(Les informations de cet article datent d’octobre 2020)

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Cette photo fut à l’époque beaucoup médiatisée. En avril 2017, pour la 1re fois, un train de marchandises relie Londres à Yiwu, en Chine. Un voyage de 12 000 km en 3 semaines et le message de Pékin : le projet des nouvelles routes de la soie, outre les infrastructures de transport, les crédits, le business, c’est aussi un nouveau type de relations internationales qui passe par le développement des échanges entre les hommes et doit profiter au monde entier.

Faisons un état des lieux du projet chinois des routes de la soie, qui va bien au-delà de l’objectif premier de connecter l’Asie à l’Europe. Aujourd’hui, Pékin fait des deals avec le monde entier. Du rachat du port d’Athènes au métro éthiopien d’Addis-Abeba, la Chine place des pions sur tous les continents avec un objectif : réinventer une nouvelle forme de mondialisation où Pékin est au centre et impose son modèle. Mais ce projet a aussi ses limites. Sans plus attendre, commençons à nous déplacer sur le grand Monopoly de Xi Jinping.

Les nouvelles routes de la soie revendiquent l’héritage historique des anciennes voies commerciales qui, dès le 2e millénaire avant notre ère, partaient de l’empire du Milieu vers l’Orient et l’Europe pour acheminer les trésors chinois, dont la soie. Traduit en anglais par « Belt and Road Initiative », ce projet est donc un ambitieux programme de modernisation des infrastructures existantes, routières et ferroviaires, à travers l’Asie Centrale, la Russie et le Moyen-Orient.

Ces dernières années, des liaisons ferroviaires hebdomadaires relient la Chine à l’Europe jusqu’à la Grande-Bretagne, de Wuhan à Londres en passant par Duisbourg. Le trajet dure 15 jours, soit moitié moins que par la mer.

Ces routes est-ouest permettent à la Chine de commercialiser ses productions et d’implanter le long de leurs tracés d’importantes infrastructures industrielles et de centrales énergétiques.

Par exemple, la ville de Khorgos, à la frontière sino-kazakhe, inclut un port sec intégré et une zone économique spéciale.

L’implantation de ces infrastructures est souvent une des conditions de la rénovation des voies de transport. Elle ouvre à la Chine de nouveaux débouchés pour ses énormes capacités de production que ne lui offre plus son marché intérieur, notamment pour l’acier, le ciment ou l’aluminium.

Cette stratégie, le gouvernement de Xi Jinping ne l’applique pas qu’à l’axe est-ouest. Il l’applique également en Asie, ce qu’on va voir maintenant.

Au Pakistan, la modernisation de la Karakoram Highway, qui culmine à 4 800 m, s’accompagne d’implantations de centrales électriques et d’un projet de voie ferrée. Dans ce couloir sino-pakistanais qui relie la ville de Kashgar, dans la province du Xinjiang, au port de Gwadar, au Pakistan, l’enjeu est de renforcer la coopération sino-pakistanaise dans les domaines clés du transport et de l’énergie, et d’offrir à la Chine un accès sur la mer d’Arabie.

L’amélioration de la connectivité entre les routes maritimes, sur lesquelles nous reviendrons, et la Chine, justifie également les travaux entrepris au sein des deux autres couloirs terrestres de la région : celui qui doit relier le Yunnan à Singapour à travers le Laos, la Thaïlande et la Malaisie, et celui qui doit relier la ville de Kunming au port birman de Kyaukpyu sur le golfe du Bengale.

Une voie ferrée devrait s’ajouter aux oléoducs et aux gazoducs en service entre les deux villes depuis 2013. Ces équipements permettent d’acheminer près de 22 millions de barils de pétrole et 12 milliards de mètres cubes de gaz par an vers la Chine.

Europe, Asie, le grand projet chinois des routes de la soie se développe de la même manière en Afrique, on va le voir maintenant.

Riche en matières premières, le continent africain intéresse grandement Pékin qui investit massivement dans certains pays, et construit des voies ferrées, notamment entre Djibouti et Addis-Abeba et entre Mombassa et Nairobi.

Nous venons de voir le volet investissement terrestre des routes de la soie. Nous allons voir à présent comment cette stratégie de contrôle par l’investissement s’applique aussi le long des routes maritimes.

C’est notamment le cas le long de la principale route entre la Chine et l’Europe, qui traverse l’océan Indien, la mer Rouge et la mer Méditerranée. Pékin a pris des intérêts importants dans les infrastructures portuaires par le biais des sociétés China Merchants Group et Cosco.

En Europe, on se souvient de l’émotion provoquée par l’acquisition via Cosco de 51% des parts du port grec du Pirée, en 2016. Une opération financière colossale : 368 millions d’euros qui permettaient à l’époque à Athènes d’éponger sa dette publique. Le Pirée qui n’est pas le seul port européen, désormais, administré par la Chine. Bilbao, Valence, Savone, Zeebruges, sont aussi sous le contrôle de Cosco.

Le long des autres axes maritimes, Pékin n’est pas en reste. Notamment le long des côtes de l’océan Pacifique. Pékin a investi dans plusieurs pays considérés comme le jardin des États-Unis, et prend peu à peu le contrôle de ports importants, comme celui de Chancay au Pérou.

Et puis, fonte des glaces aidant, Xi Jinping table également sur l’ouverture de la voie arctique. Permettant de gagner jusqu’à 40% de temps de trajet, cette route n’est encore accessible que quelques mois de l’année. Pékin investit déjà au Groenland, dont la position deviendrait stratégique sur ce nouvel axe.

Il apparaît d’après les données que l’on est bien loin, désormais, des anciennes routes de la soie. L’Afrique et l’Amérique latine, d’abord marginales dans le projet, tiennent aujourd’hui une place importante dans le Monopoly chinois qui se joue désormais à l’échelle de l’ensemble du monde.

À ces projets matériels des routes de la soie, les chemins de fer, les ports, les canaux et autres infrastructures, s’ajoute la coopération immatérielle avec notamment ce qu’on appelle le « soft power », dont on parlera. On va d’abord s’intéresser au volet financier des routes de la soie qui placent, de fait, sous dépendance chinoise ces pays qui bénéficient des crédits de Pékin.

Aujourd’hui, ils sont 138 pays à avoir rejoint les nouvelles routes de la soie via divers accords bilatéraux. Les fonds nécessaires à la mise en oeuvre du grand projet chinois donnent le vertige. Officiellement, la Chine compte y investir plus de 1 000 milliards de dollars sur 10 ans.

Mais ces financements se font par le biais de prêts et non pas de dons. Or les prêts octroyés par la Chine, à travers les banques chinoises, mettent les pays contractants dans une relation de dépendance à l’égard de la Chine, ce qui pousse à relativiser la philosophie gagnant-gagnant mise en avant par Xi Jinping.

Ainsi, la Thaïlande, en 2016, a renoncé à l’offre chinoise de financement de la voie ferrée reliant sa frontière nord-est à Bangkok, le deal étant jugé trop défavorable aux Thaïlandais. De même, la Tanzanie bloque depuis 2 ans les travaux du port de Bagamoyo. Elle a dressé un ultimatum à Pékin lui intimant d’accepter ses conditions ou de quitter le pays.

D’autres critiques sont formulées : le fait que le recours fréquent à de la main-d’oeuvre chinoise importée limite les créations d’emplois locales. Un argument valable au Pakistan où, dans le port de Gwadar, la moitié de la main-d’oeuvre était chinoise. Mais pas en Ethiopie où la Chine a employé 5 000 ouvriers éthiopiens pour la construction de la voie ferrée reliant Addis-Abeba à Djibouti.

On reproche également à la Chine d’avoir imposé certains projets surdimensionnés ou sans pertinence pour les pays concernés. C’est le cas de la voie express Kampala-Antebbe en Ouganda, dont les 500 millions de dollars auraient sans doute pu être utilisés de manière plus utile à l’économie locale. Ou encore la voie ferrée traversant le Laos, dont la construction aurait coûté 6 milliards de dollars, soit plus du tiers du PIB du pays, alors que, très probablement, y transiteront essentiellement des matières premières à destination de la Chine.

Et sur le volet environnemental, les tracés des nouvelles routes de la soie affecteraient 265 espèces menacées comme les antilopes, les tigres et les pandas géants.

Les centrales hydroélectriques, comme sur le Mékong, entraîneraient des dommages inestimables pour les ressources halieutiques. Sans parler des projets de déforestation, comme à Bornéo, qui entraîneraient des risques de glissements de terrains et inondations notamment.

Selon l’Institute of International Finance, 85% des projets des routes de la soie sont à l’origine de fortes émissions de gaz à effet de serre.

Alors, pour redorer son blason, la Chine a recours à des actions qui relèvent du « soft power » : en Europe, la Chine implante dans de nombreux pays des centres Confucius qui diffusent la langue et la culture chinoise. La Chine a aussi investi dans des équipes de football.

La Chine est de plus en plus présente dans les organisations internationales comme l’Organisation Mondiale de la Santé dont elle pourrait devenir le premier État contributeur si les États-Unis confirmaient le retrait voulu par Donald Trump. (Les informations de cet article datent d’octobre 2020)

Voilà pour cet état des lieux des routes de la soie, projet phare de la Chine du XXIe siècle qui place ses pions sur tous les continents et dans tous les domaines. Sauf qu’aujourd’hui, Xi Jinping rencontre des difficultés. Pékin, pour la 1re fois depuis des décennies, a renoncé à se fixer un objectif de croissance en 2020, reconnaissant que le redémarrage de son économie après la crise du coronavirus sera un processus lent et difficile.

Pour cet article, on s’est appuyé sur cet ouvrage dirigé par F. Lasserre: Les Nouvelles Routes de la Soie. (Disponible dans la bibliothèque de ce site).

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Cette photo prise en Afrique montre un équipement très courant là-bas : des panneaux solaires associés à une batterie. Ces kits permettent à des habitants de villages non reliés au réseau électrique de s’éclairer, charger leurs téléphones, aller sur Internet…

Pour les plus optimistes, l’abyssal chantier de l’électrification du continent africain pourrait être résolu par la théorie dite du « saute-mouton » : l’Afrique passerait à l’étape des énergies renouvelables, sans passer par celle des lignes électriques. D’ici là, les inégalités d’accès à l’électricité restent flagrantes. Regardez comment!

La nuit en Afrique, les lumières de la ville ne scintillent pas pour tous. Regardons ces images de la NASA qui montrent les lumières artificielles la nuit. L’Afrique est le continent le moins électrifié de la planète.

Les populations d’Afrique du Nord sont presque toutes reliées à un réseau national, mais en Afrique subsaharienne, sauf en Afrique du Sud, la moitié de la population n’a accès à aucun service électrique.

Un sous-équipement d’autant plus frappant que d’autres réseaux se sont développés très rapidement, comme la téléphonie mobile: 80% de la population est équipée.

Le nombre de foyers possédant l’électricité a largement augmenté entre 1990 et aujourd’hui, mais il reste encore nettement inférieur à la moyenne mondiale. Seuls 45% des foyers éthiopiens possèdent l’électricité. 35% en Somalie, ou 11% au Burundi où seulement 2 villes, Bujumbura et Gitega, sont pourvues d’un réseau municipal.

La consommation électrique est en moyenne de 500 kWh par personne en Afrique subsaharienne, alors qu’elle atteint 4 000 kWh en Chine, 6 000 en Europe, 13 000 aux Etats-Unis, et 15 000 au Canada ou au Qatar.

Or, l’accès à l’énergie électrique est fortement corrélé au développement économique. On voit ici que les pays les moins électrifiés sont aussi ceux où les populations en situation d’extrême pauvreté sont les plus nombreuses. Cette corrélation s’explique par l’alimentation nécessaire au fonctionnement des machines de production, mais aussi par la capacité à s’éclairer après le coucher du soleil, et donc à augmenter le temps consacré aux activités productives. L’accès à l’électricité permet également le fonctionnement des centres de soins, le respect de la chaîne du froid. Il facilite enfin l’accès à l’information et l’éducation, et simplifie la vie ménagère.

Quant aux capacités de production électrique, les pays d’Afrique du Nord et d’Afrique australe ont des capacités de production proches des moyennes mondiales, basées surtout sur les énergies fossiles, et pour une petite part sur le nucléaire en Afrique du Sud. Les autres pays de l’Afrique subsaharienne ont des capacités plus limitées et dépendent davantage de l’hydroélectricité.

Si l’on exclut le cas sud-africain, 80 gigawatts peuvent être produits par les centrales subsahariennes, pour un milliard d’habitants, alors que la France, par exemple, a une capacité maximale de 130 GW pour 67 millions d’habitants.

Comme l’illustre cette photo, la situation énergétique de l’Afrique subsaharienne reflète la difficulté des Etats post-coloniaux à porter de grands projets d’aménagement du territoire.

Les réseaux électriques, principaux et secondaires, se sont focalisés sur les capitales, centres névralgiques des nouveaux pouvoirs, au détriment des zones rurales. L’immensité des territoires de la zone sahélienne et d’Afrique centrale rend, qui plus est, très coûteux le maillage du territoire. Alors que 63% des Africains vivent en dehors des villes, moins de 10% du territoire est couvert par les réseaux de distribution.

Dans les grandes agglomérations, l’extension des réseaux est facilitée mais est moins rapide que l’accroissement de la population. Dans les bidonvilles des grandes villes d’Afrique subsaharienne, moins de 10% de la population dispose d’un raccordement au réseau électrique.

Cette pénurie énergétique est accentuée par de nombreuses coupures de courant. Plus de 25 par mois au Nigeria.

Pour pallier le déficit des réseaux nationaux, ce sont souvent des solutions individuelles qui prévalent. Plus de la moitié des ménages nigérians possèdent un groupe électrogène. Ils fourniraient à eux seuls plus de 10 GW contre 6 GW disponibles via le réseau centralisé. C’est un cercle vicieux qui se met en place. Les populations se détournent des réseaux nationaux existants. Les factures impayées et les raccordements sauvages aggravent d’autant le déficit des entreprises électriques qui peinent à investir pour l’entretien et le développement du réseau.

Dans la zone subsaharienne, seuls les Seychelles et l’Ouganda parviennent à l’équilibre financier de leurs compagnies électriques. La moitié des pays de la zone couvrent à peine leurs frais de fonctionnement. Et les autres, leurs compagnies électriques sont en déficit. Paradoxe : les populations qui ne sont pas raccordées aux réseaux nationaux dépensent souvent plus d’argent pour leur énergie que les populations raccordées, du fait de l’achat de kérosène ou de piles.

La situation électrique de l’Afrique illustre bien le dilemme entre des projets pharaoniques portés par les Etats et qui peinent à se concrétiser, et des solutions alternatives individuelles qui se déploient rapidement. Et il existe plusieurs scénarios. Nucléaire, hydroélectricité, énergie solaire, les ressources ne manquent pas.

Commençons par parler de l’énergie nucléaire. L’Afrique du Sud est le seul pays à posséder des réacteurs sur le continent. Mais le Ghana, le Kenya, le Niger, le Nigeria et le Soudan ont tous fait part à l’Agence internationale de l’énergie atomique de leur volonté de développer l’énergie nucléaire, et envisagent de signer des accords avec des entreprises chinoises, russes, canadiennes, françaises, coréennes. Malgré les risques liés au nucléaire, cette énergie est d’autant plus attractive que l’Afrique possède près de 20% des réserves mondiales d’uranium, principalement situées en Afrique du Sud, en Namibie et au Niger.

L’hydroélectricité représente aussi un potentiel énergétique colossal. Le Nil, le Congo, le lac Tchad et ses affluents, et le fleuve Niger sont les 4 grands bassins hydrologiques de l’Afrique. Les cours d’eau pourraient produire 1 800 térawatts-heure chaque année, selon l’Agence internationale de l’énergie, et couvrir à eux seuls la plupart des besoins du continent.

En République démocratique du Congo, dont 99% de l’électricité provient de barrages existants, le projet Inga prévoit d’ajouter aux centrales déjà existantes un nouveau barrage d’une capacité de 42 GW, le Grand Inga, ce qui en ferait le générateur hydroélectrique le plus puissant au monde. Il pourrait fournir de l’électricité jusqu’en Egypte, en Namibie et en Afrique du Sud. Mais le lancement de ce projet pharaonique qui reviendrait à 80 milliards de dollars est constamment retardé. Aux problèmes techniques s’ajoute l’instabilité politique de la RDC qui décourage les investissements étrangers.

En Ethiopie, le remplissage du barrage Renaissance, sur le Nil bleu, a, lui, déjà commencé. Cela engendre de vives tensions avec l’Egypte, en aval, dont l’agriculture dépend des eaux du Nil. L’Egypte exige que le réservoir soit rempli très progressivement, sur 12 ans, alors que l’Ethiopie, elle, souhaite exploiter au plus tôt ses pleines capacités et le remplir en 4 ans pour qu’il fournisse de l’électricité à 50 millions d’Ethiopiens.

Et c’est bien sûr l’énergie solaire qui présente le potentiel le plus considérable et est encore très largement sous-exploité. La région subsaharienne est parmi les plus irradiées au monde. La plupart des pays de la région a une capacité supérieure à 2000kWh/m2/an, soit presque 2 fois plus que l’Allemagne. Or le parc photovoltaïque allemand a une capacité de 49 GW contre seulement 4,5 pour l’Afrique subsaharienne.

De grands projets de centrales photovoltaïques sont à l’étude ou déjà en service, comme celle de Garissa au Kenya. Mais là encore, le déploiement de l’énergie solaire centralisée est limité par la capacité des réseaux à distribuer l’électricité produite. Le solaire et l’éolien représentent seulement 2% du mix électrique de la région.

Pour les énergies renouvelables aussi, des solutions locales ou individuelles suppléent les faiblesses des infrastructures nationales et continentales. Ainsi, le marché des kits solaires se développe rapidement dans les zones rurales. Ces systèmes individuels permettent d’alimenter de petits appareils électriques. Via un téléphone portable, le client achète des « jours lumière », et rembourse progressivement l’achat du matériel selon un principe de leasing. Au Kenya, un million de ces kits ont été vendus au 2d semestre 2019, et en Ethiopie, plus de 700 000.

Vous le voyez sur cette carte proposée par l’Agence internationale de l’énergie, 3 axes se profilent donc pour électrifier l’Afrique subsaharienne:

• en bleu, l’extension des réseaux centralisés vers des zones urbaines et de productions industrielles,
• en orange, des mini-réseaux autonomes alimentés par des petites centrales,
• et en vert, des générateurs individuels pour les populations les plus isolées.

Cette dernière décennie, les bonnes volontés pour électrifier l’Afrique n’ont pas manqué. On rappellera l’objectif de développement durable numéro 7 de l’ONU qui vise l’accès universel à une électricité durable et abordable d’ici à 2030. Il est certain que le marché africain du solaire photovoltaïque a de beaux jours devant lui et que les investissements s’y font à un rythme effréné. Si on ne peut nier que l’électrification du continent progresse, ces progrès sont lents, et l’Afrique subsaharienne semble rester inexorablement dans l’ombre.

