite dans l'hémisphère Nord et vers la gauche dans l'hémisphère Sud ; cela engendre les schémas de circulation cyclonique systématiques observés à l'échelle synoptique.

Mauvaise application

Attribuer une déviation mesurable due au Coriolis à des écoulements d'échelle très réduite ou de très courte durée, comme l'écoulement dans une baignoire, sans quantifier l'échelle (nombre de Rossby) et la précision d'observation.

Conséquence

Correctement pris en compte, l'effet Coriolis explique et contraint les circulations atmosphériques et océaniques à grande échelle, les trajectoires balistiques à longue portée et le sens de rotation privilégié des systèmes météorologiques ; il doit être inclus dans les modèles quand les échelles de temps et d'espace rendent les accélérations coriolisiennes comparables aux autres forces.

Inversion

Dans un référentiel inertiel (non tournant) il n'y a pas de terme de Coriolis et les trajectoires sont régies uniquement par les forces réelles ; inverser le vecteur de rotation inverse le sens de déviation.

Limite

Pertinent lorsque les mouvements ont une étendue et une durée suffisantes pour que le nombre de Rossby soit de l'ordre de 1 ou inférieur ; négligeable pour des échelles très petites, des durées très courtes, des écoulements fortement contraints ou quand des forces visqueuses ou de pression l'emportent sur l'accélération coriolisienne.

Tension sémantique

Souvent qualifié de « force » (force de Coriolis) dans les discussions pratiques, ce qui peut masquer qu'il s'agit d'une accélération apparente liée au choix d'un référentiel en rotation plutôt que d'une force réelle de contact ou de champ comme la gravité.

Synthèse

L'effet Coriolis est la déviation apparente dépendant du référentiel, proportionnelle au taux de rotation et à la vitesse, essentielle pour comprendre et prédire les écoulements géophysiques à grande échelle mais négligeable aux petites échelles ; son utilisation correcte exige de considérer explicitement l'échelle, le référentiel et les accélérations concurrentes.