« Gestion des déchets et production d’électricité en Afrique », c’est le titre d’une étude de l’IFRI, à retrouver sur le site de l’IFRI.

Merci à vous et bonne recherche!

Merci d’être sur cette page. Nous démarrons cet article à Paris, sur les Champs-Elysées, avec la photo du défilé militaire du 14 juillet, ou comment la célébration de la prise de la Bastille en 1789 est progressivement devenue fête militaire, notamment à partir de 1880, le président de l’époque, Jules Grévy, souhaitant mettre en scène le redressement de la France après sa défaite contre l’Allemagne.

« La France ne peut être la France sans la grandeur », a écrit le général de Gaulle dans ses « Mémoires de guerre ». Cette grandeur française est un thème récurrent dans les discours des candidats à l’élection présidentielle, et la figure du Général est souvent invoquée.

Nous avons donc voulu évaluer la juste place de la France dans le monde du XXIe siècle. Economie, militaire, diplomatie, « hard », « gold » et « soft power » : voici la France, entre puissance et peur du déclin.

Depuis la fin de la 2de Guerre mondiale, la France est parvenue à maintenir son rang sur la scène internationale. Elle est l’un des cinq membres permanents du Conseil de sécurité de l’ONU, comme les USA, la Chine, la Russie et le Royaume-Uni.

Comme ses 4 partenaires, elle dispose de l’arme nucléaire, d’où une place prépondérante dans la géopolitique mondiale, même si, avec 67 millions d’habitants, la France pèse peu face au 1,4 milliard de Chinois ou face aux 332 millions d’Américains.

Si l’on regarde le PIB à présent, la France est également loin derrière les Etats-Unis ou la Chine, mais elle se classe tout de même en 7e place, derrière l’Allemagne, 4e, le Royaume-Uni et l’Inde.

La France, c’est aussi une économie qui continue d’attirer, avec dans le top 5 des pays investisseurs: les Etats-Unis, l’Allemagne, le Royaume-Uni, l’Italie et les Pays-Bas.

Autre caractéristique de l’économie française, sa dette. La dette publique française a atteint 115% du PIB en 2020, là où l’Allemagne est parvenue à rester sous la barre des 70%.

Berlin fait également mieux que Paris en termes de balance commerciale. La France a accusé en 2020 un déficit de 64,7 milliards d’euros, là où l’Allemagne est parvenue à un excédent de 183,2 milliards. Un déficit commercial qui s’accumule depuis 20 ans, et qui s’explique en partie par le recul du secteur industriel, qui est passé de 17,5% du PIB en 1995 à seulement 11% en 2019.

La France reste pourtant une puissance industrielle dans des secteurs clés comme l’automobile, l’agroalimentaire, le BTP, l’aéronautique, avec Airbus, ou encore l’énergie.

Avec ses 56 réacteurs en activité, la France est ainsi une grande puissance nucléaire civile. Cette dynamique industrielle hexagonale s’appuie sur les 54 pôles de compétitivité lancés en 2004, qui permettent de favoriser l’innovation dans des secteurs spécialisés, comme c’est le cas pour la Cosmetic Valley, située entre Chartres et Orléans.

Le marché du luxe français se porte très bien. 4 groupes tricolores figurent dans le top 10 des plus grandes entreprises mondiales du secteur. LVMH arrive en tête, puis Kering, 2e, L’Oréal, 5e, ou encore Hermès, à la 9e place.

Mais à côté du très haut de gamme, l’industrie textile est en déclin en France, notamment dans la région historique des Hauts-de-France. En 2021, le textile regroupe encore 2 150 entreprises, qui emploient plus de 60 000 personnes, mais en 30 ans, ses effectifs ont été divisés par 7.

En réalité, l’économie française est aujourd’hui dominée par le secteur des services, qui représente 80% du PIB. Aux côtés des leaders mondiaux dans le domaine de la banque, des assurances ou de la grande distribution, on trouve le tourisme, qui représente 10% du PIB. Le climat océanique hexagonal, si apprécié des touristes, est également favorable à l’agriculture française, qui représente 3,6% du PIB et 5,6% de l’emploi, et fait ainsi de la France la 1re puissance agricole européenne et le 6e exportateur mondial.

Enfin, territorialement, la France a un atout majeur : elle est bien plus vaste que le seul Hexagone, Corse comprise. En plus de ses 5 départements et régions d’outre-mer, avec la Réunion et Mayotte dans l’océan Indien, mais aussi la Guadeloupe, la Martinique et la Guyane, la France est également souveraine sur des collectivités comme St-Pierre-et-Miquelon, St-Barthélémy et St-Martin, mais aussi dans le Pacifique, avec la Polynésie française, Wallis-et-Futuna et bien sûr la Nouvelle-Calédonie qui, en décembre 2021, a voté contre l’indépendance.

A ces territoires, on peut ajouter les zones dédiées à la science que sont les Terres australes et antarctiques française. La France possède ainsi le 2e plus vaste domaine maritime au monde, après les Etats-Unis.

La France dispose donc d’atouts considérables, diplomatiques, militaires, économiques ou scientifiques, qui lui permettent de jouer un rôle important sur la scène internationale, mais cette place est menacée par la montée en puissance de nouveaux acteurs : Chine, Inde, notamment.

Pour continuer de peser dans ce monde multipolaire, la France compte sur l’Union européenne. Regardons!

La France exerce actuellement la présidence tournante du Conseil de l’Union européenne. L’Union est une nécessité pour la France, qui y fait 54% de ses échanges. La présidence Macron a plaidé en 2021 pour une plus grande intégration économique avec le plan de relance post-Covid-19 de 750 milliards d’euros, un mécanisme de soutien historique, rendu possible par l’intensité du dialogue entre Paris et Berlin. La France plaide aussi en faveur d’une Europe autonome au niveau stratégique, en termes technologiques comme militaires.

Voyons justement comment la France se positionne militairement dans le monde! Aux bases situées dans l’Hexagone et en outre-mer s’ajoutent des bases situées en Afrique et aux Emirats arabes unis, ainsi qu’un déploiement maritime en Atlantique Nord, dans le golfe de Guinée et dans l’océan Indien. S’agissant de la marine de guerre, la France se place au 7e rang en termes de tonnage, et elle est l’une des 5 flottes mondiales à disposer d’une dissuasion nucléaire embarquée permanente. En 2020, l’armée française comptait 205 700 personnels militaires, dont 30 000 étaient déployés en opération, avec 400 militaires dans les pays baltes dans le cadre de l’OTAN, 720 casques bleus, notamment au Liban, en RDC ou en République centrafricaine, 600 militaires pour l’opération Chammal en Syrie et en Irak, et 5 100 soldats dans le cadre de Barkhane, répartis entre la Mauritanie, le Mali, le Burkina Faso le Niger et le Tchad.

Un dispositif militaire qui a été revu à la baisse par le président Macron à partir de juillet 2021, avec la fermeture de 3 bases dans le nord du Mali, à Tessalit, Kidal et Tombouctou.

Puis en février 2022, soit 9 ans après le début de l’opération Serval pour repousser les forces djihadistes, Paris a confirmé le désengagement progressif des forces françaises installées au Mali. Car la présence française en Afrique est remise en cause par de nombreux acteurs, qui entendent bien prendre le relais des anciennes puissances coloniales.

Ainsi les Chinois ont des accords militaires avec 6 pays d’Afrique. On peut ajouter à cela les manoeuvres russes, qui ont déployé des mercenaires du groupe Wagner en République centrafricaine, en Libye, au Soudan, au Mozambique, et qui, début 2022, étaient en déploiement au Mali.

En 2021, c’est aussi et surtout dans la zone indo-pacifique que la France veut convaincre qu’elle demeure une puissance mondiale. Face à l’émergence des géants chinois et indien, elle a commencé à se rapprocher de l’Inde et de l’Australie dans les années 2000 pour tenter de construire un axe stratégique Paris-New Dehli-Canberra.

Mais la crise diplomatique déclenchée en septembre 2021 par la création de l’alliance AUKUS entre Washington, Canberra et Londres contre Pékin, et l’annulation du contrat de livraison à l’Australie de 12 sous-marins français a bouleversé la donne régionale et les ambitions de Paris. Car l’Indo-Pacifique abrite 93% de la zone économique exclusive française, et 1,6 million de ressortissants, répartis dans les divers territoires d’outre-mer. Un rapprochement avec l’Inde est toujours envisagé. Dehli a ainsi acquis 36 avions de combat Rafale du groupe Dassault en 2016, pour un montant de 7,87 milliards d’euros, et Paris compte sur le renforcement de partenariats déjà engagés avec le Japon, la Nouvelle-Zélande, le Vietnam ou l’Indonésie pour tirer son épingle du jeu.

La France est sans doute devenue, comme le disait Giscard d’Estaing, « une grande puissance moyenne de rayonnement mondial ». Atouts militaires et diplomatiques, dynamisme économique plus fragile, influence culturelle et linguistique encore bien réelle : la France dispose toujours des attributs de la puissance, mais doit désormais, dans un monde multipolaire, compter sur l’Union européenne et sur le multilatéralisme pour continuer de peser.

Enfin la France a un handicap qui lui est propre : une défiance envers les institutions et une peur de l’avenir bien plus élevée que dans les autres pays européens de niveau économique comparable.

Pour aller plus loin, cet ouvrage collectif, qui revient également sur ce penchant très français pour l’autodénigrement. (voir la biblithèque de ce site)

Bienvenue dans ce nouvel article. Cette photo, datant de 2009, montre Vladimir Poutine visitant une exploitation agricole dans la région de Krasnodar, l’une des plus chaudes de Russie, disposant des terres parmi les plus fertiles du pays. Si Poutine pose dans ce champ, c’est qu’il a fait du blé une arme géopolitique.

Après le « soft power » et ses guerres d’influence via la culture et l’information, voici donc le « food power », l’arme alimentaire. Le blé, céréale essentielle, a de tout temps été un outil de puissance, des Grecs de l’Antiquité aux Allemands du nazisme, sans oublier le plan Marshall des Américains après 1945. Voyons comment le blé contribue à redonner de la puissance à l’ex-URSS. Sortons nos cartes!!!

La production de blé est inégalement répartie sur le globe, restant concentrée dans très peu de pays. 85% de la production mondiale proviennent de 10 puissances, dont les Etats-Unis, la Russie, l’Union européenne, la Chine, situées en majorité dans l’hémisphère Nord.

En parallèle, de nombreux Etats dépendent de leurs importations pour nourrir leurs populations, comme en Afrique du Nord, l’Egypte et l’Algérie, et globalement tout le sud du bassin méditerranéen.

Ce décalage Nord-Sud met le blé au coeur d’enjeux stratégiques majeurs, et ce depuis des siècles, comme nous allons le voir.

Durant l’Antiquité, le blé est déjà essentiel pour les Grecs. La cité d’Athènes, à la puissance navale et commerciale inégalée, connaît un grave problème : la production de blé est insuffisante pour nourrir une population qui atteint 250 000 habitants au Ve siècle av. J.-C. Pour éviter les révoltes, il faut s’approvisionner ailleurs : Sicile, Syrie, Egypte, et pourtours de la mer Noire deviennent les greniers à blé d’Athènes.

Autre exemple parmi ces régimes dont les ambitions de puissance exigent de sécuriser l’approvisionnement en blé : le Troisième Reich. Les nazis ont l’idée de conquérir des terres pour nourrir le peuple et notamment les soldats. L’opération Barbarossa, en 1941, en est l’illustration. En attaquant l’Union soviétique, Hitler vise autant les matières premières que Moscou. Objectif : les mines de charbon du Donbass, mais surtout l’Ukraine et son blé.

Le blé comme socle des Etats pour asseoir leur puissance, c’est aussi ce que raconte l’Amérique de la guerre froide. En 1945, les Etats-Unis sont devenus un géant agricole, grâce à leur plaine céréalière. Ils commencent à exporter leur surplus de blé. Washington comprend vite que le blé peut servir ses intérêts dans la rivalité Est-Ouest naissante. Dans cette lutte d’influence, l’aide alimentaire va servir à freiner l’expansion soviétique. Durant la guerre froide, l’exportation du blé a permis d’accompagner le déploiement militaire américain d’Asie du Sud au Moyen-Orient, et en Europe via le plan Marshall, où l’aide alimentaire renforcera la cohésion des alliés des Etats-Unis. Une réussite qui va pousser l’Europe à redevenir une puissance agricole.

Et la France ? Après la Seconde Guerre mondiale, l’agriculture est exsangue. Paris doit importer les 2/3 du blé. Le plan Marshall, puis la PAC, politique agricole commune, permettent de rebâtir une agriculture plus moderne et plus productiviste. Dès la fin des Trente Glorieuses, l’autosuffisance est atteinte, grâce à la Beauce, principal grenier à blé. La France devient exportatrice.

Alors, en 2022, où en est le continent européen ? France et Allemagne sont en tête. Avec 13,4 millions de tonnes par an vendues à l’étranger, la France exporte 50% de sa production, en Afrique du Nord et en Chine surtout, étant l’un des rares pays contribuant à la sécurité alimentaire mondiale.

Ce marché du blé est donc dominé par l’Occident depuis 1945. Mais l’Union européenne et les Etats-Unis sont détrônés par la Russie, acteur clé de cette géopolitique du blé.

En moins de 20 ans, la Russie a pris la tête du classement mondial d’exportation de blé. Une 1re place que la Russie doit à ses terres noires du sud-ouest, réinvesties sur le plan agricole après le démantèlement des fermes collectivistes, kolkhozes et sovkhozes. Plus à l’est, avec le changement climatique, le dégel de la Sibérie pourrait élargir la surface agricole russe. Faisant de l’agriculture un atout de puissance, Vladimir Poutine a rêvé de créer une OPEP du blé avec l’Ukraine et le Kazakhstan, pour renforcer leur poids. A eux trois, ils représentent 20% des exportations mondiales de blé. Mais la crise russo-ukrainienne a éloigné cette perspective.

Alors, comment la Russie de Poutine utilise ses exportations de blé pour étendre son influence géopolitique ? Elle exporte son blé notamment en Egypte, en Libye, en Turquie, en Iran, mais aussi en Syrie. En 2016, Poutine a volé au secours de son allié Bachar el-Assad. En plus d’une couverture aérienne, il lui a offert du blé en quantité. Objectif : fournir en pain la population des zones contrôlées par le gouvernement el-Assad.

D’ailleurs, dans la guerre en Syrie, un enjeu majeur est méconnu : le contrôle des terres agricoles. Moins médiatique que l’or noir, le contrôle du blé a été crucial dans l’implantation de l’Etat islamique, dans les régions céréalières du nord-est de la Syrie et du nord de l’Irak. Pour Daech, le blé a été une arme de guerre. En 2015, il lui rapporte 200 millions de dollars, soit 12% du budget de l’organisation terroriste. Derrière le pétrole, qui représente 25% de ses ressources financières.

Restons au Moyen-Orient, jusqu’à l’Afrique du Nord. Avec 30 millions de tonnes par an achetées à l’étranger, c’est la région du monde qui importe le plus de blé. L’Egypte, l’Algérie et le Maroc sont les pays les plus dépendants de ces importations, d’où leur grande vulnérabilité. Ici comme au Moyen-Orient, l’eau est rare, les terres fertiles aussi, et la poussée démographique est forte. De 139 millions d’habitants en 1961 à 500 millions aujourd’hui. Les besoins alimentaires en produits agricoles ont été multipliés par 6 depuis les années 60. Aussi, dans ce Moyen-Orient, le blé agit en détonateur quand il vient à manquer ou que son prix explose. Souvenons-nous des printemps arabes en 2011. En 2010, les prix du blé avaient flambé : près de 300 euros la tonne.

Ceci a joué dans les soulèvements de 2011, en décuplant le rejet de l’autoritarisme et de la corruption des pouvoirs en place. Aujourd’hui, cette région importe majoritairement du blé de Russie.

En Algérie, la France et la Russie se livrent une intense bataille. La France y perd des parts de marché, passant de 5,6 millions en 2019 à 1,85 million de tonnes de blé en 2020, soit une baisse de plus de 60%. Le blé français subit désormais la concurrence des céréales russes, moins chères et de bonne qualité. En diversifiant ses importations, Alger veut s’émanciper de l’ancien colonisateur, qui avait beaucoup augmenté la production de blé à l’époque de l’Algérie française.

Pour terminer, intéressons-nous à la Chine. Avec 130 millions de tonnes par an, c’est le premier producteur mondial de blé. Le projet de puissance de Xi Jinping exige de sécuriser l’approvisionnement alimentaire. Mais cet objectif d’autosuffisance est de plus en plus inatteignable. En cause, l’explosion de consommation de blé des Chinois, dont le régime alimentaire s’est occidentalisé.

Pékin achète des céréales au Canada, à l’Union européenne, à l’Ukraine, ou à la Russie. Cette année, elle a importé 10 millions de tonnes de blé pour nourrir sa population, contribuant à la flambée des cours.

Fin de ce tour du monde du blé, céréale cruciale, devenue arme de « food power ». Le blé intéresse aussi les boursicoteurs, avec un marché volatil. Ainsi, la valeur du blé peut fluctuer du simple au double. Et beaucoup d’agriculteurs surveillent autant leurs champs que la bourse.

L’explosion de la bulle Internet au début du XXIe siècle a poussé le monde de la finance vers des valeurs traditionnelles, comme les céréales. Le blé est entré dans l’économie de marché, pour le meilleur et le pire.

L’article a été préparé à l’aide de « Terres, pouvoirs et conflits » livre de Pierre Blanc. (Disponible sur la bibiothèque de ce site)

Merci d’être sur cette page pour cet article! Nous démarrons devant le fastueux palais royal de Rabat, la capitale du Maroc. Le roi Mohammed VI y a été intronisé en 1999 et comme ses aïeux, Hassan II ou Mohammed V, il peut séjourner dans les autres palais royaux de Marrakech, Fès ou Meknès.

En 2021, le roi concentre toujours l’essentiel du pouvoir, même s’il a concédé des ouvertures sociétales et une réforme de la constitution en 2011.

Le Maroc, un pays stable dans une région instable, mais qui n’a résolu ni ses inégalités, ni la question sahraouie, ni celle de la démocratie, sans oublier l’islamisme radical. Maroc des rois, quel avenir au XXIe siècle ?

Situé à 14km du continent européen, le Maroc se situe au carrefour de l’Union européenne, de l’Afrique et du monde arabe. Selon le droit international, le Maroc a une superficie de 446 000km2, mais le royaume revendique de facto un territoire qui ferait en tout 713 000km2 si l’on compte le Sahara occidental et nous y reviendrons plus tard.

Le Maroc a pour voisins l’Algérie et la Mauritanie. Le pays s’ouvre sur l’océan Atlantique et la Méditerranée où se trouvent les 2 exclaves espagnoles de Ceuta et Melilla.

Il est couvert aux 2/3 par des chaînes de montagnes, le Rif et l’Atlas. Au nord, de grandes plaines de type méditerranéen, au sud commence le désert du Sahara. La population est de 36 millions d’habitants, la capitale est Rabat et l’islam, la religion d’Etat.

De tous les Etats musulmans actuels, le Maroc est l’un de ceux qui a préservé son indépendance le plus longtemps, plus d’un millénaire. Ses origines remontent à l’an 789 : Idriss 1er, prince arabe descendant de Mahomet, fonde à Fès la dynastie idrisside avec le soutien des tribus berbères locales. Dès le XIe siècle, des Berbères, les Almoravides puis les Almohades, arrivent à unifier, au nom du djihad, un vaste territoire à cheval entre l’Afrique et la péninsule Ibérique. Mais en 1212, la bataille de Las Navas de Tolosa marque une étape décisive dans la reconquête chrétienne de la péninsule Ibérique. Puis, les dynasties marocaines n’auront de cesse de repousser l’expansion chrétienne. Résultat, au XVIIe siècle, la dynastie alaouite règne sans partage sur l’empire indépendant chérifien, qui signifie « descendant du Prophète ». A sa tête, le Sultan Moulay Ismaïl instaure un système politique reposant sur les grandes familles arabo-andalouses et sur l’aristocratie religieuse.

Au XXe siècle, fin de l’indépendance. En 1912, le Maroc devient un protectorat français et espagnol sous une forme singulière. Voici pourquoi. Résident général de France auprès du sultan, le maréchal Lyautey veut bâtir un Maroc moderne respectant les institutions du sultanat chérifien. Cette articulation entre empire et Etat-nation va conférer au Maroc une singularité qui sera cultivée par la monarchie et par les élites du pays. Mais en 1930, Paris tente de soustraire les tribus berbères à l’autorité du sultan. C’est alors le début d’une poussée nationaliste qui ne cessera qu’à l’indépendance du Maroc en 1956.

Le sultan devient le roi sous le nom de Mohammed V, considéré aujourd’hui comme le père du Maroc moderne. L’indépendance du Maroc fut singulière dans ses modalités négociées avec la France, ce qui évita sans doute la violence que connut l’Algérie voisine. Et le Maroc indépendant ne partage ni l’option socialiste de ses voisins, ni leur anti-impérialisme, ni leur panarabisme ou leur système de parti unique. Ce Maroc indépendant et singulier va très vite se trouver à l’étroit dans ses frontières…

Le Maroc remet en cause les frontières imposées par le colonisateur français. En 1958, le parti de l’Indépendance publie cette carte du Grand Maroc qui revendique des territoires qui en auraient fait partie, carte reprise ensuite par Mohammed V. 2 guerres vont en naître. En 1963, un conflit sur le tracé des frontières oppose le Maroc à l’Algérie, indépendante depuis peu. Cette « guerre des sables » s’achèvera sur un statu quo. Autre désaccord post-colonial : le Sahara occidental, l’un des sujets les plus sensibles au Maroc. Voyons pourquoi.

La conquête de cette colonie espagnole est, pour le successeur de Mohammed V, Hassan II, un enjeu politique. En 1975, au départ des Espagnols de leur colonie, Hassan II lance la fameuse « Marche verte » : ses hommes pénètrent au Sahara espagnol et le territoire est partagé entre le Maroc et la Mauritanie. La guerre éclate, le Maroc et la Mauritanie font face au mouvement indépendantiste sahraoui du Front Polisario, soutenu par l’Algérie. Depuis le cessez-le-feu de 1991 et en l’absence de référendum d’autodétermination, l’ONU considère le Sahara occidental comme territoire non décolonisé. Le Maroc occupe 80% du territoire, alors que le Front Polisario contrôle le reste, toujours soutenu par l’Algérie.

Mais revenons à Hassan II, ce monarque qui a marqué l’histoire du Maroc contemporain. S’inscrivant dans la tradition de la dynastie alaouite, Hassan II, commandeur des croyants et chef politique, gouverne avec modernité, mais son pouvoir demeure traditionnel. Son règne reste néanmoins entaché par les « années de plomb », 3 décennies d’atteintes aux droits de l’homme qui débutent en 1965 : arrestation des opposants de gauche, répression des mouvements étudiants et envoi au bagne de Tazmamart des militaires qui ont tenté des coups d’Etat en 1971 et 1972 contre le roi.

Vers 1990, Hassan II décide l’ouverture du système politique aux partis d’opposition islamiste et socialiste. En 93, il nomme un Premier ministre socialiste, mais sans remettre en cause son pouvoir absolu et divin qui reste le pilier du système marocain.

En 1999, après le décès de son père Hassan II, Mohammed VI, le nouveau roi, veut prolonger cette ouverture politique et rompre avec l’image d’une monarchie absolue. Sur les droits de l’homme, il souhaite réconcilier les Marocains avec leur passé en faisant l’inventaire des « années de plomb », mais la violence d’Etat restera occultée.

Lorsque les Printemps arabes éclatent en 2011, le Maroc n’est pas épargné et on dénonce les élites jugées corrompues. Mohammed VI réussit à étouffer la contestation en modifiant la constitution, laissant penser à un rééquilibrage des pouvoirs, mais le roi reste le seul véritable maître du pays.

Au XXIe siècle, le Maroc de Mohammed VI se heurte également à la montée d’un islamisme radical et du terrorisme, avec des attentats comme en 2003, à Casablanca, dans des lieux symboliques de la capitale économique. Pour contrer cet islam radical, Mohammed VI promeut un islam modéré et ouvre un institut pour former des imams d’Afrique et de France. Bénéficiant de cette immunité monarchique si particulière, Mohammed VI préserve l’essentiel de son pouvoir politique et demeure le chef religieux incontestable, malgré des absences répétées qui alimentent les rumeurs.

Le Maroc de Mohammed VI reste un pays socialement contrasté. Concernant le taux de pauvreté, il existe au Maroc de fortes disparités sociales et régionales, tandis que l’analphabétisme et le chômage restent importants. Quelles sont les ressources du Maroc, si l’on compte aussi celles du Sahara occidental ?

C’est surtout la pêche et l’agriculture, l’industrie restant faible. Il est le leader mondial dans le domaine du phosphate, grâce à l’exploitation des mines sahraouies. Et bien sûr, il y avait le tourisme, avant la crise de la Covid-19, avec Agadir ou Marrakech. C’est le leader du tourisme en Afrique. Ainsi, en 2019, 13 millions de personnes ont visité le pays, dont 2 millions de Français.

Intéressons-nous à l’évolution de ce lien entre la France et le Maroc. Depuis le protectorat, il reste important. La France est le 1er investisseur étranger au Maroc, mais depuis 2012, c’est l’Espagne qui est devenu son 1er partenaire commercial. L’Union européenne est aussi un partenaire commercial essentiel pour le Maroc, qui est un allié sécuritaire pour l’Europe et les Etats-Unis. En 2020, ces derniers ont signé un accord de coopération militaire avec Rabat face aux menaces terroristes. Le Maroc surveille le détroit de Gibraltar et joue un rôle important dans la gestion des flux migratoires et la lutte contre le djihadisme. En contrepartie, l’Union européenne se montre peu regardante sur la question des droits de l’homme et sur celle du Sahara occidental.

En conclusion, ce Maroc des rois reste stable, mais à quel prix ? Inégalités, absence de démocratie et atteintes aux droits de l’homme, le compte n’y est toujours pas. Mohammed VI a rejoint le nouvel axe des pays arabes qui affichent leurs relations avec l’Etat d’Israël, obtenant, en échange, des diplomates de Donald Trump l’intégration du Sahara occidental dans le royaume marocain. Reste à savoir maintenant ce qu’en fera Joe Biden.

Sur les enjeux contemporains du Maroc de Mohammed VI : « Le Maroc en 100 questions » par Pierre Vermeren. (Prière d’allez à la bibliothèque de ce site, vous y trouverez le livre)

Merci de vous retrouver sur cette page pour cet article concernant la démocratie. Démarrons avec cette image du 1er mars 2022, les eurodéputés n’oublieront pas l’intervention poignante en visioconférence de Volodymyr Zelensky le dirigeant ukrainien rappelant aux européens quelques jours après le début de l’offensive russe sur l’Ukraine qu’il s’agissait d’une guerre pour défendre la démocratie, le droit, les libertés, une guerre qui par conséquent devrait concerner est impliquer le monde entier.

Alors bien sûr avant que ne démarre cette guerre, on ne pouvait pas dire de la démocratie ukrainienne qu’elle était une démocratie parfaite à cause du maintien de certaines élites de l’ancien régime et de la corruption mais cette démocratie ukrainienne en devenir constituait déjà malgré tout un modèle alternatif précieux aux portes de la russie autocratique de Vladimir Poutine.

Alors précisément, on a voulu tenter un état des lieux de la démocratie dans le monde: face aux autocrates que pèsent les démocrates? pourquoi l’enjeu démocratique est il un enjeu crucial du monde qui vient ?

Sortons nos cartes …

En 2021 dans le monde selon the Economist Intelligence Unit on recense:

• 21 démocratie véritable: Canada Islande Norvège Suède ou Finlande.
• 53 démocraties défectueuses. Cette catégorie englobant des pays très différents, certains habituellement considérés comme véritablement démocratiques exemple le Portugal pénalisé par son faible taux d’adhésion à des partis (syndicats ou associations) ou encore par son fort taux d’abstention aux élections. Cette catégorie comprend aussi à l’autre bout du spectre des pays tels la Hongrie avec la démocratie illibérale de Viktor Orban qui impose un renforcement de l’état et une diminution des libertés.
• 34 trente quatre régimes dits hybrides qui partagent certaines caractéristiques avec les démocraties comme les élections mais bafouent l’état de droit et les libertés individuelles.
• 59 régimes autoritaires parmi lesquels la Russie où il n’y a pas d’opposition et où Vladimir Poutine a fait changer la constitution de façon à pouvoir se maintenir au pouvoir jusqu’en 2036. Depuis la guerre en ukraine, le terme de dictature est de nouveau utilisé pour qualifier l’état poutinien.

L’évolution de ces chiffres montre un vrai recul de la démocratie. Ainsi nous sommes passés de 8,4% de la population mondiale vivant dans des démocraties véritable en 2020 à 6,4% seulement 2021 est. Désormais 54,3 % de la population mondiale soit plus de la moitié de l’humanité vit dans des régimes autoritaires ou hybrides.

Nous vivons donc un moment de vulnérabilité démocratique après plusieurs décennies d’ascension de ce modèle. En effet, en remontant à la seconde guerre mondiale, on voit que celle ci marque en occident la victoire des démocraties contre le nazisme, un élan qui se poursuit dans la seconde moitié du 20e siècle d’abord en europe, Portugal et Grèce Espagne, les régimes autoritaires s’effondrent laissant place à des démocraties. Ensuite en Amérique du Sud, Argentine, Uruguay, Brésil puis en Asie, Philippines, Corée du Sud. Le modèle démocratique semble triompher entre 1988 et 1991 avec la fin de l’URSS: la constitution de nouveaux états en europe centrale et orientale qui adoptent pour la plupart les valeurs démocratiques de l’Union Européenne.

Toutefois les interventions américaines en 2001 en Afghanistan et en 2003 en Irak vont marquer l’échec de l’implantation de la démocratie par la force.

Autre désillusion démocratique: les printemps arabes. Si la chute de certains dictateurs tels Ben Ali en Tunisie, Kadhafi en Libye ou Moubarak en Egypte créé dans un premier temps l’espoir d’un événement démocratique, celui ci va être brisé par l’évolution politique de la région y compris en Tunisie après une première phase prometteuse de démocratisation.

Ce début de XXIème siècle marque donc l’arrêt de l’expansion des démocraties trente ans après leur triomphe marquée par la chute du mur de Berlin. Elles sont même dans une situation périlleuse d’une part à l’extérieur les tensions avec les régimes autoritaires ne sont pas sans rappeler la guerre froide, d’autre part le démocratie subissent des tensions intérieures et c’est ce qu’on va voir maintenant.

Car les démocraties sont par essence ouvertes à la contradiction, du coup elles peuvent être l’objet de critiques et de faiblesses. A cela s’ajoute le fait que les démocraties occidentales ont été fragilisées par un double mouvement de mondialisation et de désindustrialisation générateur d’un sentiment de déclin et de défiance populaire.

Regardez en France cette carte de 2013 qui présente un indice d’inégalités élaborée à partir de données compilant à parts égales chômage, pauvreté, absence de diplôme et familles monoparentales:

Regardez! Les zones en plus grande difficulé correspondent à celles du vote FN lors du premier tour de l’élection présidentielle de 2012.

Toujours en France, la défiance des peuples se manifeste aussi par l’abstention, laquelle contribue à fragiliser la démocratie.

En juin 2021, l’abstention lors des élections régionales atteint plus de 65%. A cela s’ajoute un sondage réalisé en octobre 2021 dans lequel 72% des français estiment que leur opinion n’est pas pris en compte par les dirigeants politiques. Ainsi, le mouvement des gilets jaunes en avait déjà été une illustration. La montée des extrêmes lors de l’élection présidentielle de 2022 en est une autre.

Cette radicalisation du débat public entraîne une légitimation croissante de la violence comme expression politique.

Le point culminant de cette violence à lui aux états unis avec l’invasion du Capitole le 6 janvier 2021 par les partisans de Donald Trump qui contestent l’élection de Joe Biden provoquant la mort de cinq personnes.

Les démocraties sont également menacées de l’intérieur par un risque de morcellement qui peut être le fait de mouvements séparatistes, d’ennemitié entre communautés religieuses ou de tensions autour de revendications communautaristes. Ainsi en Espagne, la volonté de sécession de la région catalogne a créé une crise institutionnelle autour de la question de la légalité d’un référendum d’autodétermination sans l’accord du reste du pays.

Evoquons maintenant un autre risque pour les démocraties: les circonstances exceptionnelles. Ainsi les attentats terroristes comme en France en 2015 ou plus récemment l’épidémie du Covid 19 dans le monde.

Dans ces situations, les gouvernements font face à une tension entre une demande impérieuse de sécurité et le respect des libertés. Une pandémie qui a aussi montré la rapidité avec laquelle les fake news et les théories complotistes se propagent par les réseaux sociaux, un phénomène d’autant plus inquiétant que ces réseaux sont une importante source d’information. Ainsi dans des pays comme le Chili, l’Argentine, la Grèce ou la Bulgarie, plus de 65 % des adultes s’informent sur ces réseaux.

Pourtant il existe un exemple positif d’intégration du numérique dans la vie démocratique, c’est celui de Taïwan. En effet, les 23,5 millions d’habitants peuvent interagir avec le gouvernement et l’administration par l’intermédiaire d’un portail officiel mis en place par le National Development Council non seulement pour les démarches administratives mais aussi pour se renseigner ou réagir à propos des lois en discussion ou en application et la gestion de la pandémie avec ces outils est souvent mise en avant comme un exemple de collaboration entre le gouvernement et la population. Malgré les lourdes menaces que la Chine fait peser sur l’île c’est un véritable laboratoire de la démocratie directe.

Regardons à présent les tensions externes: des tensions entre démocratie et régimes autoritaires qui ne sont pas sans rappeler la guerre froide. Toutefois il existe une différence majeure avec cette période à quelques exceptions près: ces nouveaux régimes autoritaires entendent participer à la mondialisation économique. Le meilleur exemple est celui de la Chine dont la montée en puissance a été accélérée par son entrée le 11 décembre 2001 dans l’Organisation Mondiale du Commerce.

Avec la Chine, le dogme occidental selon lequel la mondialisation économique conduite in fine à la mondialisation du modèle démocratique trouve ses limites. Le régime chinois reposant sur un parti unique, une absence de contre-pouvoir, une presse de propagande, des arrestations arbitraires et des camps de concentration pour les minorité ouïghoures. Par ailleurs, depuis 2013 et le lancement des nouvelles routes de la soie, la chine essaie aussi de diffuser ses valeurs notamment en Europe de l’Est.

Sur un plan économique tout d’abord, sa main mise passe bien sûr par les investissements dans les infrastructures mais la Chine détient aussi une bonne part de la dette de ces pays avec en 2018 20 % de celle de la Macédoine du Nord et 40 % de celle du Monténégro.

Sur un plan politique, Pékin met aussi en avant l’inefficacité de la démocratie européenne à ses yeux et la force de son modèle autoritaire censé assurer ordre et prospérité.

Par ailleurs, le 21e siècle offre aux régimes autoritaires une nouvelle arme: les nouvelles technologies. Grâce à elles, il est plus facile que jamais de s’immiscer dans les affaires des démocraties qui sont par nature plus ouvertes, de les espionner, d’en perturber le fonctionnement par le piratage informatique ou la production massive de fausses informations. Ainsi, selon le ‘Digital Defence Report’ entre juillet 2020 et juin 2021, parmi toutes les cyber attaques liées à des états, 58 % provenaient de la Russie et de fait, en février 2022 l’Ukraine a accusé la Russie de cyber attaques contre des sites militaires officielles et deux banques publics, celles ci ont eu lieu avant l’invasion russe.

Arrêtons-nous d’ailleurs pour terminer sur cette guerre toujours en cours depuis fin février 2022 et qui se joue aussi sur la défense de la démocratie et du respect du droit international.

L’assemblée générale de l’ONU a adopté le 2 mars 2022 une résolution pour sanctionner le recours à la force de la Russie contre l’Ukraine, résolution approuvée massivement par 141 pays, les cinq qui se sont opposées sont la Russie la Biélorussie la Corée du Nord l’Erythrée et la Syrie soit 5 dictatures, trente cinq se sont abstenus dont la Chine et l’on retrouve parmi ces abstentionnistes un certain nombre de régimes que notre carte de départ ne rangeait pas dans la catégorie des démocraties.

On l’aura compris, dans le monde des années 2020 la démocratie est menacée par des régimes autocratiques qui diffusent leurs modèles par tous les moyens militaires économiques numériques.

La guerre en Ukraine a réveillé les démocraties occidentales, dirigeants et nous autres citoyens qui avons parfois tendance à oublier ce que rappelait si bien l’ex-président tchécoslovaque Vaclav Havel dans son discours à la nation le 1er janvier 1990:

« Le meilleur gouvernement, le meilleur parlement et le meilleur président ne peuvent pas à eux seuls faire grand chose. La liberté, la démocratie, cela signifie d’abord et avant tout la participation et la responsabilité de tous »

Vous trouverez de nombreuses publications consacrées aux nouvelles pratiques démocratiques sur le site des chercheurs du think tank Terra Nova (tnova.fr)

Merci d’être sur cette page!!! pour cet article, notre photo du jour nous emmène en corée du sud voici le port de l’usiné hyundai récemment classée comme la plus grande usine automobile du monde. D’ici sort en effet chaque année un million cinq cent mille voitures.

Parler voiture au 21ème siècle donne de toute façon de vertige! Imaginez nous sommes 7 milliards et demi d’êtres humains et à nous tous nous possédons plus d’un milliard d’automobiles et en 2050 rappelez vous en bien: le nombre de voitures sur la planète pourrait doubler, un peu effrayant bien sûr quand on sait aujourd’hui que la voiture est en ville la première source de pollution et pourtant nous avons construit nos sociétés contemporaines sur le modèle suivant: le développement d’un pays entraîne le développement d’une classe moyenne qui entraîne le développement d’une industrie automobile. Aujourd’hui c’est au tour des pays du sud d’épouser ce modèle et la voiture ‘nous allons le voir’ est devenue ces dernières années un cas d’école de produits mondialisés.

Alors tout d’abord la voiture génère un business de première importance puisque le secteur représente à lui seul 9 % du commerce mondial.

L’automobile c’est donc aussi beaucoup d’emplois : environ 50 millions de personnes d’emplois directs est aussi indirects dans le monde, de la fabrication du moteur à la construction des routes. Dans les pays de l’Union Européenne par exemple cela représente 138 millions de salariés soit 6% de la population active c’est dire si cette activité stratégique pour les gouvernements qui cherchent à attirer ou à défendre dans leur pays les usines automobiles que vous voyez ici sur la carte.

Mais la voiture on le sait c’est aussi des émissions de CO2 responsables du réchauffement climatique et des émissions de gaz et de particules fines qui favorisent les maladies cardiovasculaires et respiratoires.

En somme la voiture est un condensé de notre société de consommation mondialisée et pour bien comprendre nous allons faire un peu d’histoire.

L’histoire industrielle de la voiture commence il ya un peu plus d’un siècle en 1908 dans la ville de détroit au bord des grands lacs américains. L’industriel Henry Ford invente la chaîne de montage et avec des gestes mécaniques et répétées, les ouvriers américains construisent la première automobile pour tous la ford 6. Dans cette première moitié du 20e siècle la voiture se démocratise et devient l’incarnation du rêve américain, réussite sociale et libertés individuelles triomphantes. L’Amérique produit du pétrole et des voitures à essence ce qu’on appelle les big three: Ford, General Motors et Chrysler dominent le marché mondial. En Europe l’industrie automobile se développe un peu plus tard en 1938 à la demande d’Hitler nait en Allemagne la voiture du peuple la Wolkswagen. Après la guerre cet emblème de la voiture allemande désormais surnommée coccinelle devient même dans les années 70 la voiture la plus vendue au monde.

Pendant les trente glorieuses l’industrie automobile prospère en Europe: l’Allemagne, la France, l’Italie, le Royaume-Uni ont chacun leur champion et leurs gigantesques ‘usines-cités’ comme celle de Renault à Boulogne billancourt en banlieue de Paris.

Le Japon avec Toyota est lui aussi dans la course: dans les années 60 son patron impose un nouveau modèle de production: le toyotisme basée sur la production à flux tendu. Les pièces détachées sont livrées chaque jour à l’ usine d’assemblage ce qui permet d’éviter la surproduction et les coûts de stockage. Aujourd’hui cette production qu’on appelle le juste-à-temps est devenue la norme.

Voyons maintenant à quoi ressemble le marché mondial en 2019 mais cette fois ci du point de vue des clients. Cette carte nous montre ce qu’on appelle le taux de motorisation c’est à dire le nombre de voitures par habitant dans chaque pays du globe, plus la couleur est foncée plus ce chiffre est élevé.

On le voit, les inégalités d’accès à l’automobile sont aujourd’hui très fortes. Aux états unis il y a près de 800 voitures pour 1000 habitants, l’Union Européenne et le Japon en compte 600 pour 1000 habitants, en Chine il n’y a que 140 automobile pour 1000 habitants tandis qu’en Inde on en dénombre seulement 19 pour mille.

Oui mais voilà depuis les années 1990 les pays émergents sont en plein rattrapage, l’Asie en tête. Avec l’essor des classes moyennes urbaines avides de prestige social, ces pays s’équipent désormais à grande vitesse.

Les chinois sont aujourd’hui les premiers acheteurs de voitures dans le monde, le parc automobile chinois a été multiplié par cinq en dix ans. Au fil des années les marques chinoises notamment geely bas au jaune changan et great wall ont gagné des parts de marché sur leurs concurrents étrangers avec le soutien actif du gouvernement. Pourtant wolkswagen arrivé très tôt en chine reste aujourd’hui leur marque préférée.

A Pékin avec ses 7 périphériques et ses 20 millions d’habitants les vélos ont cédé la place aux quatre roues modifiant profondément le paysage urbain.

Alors désormais c’est cet appétit des citadins chinois pour la voiture qui tire l’ensemble de la production mondiale. La chine produit près d’un tiers des véhicules construits chaque année dans le monde devant l’Union Européenne, l’amérique du nord, le japon et la corée du sud.

Alors regardons à présent le cas de l’inde, un autre marché en plein essor en particulier à New Delhi et dans les états les plus urbanisés de l’ouest et du sud du pays. En Inde, les constructeurs nationaux ont d’abord dominé le secteur avec la Tata Nano par exemple la petite voiture la moins chère au monde (1500 euros) qui a été lancée en 2008 par le célèbre groupe indien Tata Motors et qui a fait son succès. Mais victime de son image de voiture du pauvre la Tata Nano a aujourd’hui disparu du marché, elle a été remplacée par des modèles qui inspire davantage confiance aux indiens lamarre outils alto du grand groupe indien Marutti qui s’est allié au japonais Suzuki ou encore la Quid construite et vendue exclusivement en Inde par Renault.

En clair, on l’aura compris l’industrie automobile s’est profondément transformée ces dernières années, elle a multiplié alliance et rachat pour s’adapter aux récents bouleversements de la demande mondiale et notamment à cette nouvelle clientèle asiatique. En fait, c’est vraiment une nouvelle géographie de la voiture qui se dessine aujourd’hui qui se jouent toujours plus vous allez le voir des frontières. Par exemple, le français Renault pour jouer dans la cour des grands s’est allié avec le japonais Nissan et ensemble ils ont racheté le roumain Dacia et le coréen Samsung le russe Avtovaz avant de s’allier enfin un autre japonais Mitsubishi: Les mêmes pièces sont montées sur plusieurs modèles, ce qui permet des économies d’échelle. Et puis pour faire baisser les coûts de main d’oeuvre et éviter les taxes, les grands constructeurs ont délocalisé les usines hors de leurs frontières. Au Mexique par exemple les ouvriers des maquiladoras, ces usines exonérés de droits de douane situées juste de l’autre côté de la frontière avec les Etats Unis assemblent les modèles de Ford, Chrysler et General Motors à destination du marché américain. Leurs salaires sont quatre fois moins élevés qu’aux Etats Unis.

En Europe, la production s’est en partie déplacées vers l’est en Pologne en Slovaquie en République Tchèque en Slovénie en Hongrie et en Roumanie et vers le sud en Turquie et au Maroc essentiellement.

En france ce mouvement s’est accompagné de fermeture d’usines (vous les voyez ici) et de très nombreux plans de licenciements entre 2005 et 2010 : plus de cent mille emplois ont été détruits.

Alors à présent posons la question qui fâche l’industrie automobile la très polluante bagnole peut-elle devenir écolo ???

En 2018 l’industrie automobile a représenté 9 % des émissions mondiales de gaz à effet de serre. Alors que la prise de conscience de l’urgence climatique devient mondiale, les nouvelles normes d’émissions de CO2 obligent l’industrie à préparer le remplacement du moteur à essence ou diesel. Cette mutation technologique aura nécessairement un impact social. En Allemagne la grande puissance automobile européenne, les syndicats craignent la perte de dizaines de milliers d’emplois dans la prochaine décennie. La voiture électrique demande en effet moins de main d’oeuvre que les modèles thermiques.

La chine a déjà une bonne longueur d’avance en la matière, les chinois ont acheté plus de la moitié des véhicules électriques ou hybrides vendus dans le monde en 2018 et ils en produisent une grande partie. La chine est également le premier constructeur mondial de batteries lithium-ion devant le Japon et la Corée du Sud. Pékin a aussi la main sur un métal indispensable à la fabrication de ses batteries: le cobalt, grâce au contrôle d’importantes mines en République Démocratique du Congo, le premier producteur de cobalt.

Autre solution industrielle: une voiture alimentée par une pile à hydrogène. C’est le Japon qui domine aujourd’hui cette technologie encore coûteuse mais qui ne produit ni déchets ni pollution liée à l’exploitation minière.

Enfin à l’horizon 2040 ces voitures forcément plus propres, ce ne serons pas nécessairement nous qui les piloterons, ce seront des robots qui prendront le volant. En californie la Silicon Valley est ainsi devenu l’épicentre de la recherche sur ce qu’on appelle la voiture autonome avec des collaborations entre les plus grands constructeurs mondiaux et les géants du numérique.

Il existe enfin une autre option pour l’avenir, la meilleure: apprendre à nous passer de la voiture a minima en ville. Depuis la COP 21 la France a lancé la journée mondiale sans voiture, elle a lieu un dimanche de septembre. De nombreux métropoles du monde ont suivi. Objectif: apprendre à vivre la ville autrement pendant une journée et faire l’expérience qu’au quotidien on peut se déplacer différemment. Motivation supplémentaire: notre santé. En effet, selon une étude de l’insee, les admissions aux urgences pour affections aiguës et voies respiratoires augmentent significativement lorsque les transports en commun sont en grève et comprend donc davantage notre cher bagnole.

Pour aller plus loin, cet Atlas qui révèle grâce à plus de 100 cartes les changements qui bousculent l’ancien monde de l’automobile et donne les clés pour comprendre le nouveau. (Allez à la bibliothèque disponible sur ce site)

Voici une revue d’autres formules et une formulation mathématiquement exacte qui est valable sur toute la gamme des valeurs de Re.

C. T. GOUDAR,* Bayer HealthCare, Berkeley, Californie, et J. R. SONNAD,

Centre des sciences de la santé de l’Université de l’Oklahoma, Oklahoma City, Oklahoma

L’estimation du facteur de frottement est un élément clé de la conception d’un système de tuyauterie et l’équation de Colebrook-White est généralement la méthode de choix pour calculer le facteur de frottement d’un écoulement turbulent dans des conduites rugueuses :

Il relie implicitement le facteur de frottement f à la rugosité du tuyau, e/D, et au nombre de Reynolds : Re.
En raison de la nature implicite de l’Eq. I, les méthodes graphiques ont été proposées à l’origine pour l’estimation de f et sont encore utilisées aujourd’hui. Bien que la représentation visuelle dans une corrélation graphique soit certainement attrayante, la détermination précise de f est difficile et cette approche n’est pas adaptée à la plupart des projets de conception de systèmes de tuyauterie informatisés.

Pour la mise en œuvre informatique, des méthodes numériques itératives telles que la méthode Newton-Raphson peuvent être utilisées pour déterminer f à partir de l’équation 1.

Idéalement, ces calculs itératifs ne sont pas souhaitables, et dans une tentative de simplifier l’estimation de f à partir de l’Eq. I, plusieurs approximations explicites de f  ont été proposées. La précision des valeurs déterminées à partir de ces corrélations varie considérablement et toutes les corrélations ne sont pas valides sur une large plage Re (généralement 4 000 < Re < 108) pour être universellement applicables. La précision des corrélations empiriques non itératives a été évaluée de manière exhaustive et s’est avérée être comprise entre 1,42 et 28,23 % par rapport à une erreur de 1 % pour une forme simplifiée d’une représentation vraiment explicite de l’équation. 1.

En plus des corrélations non itératives mentionnées, plusieurs approximations itératives ont également été proposées pour l’Eq. 1

Il s’agit de relations fonctionnelles plus complexes entre f, e/D et Re, mais elles donnent des valeurs de f avec une plus grande précision. Pour éliminer complètement le besoin de corrélations empiriques, nous avons proposé une formulation explicite et mathématiquement exacte de l’équation 1 qui est valide sur toute la plage de valeurs Re et donne des valeurs f très précises. La précision d’une forme simplifiée de cette formulation a été présentée précédemment et dans cette étude, nous présentons une comparaison de deux autres formes de cette formulation avec les diverses approximations itératives de l’équation 1.

Pour éliminer complètement le besoin de corrélations empiriques, nous avons proposé une formulation explicite et mathématiquement exacte de l’équation. 1 qui est valable sur toute la plage des valeurs Re et donne des valeurs f très précises

Des détails sur la dérivation de la reformulation explicite ont été présentés ailleurs et seules les équations finales sont présentées ici. Le facteur de frottement f peut être explicitement lié à e/D et Re comme :

où:

Deux formulations différentes sont disponibles pour 8, la formulation linéaire, 8LA, et la formulation de fractions continues, 8cFA, et elles varient en complexité et en précision :

Ainsi, deux versions de l’équation 2 sont possibles selon le choix de 8 :

Une comparaison des propriétés de diverses approximations empiriques itératives de l’Eq. 1 est présenté avec l’erreur dans les estimations de f à partir des équations. 4 et 5.

Comparaison avec des approximations empiriques. La précision des Eqs. 4 et 5 et les approximations itératives empiriques de l’Eq. 1 ont été déterminés sur un espace rectangulaire de valeurs e/D et Re. Un ensemble de 20 valeurs e/D correspondant à celles utilisées par Moody a été sélectionné, couvrant une plage de 10-6 à 5 x 10-2. Pour chaque valeur e/D 500 valeurs de Re, réparties uniformément dans l’espace logarithmique sur 4 000 <Re< 108, ont été choisies. La précision des valeurs f à ces 10 000 points (grille de 20 x 500 de valeurs e/D et Re) a été déterminée en les comparant à celles obtenues à partir du formulaire mathématiquement équivalent très précis.

Un total de 10 000 valeurs f et leur erreur associée ont été déterminées sur la grille 20 x 500 des valeurs e/D et Re, et les valeurs d’erreur maximales sont indiquées dans le tableau 1. Bien que toutes les corrélations du tableau 1 ne soient pas valides sur l’ensemble de la plage Re (4 000 <Re< 108) , la comparaison a été faite intentionnellement sur cette plage étendue pour refléter les conditions de fonctionnement. L’erreur f maximale variait de 1,01 à 3,10 x 10-3 %, la corrélation de Serghides étant la plus précise. Les corrélations 8 et 9, qui sont dérivées d’une représentation mathématiquement équivalente explicite de l’équation 1, ont été caractérisées par des erreurs f maximales de 3,64 x 10-4 et 1,04 x 10-10 %, toutes deux meilleures que la meilleure approximation itérative disponible.

La précision des corrélations du tableau 1 est illustrée aux Fig. 1 et 2 où le pourcentage maximum d’erreur f est indiqué à différentes valeurs e/D. Pour chaque valeur e/D, 500 valeurs f ont été déterminées à 500 valeurs Re espacées de manière logarithmique dans la plage de 4 000 <Re< 108 et les valeurs maximales sont indiquées sur les Fig. 1 et 2. L’équation de Serghides (corrélation 7) avec une erreur maximale de 3,1 x 10-3 % est la meilleure approximation empirique disponible. La figure 3 montre une comparaison des profils d’erreur f pour l’équation de Serghides avec ceux des équations. 4 et 5. Erreur maximale d’Eqs. 4 et 5 étaient de 3,64 x 10-4 et 1,04 x 10-10 %, respectivement, et cette précision améliorée est reflétée dans la Fig. 3.

L’objet de cet article est de fournir à l’ingénieur un moyen simple d’estimer les facteurs de frottement à utiliser pour calculer la perte de charge dans des conduites neuves propres et dans des conduites fermées pleines à débit constant. Les développements modernes dans l’application de l’hydrodynamique théorique au problème du frottement des fluides sont impressionnants et dispersés dans une abondante littérature. Cet article ne se veut pas une étude critique de ce vaste domaine. Pour une revue concise, le petit livre du professeur Bakhine teff sur la mécanique de l’écoulement des fluides est une excellente référence. Prandtl et Tietjeris, et Rouse ont également apporté des contributions notables au sujet. L’auteur ne prétend pas offrir quoi que ce soit de particulièrement nouveau ou original, son but étant simplement d’incarner les conclusions désormais acceptées sous une forme pratique pour une utilisation technique. Dans la présente étude sur l’écoulement des canalisations, le facteur de frottement, désigné par f dans les graphiques ci-joints, est le coefficient de la formule de Darcy. dans lequel hf : la perte de charge en frottement, en pieds de colonne de fluide du fluide qui s’écoule ; L et D la longueur et le diamètre interne du tuyau en pieds ; V : la vitesse moyenne d’écoulement en pieds par seconde ; g : l’accélération de la gravité en pieds par seconde par seconde. Le facteur f est une quantité sans dimension, et aux vitesses ordinaires est une fonction de deux, et seulement deux, autres quantités sans dimension : la rugosité relative de la surface, e/D (e étant une quantité linéaire en pieds représentative de la rugosité absolue) , et le nombre de Reynolds R = VD / v (v étant le coefficient de viscosité cinématique du fluide en pieds carrés par seconde). La figure 1 donne les valeurs numériques de f en fonction de e/D et R. Il y a dix ans, R. J. S. Pigott (4) a publié un tableau pour le même facteur de frottement, en utilisant les mêmes coordonnées que sur la figure 1 de cet article. Son tableau s’est avéré très utile et pratique et a été reproduit dans un certain nombre de textes (5). Le tableau de Pigott était basé sur une analyse de quelque 10 000 expériences provenant de diverses sources (6), mais n’avait pas l’avantage, pour tracer ou ajuster les courbes, des développements ultérieurs dans les formes fonctionnelles des courbes. La même année, Nilruradse (7) publie ses expériences sur des tuyaux artificiellement rugueux. Sur la base des tests de Nikuradse et d’autres, von Karman (8) et Prandtl (9) ont développé leurs analyses théoriques de l’écoulement des tuyaux et nous ont donné des formules appropriées avec des constantes numériques pour le cas de tuyaux parfaitement lisses ou ceux dans lesquels les irrégularités sont petites par rapport à l’épaisseur de la couche limite laminaire, et pour le cas des conduites rugueuses où les rugosités dépassent suffisamment pour briser la couche laminaire, et l’écoulement devient complètement turbulent. L’analyse n’a cependant pas couvert l’ensemble du champ mais a laissé un vide, à savoir ; la zone de transition entre les tuyaux lisses et rugueux, la région de turbulence incomplète. Les tentatives pour combler cette lacune par l’utilisation des résultats de Nikuradse pour la rugosité artificielle produite par des grains de sable serrés, n’étaient pas adéquates, puisque les résultats étaient clairement différents de l’expérience réelle pour les surfaces ordinaires rencontrées dans la pratique. Les courbes de Nikuradse ont montré une forte baisse suivie d’une courbe inverse particulière non observée avec les surfaces commerciales, et nulle part suggérée par le graphique de Pigott basé sur de nombreux tests. Récemment Colebrook (11), en collaboration avec C. M. White ; a développé une fonction qui donne une forme pratique de courbe de transition pour combler l’écart. Cette fonction s’accorde avec les deux extrêmes de rugosité et donne des valeurs en accord très satisfaisant avec les mesures réelles sur la plupart des formes de tuyauterie commerciale et des surfaces de tuyauterie habituelles. Rouse (12) a montré qu’il s’agissait d’une solution raisonnable et pratiquement adéquate et a tracé un tableau basé sur celle-ci. Afin de simplifier le tracé, Rouse a adopté des coordonnées peu pratiques pour une utilisation ordinaire en ingénierie puisque f est implicite dans les deux coordonnées et que les valeurs R sont représentées par des coordonnées courbes, de sorte que l’interpolation pose certains problèmes

L’auteur a dressé une nouvelle carte, Fig. 1, sous la forme plus conventionnelle utilisée par Pigott, en profitant des relations fonctionnelles établies ces dernières années. Les courbes de f par rapport à R sont tracées à des échelles logarithmiques pour diverses valeurs constantes de rugosité relative e/D et pour permettre une sélection facile de e/D, un tableau d’accompagnement, Fig. 2, est donné à partir duquel i peut être lu pour n’importe quelle taille de tuyau d’un type de surface donné.

Pour trouver la perte par frottement d’un tuyau, la procédure est la suivante :
Trouvez le e/D approprié à partir de la Fig. 2, puis suivez la ligne correspondante, ainsi identifiée, sur la Fig. 1, à la valeur du nombre de Reynolds R correspondant à la vitesse d’écoulement. Le facteur f est ainsi trouvé, à utiliser dans la formule de Darcy

Sur la figure 2, les échelles en haut et en bas donnent les valeurs du diamètre en pieds et en pouces. La figure 1 n’implique que des grandeurs sans dimension et est applicable dans n’importe quel système d’unités.

Pour faciliter le calcul de R, des échelles auxiliaires sont indiquées en haut de la Fig. 1, donnant les valeurs du produit (VD ») pour deux fluides, c’est-à-dire l’eau et l’air atmosphérique, à 60 F. (D » est le diamètre intérieur en pouces.) Comme autre auxiliaire,. La figure 3 est donnée, à partir de laquelle R peut être rapidement trouvé pour l’eau à des températures ordinaires, pour n’importe quelle taille de tuyau et vitesse moyenne V. Des lignes pointillées sur ce graphique ont été ajoutées pour donner les valeurs du débit ou de la quantité de fluide qui s’écoule, Q = AV, exprimé à la fois en pieds cubes par seconde et en gallons américains par minute.

Comparison- of the iterative approximations of the Colebrook-White equation

Here’s a review of other formulas and a mathematically exact formulation that is valid over the entire range of Re values

C. T. GOUDAR,* Bayer HealthCare, Berkeley, California, and J. R. SONNAD,

University of Oklahoma Health Sciences Center, Oklahoma City, Oklahoma

Friction factor estimation is a key component of piping sys­tem design and the Colebrook-White equation is typically the method of choice for computing turbulent flow friction factor in rough pipes:

It relates the friction factor f implicitly to the pipe roughness, elD, and the Reynolds number, Re. Because of the implicit nature of Eq. I, graphical methods were originally proposed for f estima­tion¹ and are still used today. While the visual representation in a graphical correlation is certainly appealing, accurate f determina­tion is difficult and this approach is not suited for most current computer-based piping system design projects.

For computer implementation, iterative numerical methods such as the  Newton-Raphson method² can be used to  determine f from Eq. 1. Ideally, these iterative calculations are not desirable, and in an attempt to simplify f estimation from Eq. I, several explicit approximations of f  have been proposed.^3-6 Accuracy of values determined from these correlations varies greatly and not all correlations are valid over a large Re range (typically 4,000 < Re < 10⁸) to be universally applicable. Accuracy of the noniterative empirical correlations has been comprehensively evaluated7 and was found to be in the 1.42-28.23% range compared with 1% error for a simplifled form of a truly explicit representation of Eq. 1.

In addition to the noniterative correlations mentioned, several iterative approximations have also been proposed for Eq. 1_4- , 6 , 8  9

These are more complex functional relationships between f, e/D and Re but result in f values with higher accuracy. To completely eliminate need for empirical correlations, we have proposed an explicit, mathematically exact formulation of Eq. 1 that is valid over the entire range of Re values and results in highly accurate f values. ^{10, 11} Accuracy of a simplifled form of this formulation was presented earlier⁷ and in this study we present a comparison of two other forms of this formulation with the various iterative approximations of Eq. 1.

To completely eliminate need for empirical correlations, we have proposed an explicit, mathematically exact formulation of Eq. 1 that is valid over the entire range of Re values and results in highly accurate f values

Details on the derivation of the explicit reformulation have been presented elsewhere¹¹ and only the final equations are shown here. The friction factor f can be explicitly related to e/D and Re as:

where:

Two different formulations are available for 8, the linear for­mulation, 8LA, and the continued fractions formulation, 8cFA and they vary in complexity and accuracy:

Thus, two versions of Eq. 2 are possible depending upon the choice of 8:

A comparison of the properties of various iterative empirical approximations of Eq. 1 is presented along with error in f’ estimates from Eqs. 4 and 5.

Comparison with empirical approximations. The accuracy of Eqs. 4 and 5 and the empirical iterative approxima­tions of Eq. 1 were determined over a rectangular space of e/D and Re values. A set of 20 e/D values corresponding to those used by Moody¹ were selected that spanned a range from 10^-6 to   5 x 10^-2. For each e/D value 500 values of Re, distributed uniformly in the logarithmic space over 4,000 <Re< 10⁸, were chosen. Accuracy of f  values at these 10,000 points (20 x 500 grid of e/D and Re values) was determined by comparing them with those obtained from the highly accurate mathematically equivalent form.¹¹

A total of 10,000 f values and their associated error were determined over the 20 x 500 grid of e/D and Re values, and the maximum error values are shown in Table 1. While not all Table 1 correlations are valid over the entire Re range (4,000 <Re< 10⁸⁾ , comparison was intentionally made over this extended range to reflect operational conditions. The maximum f error ranged from 1.01 to 3.10 x 10^-3% with the Serghides correla­tion5 being the most accurate. Correlations 8 and 9, which are derived from an explicit mathematically equivalent representation of Eq. 1, were characterized by maximum f  errors of 3.64 x 10^-4 and 1.04 x 10^{– 10} %, both better than the best available iterative approximation.

Accuracy of the correlations in Table 1 is shown in Figs. 1 and 2 where the maximum percentage f error is shown at varying e/D values. For each e/D value, 500 f values were determined at 500 logarithmically spaced Re values in the 4,000 <Re< 10⁸ range and the maxi­mum values are shown in Figs. 1 and 2. The Serghides equation (correlation 7) with a maximum  error of 3.1 x  10^-3% is the best available empirical approxi­mation. Fig. 3 shows a comparison of f error profiles for the Serghides equation with those from Eqs. 4 and 5. Maximum error from Eqs. 4 and 5 were 3.64 x10^-4 and 1.04 x 10^{– 10}%, respectively, and this improved accuracy is reflected in Fig. 3.

LITERATURE CITED

1 Moody, L. F. « Friction factors for pipe flow, » Trans. ASME 66, 1944, pp. 671-684.

2 Press, W. H., et al., Numerical Recipes in FORTRAN: The an of scientific computing, New York Cambridge University Press, 1992.

3 Gregory, G. A. and M. Fogarasi, « Alternate to standard friction factor equation, » Oil and Gas Journal 1985, pp. 120-127.

4 Romeo, E., C. Royo, and A. Monzon, « Improved explicit equations for estimation of the friction factor in rough and smooth pipes, » Chem Eng. 86, 2002, pp. 369-374.

5 Serghidcs, T. K, « Estimate friction factor accu-rately, » Chem. Eng. 91, 1984, pp. 63-64.

6 Zigrang, D. J., and N. D. Sylvester, « Explicit approximations to the solution of Colebrook’s friction faaor equation, » AIChE J. 28, 1982, pp. 514-515.

7 Goudar, C. T. and J. R. Sonnad, « Explicit friction factor correlation for turbulent flow in rough pipe, » Hydrocarbon Processing 86, 2007, pp. 103-105.

8 Barr, D. I. H.; « Solutions of the Colebrook-White function for resistance to uniform turbulent flow, » Proc. Inst. Civil big. 71, 1981, pp. 529-535.

9 Chen, N. H., « An explicit equation for friction factor in pipe, » Ind Eng. Chem. Fund. 18, 1979, pp. 296-297.

10 Sonnad, J. IL and C. T. Goudar, « Turbulent flow friction factor calculation using a mathematically-exact alternative to the Colebrook-White equation, J. Hydr. Eng. 132, 2006, pp. 863-867.

11 Sonnad, J. R. and C. T. Goudar, « Explicit reformulation of the Colebrook-White equation for turbulent flow friction factor calculation, » Intl Eng. Chem. Res. 46, 2007, pp, 2593-2600.

Friction Factors for Pipe Flow

Br LEWIS F. MOODY,’ PRINCETON, N. J.

The object of this paper is to furnish the engineer with a simple means of estimating the friction factors to be used in computing the loss of head in clean new pipes and in closed conduits running full with steady flow. The modern developments in the application of theoretical hydrodynamics to the fluid-friction problem are impressive, and e scattered through an extensive literature. This paper is not intended as a critical survey of this wide field. .For a concise review, Professor Bakhmeteff’s (1)2 small book on the mechanics of fluid flow is an excellent reference. Prandtl and Tietjens (2) and Rouse (3) have also made notable contributions to the subject. The author does not claim to offer anything particularly new or original, his aim merely being to embody the now accepted conclusions in convenient form for engineering use.

In the present pipe-flow study, the friction factor, denoted by f in the accompanying charts, is the coefficient in the Darcy formula

in which h_f is the loss of head in friction, in feet of fluid column of the fluid flowing; L and D the length and internal diameter of the pipe-in.-feet; V the mean velocity of flow in feet per second; and g the acceleration of gravity in feet per second per second (mean Value taken as 32.16). The factor f is a dimensionless quantity, and at ordinary velocities is a function of two, and only two, other dimensionless quantities, the relative roughness of the surface, e/D (e being a linear quantity in feet representative of the absolute roughness), and the Reynolds number R = VD /v (v being the coefficient of kinematic viscosity of the fluid in square feet per second). Fig. 1 gives numerical values of f as a function of e/D and R.

Ten years ago R. J. S. Pigott (4) published a chart for the same friction factor, using the same co-ordinates as in ‘Fig. 1 of this paper. His chart has proved to be most useful and practical and has been reproduced in a number of texts (5). The Pigott chart was based upon an analysis of some 10,000 experiments from various sources (6), but did not have the benefit, in plotting or fairing the curves, of later developments in functional forms of the curves.

In the same year Nikuradse (7) published his experiments on artificially roughened pipes. Based upon the tests of Nikuradse and others, von Karman (8) and Prandtl (9) developed their theoretical analyses of pipe flow and gave us suitable formulas with numerical constants for the case of perfectly smooth pipes or those in which the irregularities are small compared to the thickness of the laminar boundary layer, and for the case of rough pipes where the roughnesses protrude sufficiently to break up the laminar layer, and the flow becomes completely turbulen

^{i Professor, Hydraulic Engineering, Princeton University. Mem. A.S.M.E.}

^{2 Numbers in parentheses refer to the Bibliography at the end of the paper}.

^{Contributed by the Hydraulic Division and presented at the Semi-Annual Meeting, Pittsburgh, Pa., June 19-22, 1944, of THE}

^{MEIBRICAN SOCIETY OF MECHANICAL ENGINEERS}

^{Nom: Statements and opinions advanced in papers are to be understood as individual expressions of their authors and not those of the Society.}

The analysis did not, however, cover the entire field but left a gap, namely; the transition zone between smooth and rough pipes, the region of incomplete turbulence. Attempts to fill this gap by the use of Nikuradse’s results for artificial roughness produced by closely packed sand grains, were not adequate, since the results were clearly at variance from actual experience for ordinary surfaces encountered in practice. Nikuradse’s curves showed a sharp drop followed by a peculiar reverse curve, not observed with commercial surfaces, and nowhere suggested by the Pigott chart based on many tests.

Recently Colebrook (11), in collaboration with C. M. White; developed a function which gives a practical form of transition curve to bridge the gap. This function agrees with the two extremes of roughness and gives values in very satisfactory agreement with actual measurements on most forms of commercial piping and usual pipe surfaces. Rouse (12) has shown that it is a reasonable and practically adequate solution and has plotted a chart based upon it. In order to simplify the plotting, Rouse adopted co-ordinates inconvenient for ordinary engineering use, since f is implicit in both co-ordinates, and R values are represented by curved co-ordinates, so that interpolation is troublesome.

The author has drawn up a new chart, Fig. 1, in the more conventional form used by Pigott, taking advantage of the functional relationships established in recent years. Curves of f versus R are plotted to logarithmic scales for various constant values of relative roughness (e/D); and to permit easy selection of e/D, an accompanying chart, Fig. 2, is given from which e/D can be read for any size of pipe of a given type of surface.

In order to find the friction loss in a pipe, the procedure is as follows: Find the appropriate (e/D) from Fig. 2, then follow the corresponding line, thus identified, in Fig. 1, to the value of the Reynolds number R corresponding to the velocity of flow. The factor f is thus found, for use in the Darcy formula

In Fig. 2, the scales at the top and bottom give values of the diameter in both feet and inches. Fig. 1 involves only dimensionless quantities and is applicable in any system of units.

To facilitate the calculation of R, auxiliary scales are shown at the top of Fig. 1, giving values of the product (V.D ») for two fluids, i.e., water and atmospheric air, at 60 F. (D » is the inside diameter in inches.) As a further auxiliary, Fig.3 is given, from Which R can be quickly found for water at ordinary temperatures, for any size of pipe and mean velocity V. Dashed lines on this chart have been added giving values of the discharge or quantity of fluid flowing, Q = AV, expressed in both -cubic feet per second and in U. S. gallons per minute.

^{3 Rouse, reference (3), p. 250; and Powell, reference (10), p. 174.}

For other fluids, the kinematic viscosity v may be found from Fig. 4, which with. Prof. R. L. Daugherty’s kind permission has been reproduced to enable R to be quickly found for various fluids, Fig. 4 includes an auxiliary diagram constructed by Dr. G. F. Wislicenus, which gives R for various values of the product VD » shown by the diagonal lines. – For any value of v in the left-hand diagram, by following a horizontal line to the appropriate diagonal at the right, the corresponding R may be read at the top of the auxiliary graph.

Over a large part of Fig. 1, an approximate figure for R is sufficient, since f varies only slowly with changes in R; and in the rough-pipe zone f is independent of R. From the last consideration, it becomes possible to show, in the right-hand margin of Fig. 2, values of f for rough pipes and complete turbulence.

^{Reference (13) and reference (5).}

If it is seen that the conditions of any problem clearly fall in the zone of complete turbulence above and to the right of the dashed line in Fig. 1, then Fig. 2 will give the value of f directly without further reference to the other charts.

ILLUSTRATION OF USE OF CHARTS

Example 1: To estimate the loss of head in 200 ft of 6-in. asphalted cast-iron pipe carrying water with a mean velocity of 6 fps: In Fig. 2, for 6 in. diam (bottom. scale), the diagonal for « asphalted cast iron » gives e/D= 0.0008 (left-hand margin). In Fig. 3, for 6 in. diam (left-hand margin), the diagonal for V = 6 fps gives R = 2.5 (10⁵) (bottom scale) (or, instead of using Fig. 3, compute VD » = 6 _X 6 = 36). In Fig. 1, locate from the right-hand margin the curve for e/D= 0.0008 and follow this curve to a point above R = 2.5 (10⁵) on the bottom scale (or below VD » = 36 on the top scale). This point gives f = 0.02 (left-hand margin); then:

Example 2: To estimate the loss of head per 100 ft in a 15-in. new cast-iron pipe, carrying water with a mean velocity of 20 fps: In Fig. 2, for 15 in. dim (bottom scale), the diagonal for « cast iron » gives e/D= 0.0007 (left-hand margin). In Fig. 3, for 15 in. diam (left-hand margin), the diagonal for V = 20 fps gives R = 2 (10⁶) (or, instead of using Fig. 3, compute VD »= 20 X 15= 300). In Fig. 1, the curve for e/D= 0.0007 (interpolating between 0.0006 and 0.0008, right-hand margin), at a point above R = 2 (10⁶) (bottom scale) (or below VD » = 300, top scale) gives f = 0.018 (left-hand margin). In this case the point on Fig. 1 falls just on the boundary of the region of « complete turbulence; rough pipes. » Here R or VD » need only be approximated sufficiently to see that the point falls in the complete turbulence region, and f can then be found directly from the right-hand margin in Fig. 2 without further reference to Fig. 1; then

It must be recognized that any high degree of accuracy in determining f is not to be expected. With smooth tubing, it is true, good degrees of accuracy are obtainable; a probable variation in f within about ±5 per cent (14), and for commercial steel and wrought-iron piping, a variation within about ±10 per cent. But, in the transition and rough-pipe regions, we lack the primary and obvious essential, a technique for measuring the roughness of a pipe mechanically. Until such a technique is developed, we have to get along with descriptive terms to specify the roughness; and naturally this leaves much latitude. The lines in Fig. 2 might be more graphically represented by broad bands rather than single lines, but this is not practical due to overlapping.

Even with this handicap, however, fairly reasonable estimates of friction loss can be made, and, fortunately, engineering problems rarely require more than this. It will be noted from the charts that a wide variation in estimating the roughness affects f to a much smaller degree. In the rough-pipe region, for the reasons just explained, the values of f cannot be relied upon within a range of the order of at least 10 per cent.

The charts apply only to new and clean piping, since the rapidity of deterioration with age, dependent upon the quality of the water or fluid and that of the pipe material, can only be guessed in most cases; and in addition to the variation in roughness there may be, in old piping, an appreciable reduction in effective diameter, making an estimate of performance speculative.

Although we have no accepted method of direct measurement of the roughness, in any case where we have a sample of pipe of the same surface texture available for test in the laboratory or in the field, then from a test of such a pipe in any size we can, by aid of the charts, find the absolute roughness corresponding to its performance. Thus we have a means for measuring the Toughness hydraulically. The scale of the absolute roughness e used in plotting the charts is arbitrary, based upon the sand-grain diameters of Nikuradse’s experiments.

The field covered by Fig. 1 divides itself into four areas representing distinct flow characteristics. The first is the region of laminar flow, up to the critical Reynolds number of 2000. Here the flow is fully stabilized under the control of viscous forces which damp out turbulence, permitting a completely rational solution. The values off are here given by a single curve, f = 64/R independent of roughness, representing the Hagen -Poiseuille law.

Between Reynolds numbers of 2000 and 3000 or 4000, the conditions depend upon the initial turbulence due to such extraneous factors as sudden changes in section, obstructions, or a sharp-edged entrance corner prior to the reach of pipe considered;

and the conditions are probably also affected by pressure waves initiating instability. This region has been called a critical zone, and the indefiniteness of behavior in this region has been indicated by a hatched area without definite f lines. The minimum for f values is the dotted continuation of the laminar-flow line, corresponding to very smooth and steady initial flow. When there is distinct turbulence in the entering fluid, the flow in the’ critical zone is likely to be pulsating (2) rather than steady. The effects of strong initial turbulence may even extend into the laminar-flow zone, raising the f values somewhat, as far as to a Reynolds number of about 1200. Above a Reynolds number of 3000 or 4000, conditions again become reasonably determinate. Here we find two regions, namely, the transition zone and the rough-pipe zone. The transition zone extends upward from the line for perfectly smooth pipes, for which the equation is

                                                                                             (Karman., Prandtl, Nikuradse)  to the dashed line indicating its upper limit, plotted

from the relation

                                           (following the corresponding line in Rouse’s chart, reference 12).

In the transition zone the curves follow the Colebrook function.

These curves are asymptotic at one end to the smooth pipe line and at the other to the horizontal lines of the rough-pipe zone. Actually, the curves converge rapidly to these limits, merging with the smooth pipe line at the left, and at the right, beyond the dashed line, becoming indistinguishable from the constant f lines for rough pipe.

THE COLEBROOK FUNCTION

The basis of the Colebrook function may be briefly outlined. Von Kerman had shown that, for completely turbulent flow in rough pipes, the expression

is equal to a constant (1.74), or, as expressed by Colebrook,  

is equal to-zero. In the transition region of incomplete turbulence von Karman’s expression is not equal to a constant but to some function of the ratio of the size of the roughnesses to the thickness of the laminar boundary layer. Accordingly, Nikuradse had represented his experimental results on artificially roughened pipes by plotting

                                      versus

in which   

is the laminar layer thickness. By this method of plotting, the results for all types of flow and degrees of roughness were shown to fall on a single curve. Using logarithmic scales, the smooth-pipe curve becomes an inclined straight line, and the rough-pipe curves merge in a single horizontal line.

Colebrook (11), using equivalent co-ordinates,⁵ plotted in his Fig. 1, here reproduced as Fig. 5, the results of many groups of tests on various types of commercial pipe surfaces. He found that each class of commercial pipe gave a curve of the same form, and while these curves are quite different from Nikuradse’s sand-grain results, they agree closely with each other and with a curve representing his transition function.

^{t’e/a may be expressed in alternative forms as proportional to R-Vf in which r = D/2, k = e; or to p V*k in which V* = ‘ r/k  ‘2 . Ti’ To being the shearing stress at the pipe wall, p the mass density of the fluid andµ its absolute or dynamic viscosity.}

Rouse « (12), also using equivalent co-ordinates, has plotted in his Fig. 6, here reproduced as Fig. 6, a large number of points each of which represents a series of tests on a given size of commercial pipe, together with the Colebrook curve. As he points out, the deviation of the points from the Colebrook curve « is evidently not much greater than the experimental scatter of the individual measurements in any one series ».

When the thickness of the laminar layer, which decreases with increasing Reynolds number, becomes so small, compared to the surface irregularities, that the laminar flow is broken up into turbulence, the flow conditions pass over into the zone of « rough pipes, » with complete turbulence established practically throughout the flow. Viscous forces then become negligible compared to inertia forces, and f ceases to be a function of the Reynolds number and depends only upon the relative roughness; giving horizontal lines of constant f in the chart. These lines agree with the von Karman rough-pipe formula:

Since f depends upon the relative roughness, the ratio of the absolute roughness to the pipe diameter, even a fairly rough surface in a very large pipe gives a small relative roughness. Thus Colebrook plots the results obtained on the penstocks of the Ontario Power Company, where metal forms and specially laid concrete produced a very smooth example of concrete surface. This in combination with the large diameter gave a relative roughness comparable to drawn brass tubing, with f values falling practically on the « smooth pipe » line of Fig. 1. Such specially fabricated, welded-steel pipe lines as those of the Colorado aqueduct system would probably give values along the same curve.

On the other hand, at very high velocities in drawn tubing of small diameter, even the small absolute roughness is sufficient to break up the laminar boundary layer, and the tubing becomes in effect a « rough pipe. » Very few experiments have carried the velocities and Reynolds numbers high enough to permit a close estimate of e for drawn brass, copper, or similar tubing; but by applying the Colebrook function to the available data (14, 15), for the smoothest surfaces reported upon, e was estimated as of the order of 0.000005; and a line corresponding to this value has been drawn in Fig. 2, serving as a minimum limit for surfaces likely to be encountered in practice.

PIPE FRICTION FACTORS APPLIED TO OPEN-CHANNEL FLOW

Pipe friction factors have sometimes been applied to open-channel flow, and more commonly the friction losses in large pipes and other closed conduits have been computed from open-channel formulas. The Chezy formula for open channels is

in which V is the mean velocity; m the hydraulic mean depth or « hydraulic radius, » the sectional area divided by the wetted perimeter; S the slope, the loss of head divided by length of channel, and C a coefficient. The Chezy formula is equivalent to the Darcy formula for pipes, the Chezy coefficient C being convertible into f by the relation f= 8g/C². It should be considered, however, that the Chezy coefficients have been derived principally from observations on relatively wide and shallow channels of large area and rough bottoms, far from circular in shape, and that they involve a free water surface not present in closed conduits, so that; even when the flow is uniform, the problem is highly complex. Consequently, such formulas as Manning’s are recommended for open channels in preference to the use of values of C derived from the pipe friction factors.

Open channels dealt with in engineering practice are usually rough surfaced and of large cross section, corresponding to large Reynolds numbers and falling in the zone of complete turbulence, so that the friction factors are practically independent of Reynolds number. The presence of a free surface, however, with surface waves or disturbances, introduces a consideration not involved in closed-conduit flow. It is therefore the author’s view that while, for open channels, we can drop the Reynolds number as an index of performance, we should replace it by a new criterion, the Froude number relating the velocity head and depth, which can be expressed as

or more strictly               

                         

in which

denotes the average depth or, sectional area divided by the surface breadth; the latter form representing the .ratio of mean velocity to the gravitational critical velocity or velocity of propagation of surface waves.

This proposed criterion defines whether the flow falls in the « tranquil, » « shooting, » or critical state. The neglect of this factor may at least partially account for inconsistencies between various open-channel formulas, and between open-channel and pipe-friction formulas, and casts particular doubt on accepted formulas for open-channel friction in the critical or shooting-flow regions, These considerations suggest the plotting of open-channel friction factors as a function of the relative roughness and the Froude number, in similar manner to the plotting off as a function of the relative roughness and the Reynolds number for closed conduits.

For the foregoing reasons, Fig. 1 is not recommended with much confidence for general application to open channels, for which a formula such as Manning’s better represents the available information. The charts can however be applied, at least as an approximation, to noncircular closed conduits of not too eccentric a form or not too different from a circular section, by using an equivalent diameter

Since civil engineers usually classify surface roughness by the Kutter and Manning roughness factor n, it would be helpful in selecting a value of e for such variable surfaces as concrete, if we could correlate e and n. P. Panagos⁶ has applied the Colebrook function to the test data collected by Scobey (16) and finds the following values of e corresponding to the Rutter n ratings given by Scobey, which may be at least tentatively utilized:

Kutter n         0.0105   0.011      0.012   0.013   0.014   0.015  0.016

Absolute roughness e  0.00015    0.0005   0.002   0.005   0.011   0.02    0.03

Accordingly, on the basis of Scobey’s data the lines given in Fig. 2 for concrete may be somewhat more definitely described as follows:

Although the curves in Fig. 1 are plotted from definite functional forms which can be accepted with some confidence within the degree of accuracy required in engineering use, further information will be welcomed which would improve the location and definition of the lines in Fig. 2, or which would add new lines for other materials. Any tests of friction head in pipe of any material can be applied to Fig, 1, and corresponding points can be readily located in Fig. 2. A 45-deg line through a point so located can then be added to Fig. 2, to represent a particular kind of pipe surface.

ACKNOWLEDGMENT

For helpful suggestions and assistance, the author is particularly indebted to Prof. B. A. Bakhmeteff, Mr. Ralph Watson, Dr. G. F. Wislicenus, Dr, A. T. Ippen; and to Mr. P. Panagos for collecting data and numerical checking.

BIBLIOGRAPHY

1 « The Mechanics of Turbulent Flow, »-by B. A. Bakhmeteff, Princeton University Press, 1936.

2 « Applied Hydro- and Aeromechanics, » by L. Prandtl and 0. G. Tietjens, Engineering Societies MOnographs, McGraw-Hill Book Company, Inc., New York, N. Y., 1934.

3 « Fluid Mechanics for Hydraulic Engineers, » by H. Rouse, Engineering Societies Monographs, McGraw-Hill Book. Company, Inc., New York, N. Y., 1938.

4 « The Flow of Fluids in Closed Conduits, » by R. J. S. Pigott, Mechanical Engineering, vol. 55, 1933, pp. 497-501, 515.

5 « Hydraulics, » by R. L. Daugherty, McGraw-Hill Book Company, Inc., New York, N. Y., 1937.

6 « A Study of the Data on the Flow of Fluid in-Pipes, » by E. Keinler, Trans. A.S.M.E., vol. 55, 1933, paper Hyd-55-2, pp. 7-32.

7 « Stromungsgesetze in Rauhen Rohren, » by J. Nikuradse, V.D.Z.Forsch,ungsheft 361, Berlin, 1933, pp. 1-22.

8 « Mechanische Ihnlichkeit and Turbulenz, » by Th. von ICArman, Nachrichten von der Gesellschaft der Wissenschaften Fu Gottingen, 1930, Fachgruppe 1, Mathematik, no. 5, pp. 58-76. (« Mechanical Similitude and Turbulence, » Tech. Mem. NA.C.A.., no. 611, 1931.)

9 « Neuere Ergebnisse der Turbulenzforschung, » by L. Prandtl, Zeitschrift des Vereines deutscher Ingenieure, vol. 77, 1933, pp. 105-114.

10 « Mechanics of Liquids, » by R. W. Powell, the MacMillan Company, New York, N. Y., 1940.

11 « Turbulent Flow in Pipes, With Particular Reference to the Transition Region Between the Smooth and Rough Pipe Laws, » by C. F. Colebrook, Journal of the Institution of Civil Engineers (London, England), vol. 11, 1938-1939, pp. 133-156.

12 « Evaluation of Boundary Roughness, » by H. Rouse, Proceedings Second Hydraulic Conference, University of Iowa Bulletin 27, 1943.

13 « Some Physical Properties of Water and Other Fluids, » by R. L. Daugherty, Trans. A.S.M.E., vol. 57, 1935, pp. 193-196..

14 « The Friction Factors for Clean Round Pipes, » by T. B. Drew, E. C. Soo, and W. H. McAdams, Trans. American Institute of Chemical Engineers, vol. 28, 1932, pp. 56-72.

15 « Experiments Upon. the Flow of Water in Pipes and Pipe Fittings, » by J. R. Freeman, published by THE AMERICAN SOCIETY or MECHANICAL ENGINEERS, 1941.

16 « The Flow of Water in Concrete Pipe, » by F. C. Scobey, Bulletin 852, U. S. Department of Agriculture, October, 1920.

6 Assistant in Mechanical Engineering, Princeton University, Princeton, N. J.

Discussion

R. L. DAUGHERTY.? The writer has nothing but commendation for this excellent paper. The author has presented the latest theory combined with the available experimental data in a manner which makes it more convenient for use than has been the case heretofore. His evaluation of relative roughness for different types and sizes of pipes is a step forward.

While this paper deals primarily with pipe friction it is interesting to note the suggestions made concerning the treatment of the flow in open channels. The latter has not been given the attention from the standpoint of rational analysis that has been devoted in the past to pipes. It is to be hoped that developments in this field may be made along the lines suggested by the author.

The author calls attention to the well-known fact that in the transition zone the Nikuradse curves for his artificial sand-grain roughness are quite different from those obtained with commercial pipes. The writer would like to know if the author has any explanation to offer for this marked difference.

C. W. HUBBARD.B This paper is of interest to engineers who must estimate fluid-friction loss closely for certain types of problems. Ordinarily the Manning type of formula is preferred, since the roughness value may be determined from the Lype of surface of the wall as contrasted to the Darcy formula where the roughness coefficient varies with the size of pipe and is difficult to estimate. The author’s Fig. 2 allows a quantitative wall roughness estimated from the type of wall to be used.

During some recent tests made to select a protective paint for steel which would also have a low friction loss, it was found that several coatings, particularly those consisting of certain bitumastic constituents which required them to be applied thickly to the wall, gave low flow-resistance values. The tests, made in 3-in. pipes, which were split longitudinally to allow proper application of the coating, showed roughness values of the order of those obtained with drawn-brass tubing. However, the appearance of the coating was not as smooth as drawn tubing. The writer had previously experienced this effect with similar coatings. There seems to be little published material on the friction loss produced by various protective paints and coatings on pipe walls, particularly on small pipes when the flow is likely to occur in the transition range where the friction loss is dependent upon Reynolds number. Apparently the roughness of such surfaces is of the wavy Gype which cannot be evaluated on the same basis as the same magnitude of roughness which is of the granular type.

A. T. IPPEN.9 The author has ably satisfied the object of his paper stated in the beginning with an extremely timely and practical summary of the latest information available on pipe friction. Academic research in this field over the last 30 years conducted on a fundamental basis has finally yielded a satisfactory explanation of the nature of the laws of pipe friction and has cleared up the concepts of energy dissipation in conduits and channels.

? Professor of Mechanical. Engineering, California Institute of -Technology, Pasadena, Calif.

Lieutenant Commander, U.S.N.R. Mena. A.S.M.E.

Assistant Professor, Hydraulic Laboratory, Lehigh University, Bethlehem, Pa.

The evidence for the adoption of the methods for, determining the pipe friction factor as presented by Colebrook is rather astonishing. Some experiences in this connection may be contributed here. The writer has computed two comprehensive sets of data on, pipe friction, one by John R. Freeman and another by L. H. Kessler. The former completed his experiments during the years 1889 to 1893 and his data were published by this Society in a special volume (15)10 in 1941. The second set of data was obtained from pipe friction experiments at the Wisconsin Experimental Station, the results of which were published in 1935. Both experimenters performed tests on 1/4 in- to 8 in diameter wrought-iron pipes in new condition covering the maximum range in Reynolds numbers possible under their experimental conditions. After plotting these results every one of their rails shows essentially the f versus R curve indicated by Colebrook and ‘e values calculated for all the various sizes come out very close to the average value stated for wrought-iron pipe in the present paper. It must be remembered that Kessler’s data were obtained 40 years after those of Freeman and that it can hardly be assumed that manufacturing processes remained identical during that period.

Another fact of importance to the practical engineer from this analysis of Freeman’s and Kessler’s data is worth mentioning. Rouse and Moody in their f versus R curves terminate the transition range from smooth- to rough-pipe flow along a line corresponding to a ratio of absolute roughness e to the laminar boundary layer thickness a of 6.08. Kessler’s and Freeman’s data do not give a single value that high in all their runs; their highest values obtained were about = 2.5. Under practical conditions of use therefore the flow of water in pipes occurs well in the transition range from smooth-to rough-pipe flow.

This fact easily explains why a final solution of the pipe friction problem was possible only after the concepts of « smooth-pipe » and « rough-pipe » flow had been established separately. While Nikuradse’s results on uniformly sand-coated pipe were helpful in this respect, they also resulted in more complicated transition curves than are obtained from tests with the statistical roughness patterns encountered of the most commercial pipe surfaces. The Colebrook universal function seems to fit the better in this transition range; the more, the roughness irregularities are statistically distributed as fax as size and shape are Concerned and vice-versa, the more regular the size and pattern of the irregularities the closer Nikuradse’s transition curves are approached, where finally the critical velocity for all roughness bodies is the same in the ideal case of completely uniform size.

The familiar functions for the pipe friction factor f may be written in the following form

1, Numbers in parentheses throughout the discussion refer to the Bibliography at the end of the author’s paper.

According to Colebrook, Equations, [1] and [2] are combined into the following universal function

This function reverts to either Equation [1] or Equation [2], if either the influence of the relative roughness disappears or when the viscous influence becomes insignificant. By use of Equation [3], the Colebrook function may be written in the alternative form

This equation clearly brings out the dependence of the pipe friction phenomena upon the thickness of the laminar boundary layer, i.e., on the viscosity of the fluid. It will be found in practical calculations that this influence is very seldom absent. The proposed ultimate value of

is equivalent to a value of

of 6.08.

It is evident that aging of pipes under varying conditions of use will result in new values of absolute roughness which at present are not easily’ predicted. From experiments on galvanized steel pipe of 4 in. diam at the Hydraulic Laboratory of Lehigh University, an initial average value of e = 0.00045 ft was obtained. This value of e was doubled within 3 years as a result of the change in surface conditions with aging under moderate conditions of use. It must be remembered here that this change in e represents only about a 20 per cent increase in the Darcy-Weisbach factor f, since the e value is a much more sensitive indicator of pipe roughness than the factor f.

In conclusion, it may be hoped that this paper will bring the general adoption of this relatively easy and reliable method of determining pipe friction and thereby establish a standard procedure in practice which is based upon sound analytical and experimental evidence.

W. S. PARDoE.11 In the following tests on pipes of various diameters and materials, the exponent n in the exponential formula,

varied from 0.535 to 0.546, thus checking Williams’ and Hazen’s formula

very closely.

The maximum value of R was about 1,250,000 for 8-in. Neoprene dock-loading hose (very smooth) which is much below the « complete turbulence zone. » The tests included:

6-in. halite cement-asbestos pipe (predecessor of Transite)

4-in. Ruberoid cement-asbestos extruded pipe

4-in. fiber conduit

6-in, and 8-in. Neoprene dock-loading hose for E. I. du Pont de Nemours

2-in. to 12-in. steel pipe

8-in. rubber dock-loading hose with 1-in. X 1/8-in. helical metal band on inside

In no case except the last did the exponent n show even a tendency of decreasing, let alone approaching a value of 0.5 or complete turbulence. This must be due to the smoothness of the materials and the low value of Reynolds number. In the last case, the values of f did show a tendency to become constant, the value of e/D being quite large.

11 Department of Civil Engineering, University of Pennsylvania, Philadelphia. Pa,

The writer has not conducted a sufficient number of tests on pipes and is far from a pundit on this subject. At some time in the future, he will attempt to -work into the « complete turbulence zone, » if such there is, even if he must use a bit of 4-in. turberculated cast-iron pipe.

Mr. Pigott in his discussion has mentioned my insistence on the fact that the coefficients of Venturi meters become constant. This coefficient may be approximated by the formula

in which if β is the diameter ratio d₂/d_l and K is the coefficient of loss in

The value of K on the flat part of tests of 85 cast-iron Venturi meters approximates

As the absolute roughness is constant, the proportional roughness varies inversely as the diameter or the coefficient increases with the diameter. The tests ran to quite high values of Reynolds number in terms of

thus indicating there is such a thing as complete turbulence. Solving the foregoing expression

Hence a constant value of c gives a constant K, or n_f varies as V².

This is of course arguing from the writer’s experience with Venturi meters to make up for his lack of adequate experimental knowledge of the subject under discussion.

Professor Moody says f is a function of « two and only two », dimensionless quantities     

      and 

The writer has found in his work on Venturi meters a variation of over 1/2 per cent, due to the effect of the ambient temperature.12

As a variation of 1/2 per cent in c requires a variation of 25 per cent in k it seems to the writer the effect of a difference of temperature of 20 deg F on f at low value of R might be considerable. This effect is brought about by a change in the boundary shear; thus

If Q is kept constant dv/dy will also be constant, and        corresponds to the temperature of the inside wall of the pipe, which will lie between the ambient temperature and that of the water. It will decrease as the velocity increases as a result of the heat being conducted away more rapidly. This the writer will check in future experiments; it may throw some light on the upper limit of the critical or unstable zone. The effect is a function of Reynolds and Prandt’s or Nusselt’s numbers, and the writer is not certain « what the price of cheese in Denmark does to effect f”.

12 « Effect of High Temperatures and Pressures on Cast-Steel Venturi Tubes, » by W. S. Pardoe, Trans. A.S.M.E., vol. 61, 1939, p. 247.

Professor Moody is to be congratulated on producing a very usable plot of friction factors which in due time may replace the Pigott and Semler curves which have to date been extensively quoted and used by engineers. Thus do we progress?

R. J. S. PioarT.13 This study of friction factor in pipes is particularly interesting to the writer, as it is a valuable further rationalization of a situation which has been unsatisfactorily empirical.

At the time the writer’s own correlation (4) was presented (1933) there was almost complete lack of uniformity between various formulations in general use, wandering all the way from Sutter, Hazen, and Williams tables, to Aisenstein’s averaged values.

There was great need to prepare a formulation that would work satisfactorily for all kinds of conduit, from brass tubing to brick ducts, and for all fluids.

Dr. Kemler, then on the writer’s staff, did the laborious part of the job, in correlating the results of all the experiments published up to that time, culling all those with incomplete data (6). The writer summarized this work, in form for direct application generally, introducing the roughness effect by rather strong-arm empiric; but at any rate the resulting chart worked well and has been growing in use.

The great value of the author’s study is that it puts the roughness effect, at last, on a much better justified basis. For example, Buckinghara (Fig. 1, reference 5) drew the lines for different sizes of steel pipe curved as they approached the viscous region, the same as the author now shows them; Stodola (Fig. 1, ref. 5) shows them straight and intercepting.

The later material used by the author shows that they are curved. Another important point settled by the author is that the lines for all roughnesses finally reach a constant value. The point at which this condition obtains is plainly shown to be a function of relative roughness, and so solves a difficulty Dr. Semler and the writer had, in correlating some of the test material. Some of the experimental results showed rather flat coefficients that were unexpected in regions of moderate roughness. But this constant value of f is confirmed by Professor Pardoe’s findings on Venturi discharge coefficients. He has been pointing out for years that the coefficient reaches a constant value at some Reynolds number that increases with size. Since most Venturis above rather small sizes are made with cast approach cones and the losses are substantially represented by pipe friction, this situation corresponds to flat final value of f at complete turbulence, and a decrease of the value of f with decrease of roughness.

Some engineers may be interested in the flow of queer materials like greases, muds, cement slurries, etc., that have thixotropic properties (quoted from the theologists), that is, they have plasticity mixed in with viscosity. All these materials have apparent viscosities ‘which decrease with increase of shear rate, but, when they finally reach turbulent flow, behave like true liquids of rather low viscosity. Such activities as oil-well drilling, cement-gun and grouting operations, automotive greasing equipment, and ball bearings involve such materials. In food industries, one gets tomato ketchup and pea soup; glue and soap solutions, paint and varnish operations, and various queer materials in the rayon and plastics industries. For those interested, a paper¹⁴ by the writer presents more or less a rational solution that has been quite satisfactorily supported by tests.

^{13 Chief Engineer, Gulf Research and Development Company, Pittsburgh 30, Pa. Fellow A.S.M.E.}

^{14 « Mud Flow in Drilling, » by R. J. S. Pigott, Drilling and Production. Practic A.P.I., 1941, pp. 91-103.}

In Fig. 1, the author has drawn his dotted line of complete turbulence somewhat in advance of the Reynolds number values at which the friction factor becomes a constant quantity. The writer finds that the expression

represents, as closely as can be determined from the small-scale diagram, the point at which the friction factor becomes absolutely constant. It is curious and probably only accidental’ that the value 3500 corresponds about to the upper limit of the critical zone.

RousE.15 Important results of laboratory research frequently do not reach the hands of practicing engineers until many years after the original papers have been published. A salient case in point is the discovery by Blasius in 1913 of the dependence of the Darcy-Weisbach resistance coefficient, f upon the Reynolds number R, which did not come into general engineering use until perhaps a decade ago. It often happens, however, that once engineers have accepted a new idea they are loath to modify it in any way. The paper under discussion is a very commendable endeavor to make recent experimental findings immediately useful to the engineer, but the writer feels that it still caters to a regrettable degree to the engineer’s innate conservatism.

If the writer’s belief is correct, this paper is intended to fulfill the same purpose as that which prompted the writer to present a somewhat similar paper (12) and resistance chart at the Second Hydraulics Conference in 1942. The author claims that’ in this chart, which is reproduced herewith in slightly modified form,¹⁶ the writer adopted co-ordinates inconvenient for ordinary engineering use. Such criticism resulted from the writer’s deliberate advancement beyond the now familiar Blasius f-versus-R notation in the belief that both greater convenience and greater significance would be attained thereby. Since these two papers of identical purpose thus differ in their basic method of approach, a criticism of the one point of view must necessarily involve a defense of the other.

Although Blasius’ original dimensional analysis of the variables involved led to his adoption of the form VD/ν as the most significant grouping of terms upon which f should depend, it must be realized that the following three different combinations of the same variables are all equally valid for the basic case of a smooth pipe: ¹⁷

The combination now most familiar to the engineer, of course, is the first, although it has long since been proved that it will yield a linear plot on logarithmic paper for only the laminar zone. The second, on the other hand, is the basis of the Karman-Prandtl analysis of the turbulent zone, the general functional relationship simply being written in the specific form:

^{15 Director, Iowa Institute of Hydraulic Research, University of Iowa, Iowa City, Iowa.}

^{16 « Elementary Mechanics of Fluids, » by Hunter Rouse; John Wiley & Sons, Inc., New York,- N. Y. (in Press).}

^{17 « Solving Pipe Flow Problem with Dimensionless Numbers, » by A. A. Kalinski, Engineering News-Record, vol. 123, 1939, p. 23.}

Despite the author’s, indication to the contrary, f is not inextricably embodied in the second term of this relationship, as may be seen from the identity

If the Karman-Prandtl parameters are chosen as the basis of a semi logarithmic chart, as in the accompanying figure, not Only will the smooth-pipe relationship plot as a straight line, but all transition curves from the smooth to the rough relationship will be geometrically similar. It would appear to the writer that this combines ease in interpolation (and hence convenience) with greater significance than the Blasius plot will permit. This, therefore, is one of the writer’s two reasons for continuing to recommend the newer type of chart in preference to that of the author.

The writer’s second reason will be evident after further inspec­tion of the foregoing functional relationships. The first relation­ship will be directly useful in graph form only if the velocity or rate of flow is known; otherwise the desired coefficient may be evaluated from the graph only through the inconvenient process of trial and error. If the velocity or rate of flow is not known, on the other hand, a graph of the second functional relationship will make the desired coefficient immediately available. In order to provide a single chart which would satisfy both sets of requirements, the writer supplied ordinate scales of both f and  

(the latter being proportional to the Chezy C) and abscissa scales of both R= V.D/ ν and

Since the parameters     

were selected by the writer for the primary ordinate and abscissa scales; the alternative abscissa parameter     

is necessarily represented by curved lines over a portion of the writer’s chart. Had log f and log R been chosen as the primary parameters,   

would still have required sloping lines in the grid; such choice therefore in­volves no particular advantage over the writer’s but rather de­feats the writer’s purpose owing to the accompanying distortion of the entire system of transition curves. The author’s graph, of course, contains no secondary grid system simply because it permits direct solution for only one of the several variables.

Brief mention might be made of the third possible combination of variables, which is evidently applicable to problems in which the diameter is the unknown quantity. So long as the pipe is smooth, such a plot will be of use, but the adoption of a similar function for the case of rough surfaces will still require a trial-and­-error solution, unless the graph is made hopelessly complex, ow­ing to the fact that for a given boundary material the pipe di­ameter must be known, before the relative roughness may be evaluated. Solution by trial might therefore proceed just as well from either of the other two functional relationships con­tained in the writer’s diagram.

The writer commends the author’s presentation in graph form of the values of absolute roughness given in the writer’s paper, but notes with interest that this plot is consistent with the writer’s rather than the author’s choice of basic parameters. Such a graph would therefore have its greatest value when prepared as a marginal extension of the writer’s resistance chart, for then no relative-roughness computations would have to be made.

So far as the author’s discussion of open-channel resistance is concerned, the writer takes exception to two points of fundamen­tal importance: First, the author states that such relationships as the Manning formula should be used in open-channel computa­tions in preference to values derived from pipe tests, implying that the familiar empirical open-channel formulas are inherently more valid. It is known, however, that the Manning formula (not to mention those of Bazin and gutter) is not in accordance with the logarithmic law of relative roughness upon which the author’s paper is based. So far as the writer can ascertain, the only reason pipe tests could not generally be used in evaluating open-channel resistance lies in the fact that few open-channel boundary surfaces are suitable to testing in pipe form. Aside from the moot question of the effect of cross-sectional shape (which the empirical open-channel formulas in no way answer), it would appear to the writer that a general resistance graph for uniform open channels should differ little from that for pipes, ex­cept in that the familiar parameters C and S might conveniently be included in the co-ordinate scales; this has been done in the present form of the writer’s chart.

The writer’s second objection to the author’s closing section is in regard to his implication that the Froude number should re­place the Reynolds number as the fundamental resistance pa­rameter for open-channel flow. So far as boundary resistance is concerned, the writer can see no possibility of the Froude number playing a comparable role. It is true that viscous shear is of little significance in comparison with boundary roughness in most open-channel problems, but it is also true that the effect of sur­face waves upon the internal resistance to flow has not yet been ascertained. The open-channel problem is, in fact, quite analo­gous to that of ship resistance, in which the matter of surface drag is considered wholly independent of the Froude number. If, to be sure, the phenomena of slug flow, atmospheric drag, and air entrainment prove to govern the resistance in the comparatively infrequent case of supercritical flow in open channels, then the Froude number may well become an appropriate resistance criterion, as it already is for cases of channel transition. But to imply that it should replace the Reynolds number as a resistance parameter whenever a free surface exists seems rather untimely to the writer, in that it could lead to serious misinterpretation of those few principles of boundary resistance which have been definitely established.

^{1, Professor of Engineering Research, The Pennsylvania State}

^{College, School of Engineering, State College, Pa. Mena. A.S.M.E.}

^{19 « Mechanism of Disintegration of Liquid Jets, » by P. H. Schweitzer, Journal of Applied Physics, vol. 8, 1937, pp. 513-521.}

P. H. Schweitzer.¹⁸  Lest the author’s charts, presented in delightfully handy forms, be used indiscriminately, it is perhaps in order to add one note of caution. Most of the statements, formulas, and charts are valid only for « long » pipes. For short pipes, the rules controlling turbulence are different, and Reyn­olds number is not the sole or deciding criterion for the state of flow.

If the velocity of flow in a long tube is decreased below the « critical » value, a change from turbulent to laminar flow takes place rather abruptly. The author sets the indeterminate region between 2000 and 4000 Reynolds number. Even that represents a rather narrow strip in the total range covered by the flow of such liquids as water or light oil. Outside of this indeterminate region, the flow is either completely laminar or decidedly turbu­lent, ignoring the rather thin laminar-boundary layer.

While this is true of relatively long tubes, for short tubes or nozzles it is not. In a short tube, as was shown by the writer, ¹⁹ the normal state may be, described as « semiturbulent flow, » which may be visualized as a turbulent core in the center and a laminar envelope near the periphery. The thickness of the laminar envelope may vary between wide limits. The change from turbulent to laminar flow or the reverse takes place in a short tube so gradually that the intermediate stage usually covers the whole practical region.

Of course, in both long and short tubes, turbulent flow is pro­moted by high flow velocity, large tube size, curvature of the tube, divergence of the tube, rapid changes in direction and cross-sectional area of the tube. Laminar flow is promoted by high liquid viscosity, laminar approach, rounded entrance to the tube, slight convergence of the tube, absence of curvature and disturb­ances.

Irrespective of the length of the tube an originally turbulent flow will remain turbulent, if its Reynolds number R = vd/ν is greater than the critical Reynolds number; conversely, an originally laminar flow will remain laminar if R is lower than the number.

If the flow at the entrance is turbulent but its Reynolds num­ber in the tube is lower than the critical, the flow will turn purely laminar if the tube is straight, reasonably smooth, and sufficiently long. If the flow at the entry of the tube is laminar but its Reyn­olds number is above the critical, it is hard to predict the charac­ter of the ensuing flow. If the entry is smooth and rounded and the tube free from disturbances and irregularities, the flow will remain laminar even at Reynolds numbers » as high as 15,000.

In a complete absence of all disturbances, a laminar flow proba­bly never turns turbulent, no matter how high its Reynolds number, but the slightest disturbance will ultimately cause tur­bulence if the Reynolds number is above the critical. The higher the Reynolds number the greater the disturbance, the shorter the tube travel necessary for turbulence to set in.

In a short tube the critical Reynolds number is not the one above which the flow generally or in a particular case is turbulent. The flow is frequently laminar at Reynolds numbers above the critical and it may be turbulent or semiturbulent at Reynolds number below the critical.

The critical Reynolds number is the one below which, in a straight long cylindrical tube, disturbances in _.the flow will damp out. Above the critical Reynolds number disturbances (ap­proach, entry, etc.) never damp out, no matter how long the tube is. The critical Reynolds number so defined was found by Schiller²¹ to be approximately 2320.

In short tubes, or nozzles, the length is not nearly enough for the flow to assume a stable condition. Under the circumstances, a Reynolds number higher than critical will have a tendency to­ward turbulence and vice versa, but it may take a tube travel of 60 times diameter before a stable velocity distribution is de­veloped. The actual flow in the nozzle will be influenced con­siderably by the state of flow before the orifice and the disturb­ances in the approach and within the nozzle. The combination of these factors in addition to the Reynolds number will deter­mine the state of turbulence at the exit of the short tube. For a given short tube or nozzle, the influence of the nozzle factors can be considered the same; therefore the Reynolds number alone will determine the character of the flow.

With decreasing Reynolds number, the thickness of the laminar layer increases and the turbulent inner portion decreases until it finally disappears. It is peculiar to nozzles or short tubes that the change from turbulent to laminar flow (or vice versa) takes place gradually rather than abruptly. The semiturbulent state extends over a wide range of Reynolds numbers, differing only in the relative thickness of the turbulent core and laminar envelope.

^{20 With a convergent tube of 10-deg cone angle Gibson (Proceed­ings of the Royal Society of London; vol. A83, 1910, p.. 37G), observed; laminar flow at R = 97,000.}

^{21 « Untersuehungen, fiber laminare and turbulente Stremung, » by L. Schiller,            Forschungsarbeiten, vol. 248}

AUTHOR’S CLOSURE

The paper was intended for application to normal conditions of engineering practice and specifies a number of qualifications limiting the scope of the chsrts, such as their restriction to round (straight) new and clean pipes, running full, and with steady flow. Under such conditions it was stated, as noted by Professor Par-doe, that the friction factor f « is a dimensionless quantity, and at ordinary velocities is a function of two, and only two, other dimensionless quantifies, the relative roughness of the surface and the Reynolds number »

Under abnormal conditions f could of course be affected by other dimensionless criteria. In closed conduits at very high velocities or with rapidly varying pressures it depends on the Mach or Cauchy number introducing the acoustic velocity. In open channels, as pointed out, free surface phenomena, gravity ‘waves, make it logically dependent on Froude’s number. At very low velocities in shallow open troughs it would conceivably be controlled also by the Weber number for surface tension and capillary waves. Capillary forces while important to insects, as to a fly on flypaper, are negligible to us in problems of engineering magnitude. Under usual conditions of pipe flow only the two dimensionless ratios mentioned need be considered, and it is possi­ble to present the relations between the factors in a chart such as Fig.1.

The discussions have brought out a number of other departures from normal conditions and further limitations to the scope of the charts. Professor Pardoe reminds us that a considerable temperature difference between the fluid and pipe wall may have a measurable effect on the shear stresses, due to ambient currents which would increase the momentum transfer in similar manner to turbulent mixing. This effect would probably be of impor­tance only at .the lower Reynolds numbers and with material temperature differences.

Mr. Pigott reminds us that the scope is limited to simple fluids and does not cover « queer materials like greases, muds, cement slurries » and mixtures with suspended solids. Professor (now Commander) Hubbard and Professor Pardoe mention some un­usual forms of pipe surfaces. The author thinks that most of these, including paint coatings, will follow the lines of the charts closely enough for practical purposes if the proper roughness figures are determined; but the rubber dock-loading hose with helical internal band will probably follow a curve similar to curve V in Fig. 6, which Colebrook and White obtained for spiral-riveted pipe.

Dr. Ippen mentions the rate of increase of roughness from corrosion and gives some useful test information. Colebrook found that corrosion usually increases the value of E at substan­tially a uniform rate with respect to time. Professor Schweitzer calls attention to the point that the pipe must be long, with an established regime of flow, and that the charts do not apply to the entrance or « smoothing section » which require separate allowances. Fortunately we are seldom concerned with close estimates of friction loss in short tubes, where friction is a minor element in the total loss of head.

Dr. Ippen’s discussion admirably summarizes the basic struc­ture of the charts and gives supporting evidence. His own studies of the problem had, the author believes, led him inde­pendently to conclusions similar to Colebrook’s.

The Colebrook function has given us a practically satisfactory formulation bridging the previous gap in our theoretic structure, a region in which the majority of engineering problems fall. It has the further useful property of covering in a single formula the whole field of pipe flow above the laminar and critical zones;- and throughout the field agrees with observations as closely as can be reasonably demanded within the range of accuracy available in the measurements, particularly in the evaluation of the boundary roughness.

Referring to a question raised by Professor Daugherty, the in­consistency between Nikuradse’s tests in the transition zone and those from commercial pipe is usually attributed either to the close spacing of the artificially applied sand grains, such that one particle may lie in the wake behind another, or to the uniformity of Nikuradse’s particles in contrast-to the usual commercial sur­face, which is probably a mixture of large and small roughnesses distributed at random. The latter explanation seems particu­larly plausible, since a few large protuberances mixed with smaller ones could project far enough into the lsminnx boundary layer to break it up, while a uniform layer of projections of av­erage size would all remain well within the same thickness of layer. Thus Nikuradse’s curve clings closely to the smooth pipe line much farther thanthe curve for commercial surfaces. At any rate the artificial character of Nikuradse’s surfaces weighs against the use of his values in the region where the discrepancies appear.

Mr. Pigott reviews the progress in charting friction factors and gives evidence supporting the laws adopted. At the end of his discussion he brings up an interesting question, the form and location of the dashed line in Fig. 1 marking the boundary of the rough pipe zone for complete turbulence, beyond which the fric­tion factors become practically horizontal. With his gift for detecting relationships he arrives at a modified equation for this curve.

Referring to Figs. 5 and 6 it will be noted that Nikuradse’s experiments on artificial roughness gave a curve. which dropped below the « rough pipe » line and then approached it from below, while ordinary commercial pipes give points which approach the rough pipe line from above, and that both sets of points seem to merge with the rough pipe line at about

which Rouse accordingly adopted as the equation of the boundary of the rough pipe zone, the dashed line shown in. Fig. 1. If, how­ever, we adopt the Colebrook function for the transition region to the left of this boundary curve, strictly speaking the Colebrook curves never completely merge with the constant f lines but are asymptotic to them; so that on the basis of the Colebrook func­tion there is no definite boundary to the rough pipe region.

Practically however the Colebrook function converges so rapidly to the horizontal lines that beyond Rouse’s dashed curve the differences are insignificant. Considering the practical difficulties of measurement and consequent scatter of the test points, and the fact that the Colebrook function is partly empiri­cal and merely a satisfactory approximation, it seems hardly justifiable to draw fine distinctions from an extrapolation of this function. If the function could be accepted as completely rational it would be more logical to locate the boundary curve so that it would correspond to some fixed percentage of excess in f over the f for complete turbulence.

Prompted by Mr. Pigott’s suggestion, the author has analyzed the Colebrook equation from this point of view. Calling f the value of the friction factor according to Colebrook, and f_k the value for complete turbulence according to von Karman, the Colebrook equation can be expressed

Calling

a small quantity compared to 1 (of the order of 0.05 or less in the region of the boundary curve) then log (1 + x) can be expanded in a series giving

and neglecting x² and higher powers

If now we denote by s the proportional change in f, that is

 being small compared to 1, then

which, expanding by the binomial formula„ is very nearly

Hence:

is the proportional change in f caused by the Colebrook function.

In plotting Fig. 1, the author, instead of continuing indefinitely with the insignificant effect of the small term, and favoring the view that f should became substantially constant in the rough pipe zone, adopted the compromise of ignoring the variation when it fell below about one half of one per cent; and beyond this point the lines were drawn horizontally at the Ktirman value. That is the chart applied the Colebrook formula only to the transition zone.

Putting  

, we have      

practically confirming Mr. Pigott’s deduction. If we adopt a one per cent varia­tion off as a reasonable allowance, the boundary curve could be plotted from    

It might be more logical, to be con­sistent with the Colebrook function, to use this formula for the boundary curve instead of Rouse’s form. The two curves differ but little, and the choice seems more a matter of academic prefer­ence than practical importance; the scatter of test observations obscures a final answer.

As noted in numerous references in the paper the author has been indebted to Professor Rouse for his contributions to the subject, particularly his valuable paper at the Iowa Hydraulic Con­ference. Professor Rousse’s inclusion in his discussion of his chart, Fig. 7, from the latter paper, is a useful addition to the material here collected. The co-ordinates selected for this chart bring out the functional relationships in a simple manner; and those who prefer to adopt this form of chart now have it at hand.

The author still considers it less convenient for usual engineer­ing problems than his Fig. 1. While the horizontal scale of Fig. 7 can be expressed in terms of the frictional loss of head in place of f, this is of no help where the velocity is given and the friction loss is to be found, nor is it of much help in usual engineering problems where the total head is given and the velocity is to be found. The total head almost always includes not only the friction loss in a pipe system; but also the exit loss, and the losses at entrance and in fittings, bends, and changes in section; and we can seldom assign in advance the value of the friction head or slope of the hydraulic gradient; so that successive approximations or trial- ­and-error solutions are still required. While Rouse’s chart is easier to construct, for the reasons explained the author adopted the form of Fig. 1 as easier to use.

Regarding the author’s suggestions as to open channels, the questions raised by Professor Rouse are probably due mainly to the omission of fuller explanation in the paper. It was not the intention to imply that at low velocities in relatively smooth open channels the friction loss would be independent of Reynolds Xi^–umber, and it may well be found that in- this region the loga­rithmic laws may continue to apply, at least in modified form, and that, as Professor Rouse states, « a general resistance graph for uniform open channels should differ little from that for pipes. »

The author was speaking of another region, « open channels dealt with in engineering practice…usually rough-surfaced and of large cross section, corresponding to large Reynolds numbers and falling in the zone of complete turbulence. » With fairly high velocities, corresponding to large Reynolds numbers, in the presence of a free surface, dimensional considerations require us to include the Froude number as a criterion; and in the region of complete turbulence we can fortunately afford to omit the Reyn­olds number as a controlling factor so that we do not have too many variables to handle. The author did not intend to imply that the Froude number « should replace the Reynolds number as a resistance factor whenever a free surface exists » but only in the region described, which however is within the range of ordinary practice.

Professor Rouse recognizes that free-surface phenomena com­prise a factor in the problem; his objection to including the Froude number is merely that « the effect of surface waves upon the internal resistance to flow has not yet been ascertained— » which calls on us to investigate the effect rather than to ignore it. Certainly wave-making resistance is a very real factor both in ship resistance, and in open channel flow in the region of the gravitational critical velocity, Even in tranquil flow it still may have a measurable effect; the location of the maximum velocity point below rather than at the surface suggests an in­fluence of this factor.

The author is confident that Professor Rouse will agree with his belief that further research on open channel friction is much needed; and he commends such a project particularly to the civil engineers. Neither the f versus R charts nor such formulas as Manning’s, Sutter’s or Basin’s are believed to take into ac­count all of the major controlling factors, and a. statistical analy­sis of available data along the lines suggested, supplemented by further experiments, may yield working charts or formulas of great value to engineers.

It is regretted that Professor (now Major) Colebrook, who has-been serving in, the British Army since 1939, was unable to sub­mit a discussion. The author wishes to thank all of the discussers for their useful contributions, and also to thank Mr. Richard B. Willi for his able presentation of the paper at the Pittsburgh meeting on behalf of the author.

Explicit Approximations to the Solution of Colebrook’s Friction Factor Equation

D. J. ZIGRANG

and

N. D. SYLVESTER

College of Engineering and Physical

Sciences The University of Tulsa Tulsa, OK 74104

The friction factor equation developed by Colebrook (1939) for tubulent

flow has received wide acceptance, probably because it was used by Moody (1944) in the preparation of his friction factor charts. However, Colebrook’s equation is implicit in Darcy’s friction factor, fv, and must therefore be solved by iteration, a formidable task in 1944 when Moody presented his charts which, no doubt, ac­ counts for their popularity. Solution of Eq. l by numerical methods to any desired degree of precision is accomplished easily, quickly and cheaply with today’s digital computers.

Moody (1947) presented an explicit friction equation applicable to the

turbulent region of the flow. Equation 2 was said to yield friction factors within ±5% of those of Eq. l over the range 4,000       Re 107 and the relatively narrow range O                             f/D    0.01. Later we show that a maximum absolute deviation of 15.9% occurs for this equation if the maximum value for f/D is extended to 0.05.

A relationship developed by Wood (1966) for computer appli­ cation gives the Darcy friction factor explicitly as

Our work shows that Wood’s equation has a maximum absolute

deviation of 6.0% over the ranges 4,000 <Re< 107 and 0.00004

< f/D <0.05. Jain (1976) used the theoretical equation of Von Karmen and Prandtl for rough pipes

with curve fitting to yield

Equation 5 is said to differ from Eq. .l no more than 1% over the ranges 5,000 < Re < 107 and 0.00004 < E/D < 5 X 10- 2.

Churchill (1977) developed an explicit equation said to be ap­ plicable to all values of Reynold’s number and f/D,

where

and

Chen (1979) presented an explicit equation which is superior to those of Moody, Wood, Jain and Churchill when compared to an iterative solution of Colebrook’s equation.

Equation 9 is also said to be good for all values of Re and f/D.

However it is compared with the equations of Colebrook, Wood

and Churchill only over the ranges 4,000 <Re< 4 X 108 and 5 X

10- 7 < E/D < 0.05.

Our purpose in this paper is to present two additional explicit approximations to the solution of Colebrook’s implicit equation. One of these is easier to U$e but less precise than Eq. 9 relative to the iterative solution of Eq. l while the second equation is both more complex and more precise than Eq. 9.

The turbulent portion of Moody’s chart includes 4,000 Re 108 and 10- 5 f/D   0.05 with a resulting range for Darcy’s friction factor of 0.001   fo  0.077. Using an average value of 0.04 for fo gives a value for the term 2.5226/    fo of about 13.

Combining this value with Eq. l gives

Combining Eqs. l and 10 yields

Equations l0 and 11 constitute explicit approximations for Eq. 1. Equation 11 is actually the first iteration in the numerical solution of Eq. l. The constant 13 in Eq. 10, which was selected on the basis

of an average value for fo of 0.04, proves to be very nearly opti­

mum over the range of interest and is much better value than is required by an iterative solution. Finally, Eq. 11 can be combined

with Eq. 1 to give

Equation 12 constitutes the second iteration in the numerical so­ lution of Eq. 1. It’s maximum deviation from the numerical solution of Eq. l is only 0.11%.

A numerical comparison of Eqs. 2, 3, 5, 6, 9, 11, and 12 with the

numerical solution of Eq. 1 was conducted. A matrix of 60 test points was formed combining each of 10 roughness ratioswith six different  values for Reynold’s number. The roughness ratios were 4 X 10- 5 , 5 X 10- 5, 2 X 10- 4, 6 X 10- 4, 1.5 X 10- 3, 4 X 10- 3, 8 X

10- 3, 1.5 X 10- 2, 3 X 10- 2 and 5 X 10- 2. The Reynold’s numbers

were 4 X 103, 3 X 104, 105, 106, 107 and 108. The absolute deviations relative to Colebrooks’ equation were computed from

and accumulated over the sixty points calculated for each of the seven explicit equations. The results are shown in Table 1.

Although each of the explicit approximations given in Eqs. 9, 11 and 12 is adequate for computational purposes, Eqs. 11 and 12 are recommended. Equation 9 requires more effort than Eq. 11 but less effort than Eq. 12. Likewise, Eq. 9·is more precise than Eq. 11 but less precise than Eq. 12. Consequently, Eq. 11 is recom­ mended for use with hand-held calculators because it is relatively simple for its degree of precision with respect to the Colebrook

equation equation. Clearly, Eq. 12 should be used with program­ mable calculators and digital computers.

NOTATION

D        = inside diameter of pipe E = Error, defined by Eq. 13 E = Roughness height

fv      = Darcy friction factor

fvc     = Darcy friction factor calculated from the Colebrook equation

Re       = Reynolds number

LITERATURE CITED

Chen, N. H., « An Explicit Equation for Friction Factor in Pipe, » Ind. Eng. Chem. Fund., 18(3), 296 (1979).

Churchill, S. W., « Friction-Factor Equation Spans All Fluid Flow Re­ gimes, » Chem. Eng., 91 (Nov. 7, 1977).

Colebrook, C. F., « Turbulent Flow in Pipes with Particular Reference to the Transition Region between Smooth and Rough Pipe Laws, »]. of Inst. Civil Eng., 133 (1939).

Jain, Akalank K., « Accurate explicit equation for Friction Factor, »]. Hy­

draulics Dtv. ASCE, 102 (HY5), 674 (1976).

Moody, L. F., « Friction Factors for Pipe Flow, » Trans. ASME, 66,641 (1944).

Moody, M. L., « An Approximate Formula for Pipe Friction Factors, »

Trans. ASME, 69, 1005 (1947).

Wood, D. J., « An Explicit Friction Factor Relationship, » Civil Eng., 60 (Dec., 1966).

Manuscript received October 17, 1980, reooion received April 3 and accepted April

23, 1981.

Friction-factor equation spans all fluid-flow regimes

A single correlating equation relates pipe friction loss to Reynolds number and surface roughness for laminar, transitional and turbulent flow alike, thus making fluid-flow calculation simpler.

StuartW.Churchill,UniversityefPennsylvania

Equations are more convenient than tables or graphical correlations in computer-aided design and operation. A single equation that correlates the fluid-flow friction factor with all Reynolds numbers and all pipe-roughness ratios can be constructed from theoretical and correlating equations for the laminar, transition and fully developed turbulent regimes of flow, using a general mode! developed by Churchill and Usagi [1].

The friction factor considered herein is defined in terms of the shear stress on the pipe wall, as follows:

The shear stress at the wall can be related to the gradients in pressure, elevation and velocity by a force and momentum balance, such as:

This equation is exact if the momentum-mean velocity is used in the right-hand derivative. However, the volumetric-mean velocity (3)

provides a reasonably accurate approximation.  We can then rewrite Eq. (2) more conveniently in terms of fluid density and mass flowrate by combining Eq.(1) and (2) and replacing u with w and p through Eq. (3), yielding:

The friction factor defined by Eq. (l) and expanded in Eq. (4) is related to the commonly used friction factors of Fanning and Darcy, as follows:

So, all equations in this article can be converted to the Fanning or Darcy friction factors, by multiplying the nonsubscripted fby 2 or 8, respectively.

The individual flow regimes

Laminar regime. For Re <2,100, Poiseuille’s law

f = 8/Re                                      (6)

is applicable.

Transition regime. The various sets of experimental data for the transition regime between laminar and turbulent flow are quite scattered. Wilson and Azad [2] obtained a precise set of values for the friction factor in smooth pipe -for 1,000 < Re < 500,000 by numerical computations. Using their values, we derive an empirical equation for the central portion of the transition regime:

Experimental data suggest that this expression is reasonably valid for rough, commercial pipe as well. Turbulent regime in smooth pipe. Schlichting (3] and others have shown that the semitheoretical equation

of Prandtl expressed in the form of

gives a good fit for experimental data on smooth

G

pipe over the range 3,000 <Re< 3.4 X lQ . They

presume that Eq. (8) holds for even higher Re. For horizontal flow of a fluid of constant density,

So Eq. (8) is convenient if the pressure gradient is specified.

However, Eq. (8) requires trial and error if instead the flowrate is specified. That difficulty is avoided by the Blasius equation:

However, Eq. (10) is inaccurate for Re > 10·5. The expression

suggested by Colebrook (see Churchill [4]) is also convenient if the flowrate is specified, and is essentially

D     Diameter, m

Friction factor, Twf pu2

J;       Friction factor given by Eq. (i)

fn     Darcy friction factor, 8Twl pu2 fF           Fanning friction factor, 2Twf pu2

g Acceleration due to gravity, m/s2

h Elevation, m

L Length of pipe, m m Arbitrary exponent n  Arbitrary exponent P Pressure, Pa

Re Reynolds number, 4wj’ITµD

u      Velocity,

ub Volumetric-mean velocity, 4w/’7TD2p (m/s)

w    Mass flowrate, kg/s

!       Effective roughness, m µ        Viscosity, Pa· s

p     Density, kg/m3 Tw Shear stress, Pa

equivalent to Eq. (8) in accuracy. Eq. (8 ), (10) and (li) are applicable for !Re   fD    5 and Re    3,000, where ! is the effective (or surface) roughness; this parameter has been tabulated in Perry’s « Chemical Engineers’ Handbook » and elsewhere for v11rious kinds of pipe.

Fully developed turbulent .fiow in rough pipe. Nikuradse [5] determined the following asymptotic expression for very large Re in pipes having uniform artificial (laboratory-produced) roughness:

Eq. (12) also holds for rough, commercial pipe, and it is applicable for !Re        D         70 and Re           10,000. Developlng turbulent .fiow in rough and smooth pipe. Churchill [4] derived an expression for both developing and fully developed turbulent flow in both rough and smooth pipes by combining Eq. (8) and (12), as follows:

Eq. (11) was also combined with Eq. (12) to give an alternative expression:

Eq. (14) differs only slightly from Eq. (13).

Eq. (13) is essentially equivalent to the expression commonly used to construct the complete turbulent regime of the friction-factor chart that is reproduced in most textbooks and handbooks.

The full-range equation

The friction factors given by Eq. (7) and (14) can first be combined in the form of the Churchill-Usagi mode! to yield the following test expression for the transition and turbulent regimes:

Here the subscripts 7 and 14 indicate Eq. (7) and (14), respectively. The computed values of Wilson and Azad   indicate   that   the best   value of the arbitrary constant n is about -8, hence:

Eq. (16) can m turn be combined with Eq. (6) in the form:

The computed values of Wilson and Azad suggest that, in this case, 12 is the best value for the arbitrary constant m, hence:

where

Eq. (18) is valid for ail Re and t:/ D. A trial-and-error solution is necessary if the pressure drop rather than the flowrate is specified, but this situation would also occur if Eq. (13) were used rather than Eq. (14).

Conclusions

Eq. (18) is a convenient and accurate replacement for ail of the friction-factor plots in the literature. The only uncertainty arises from the degree of accuracy ofcomponent Eq. (6), (7), (11) and (17), and from the experimental and theoretical values upon which they are based. The equation appears to be complicated but is actually suitable for calculations with even a hand-held computer.

This equation not only reproduces the friction-factor plot but also avoids interpolation and provides unique values in the transition region. These values are, of course, subject to some uncertainty, because of the physical instability inherent in this region.

References

l. Churchill, S. W., and Usagi, R., A General Expression for the Correlation of Rates of Transfer and Other Phenomena, A/ChE j., Vol. 18, No. 6, 1972, pp. 1121-1128.

2.Wilson, N. W., and Azad, R. S., A Continuous Prediction Method for Fully Developed Laminar, ‘l’ransitional and Turbulent Flows in Pipes, J.Aplud Mech., Vol. 42. 1975, pp. 51-54.

5.Schlichting, H., « Boundary Layer Theory, » 4th ed., p. N.Y., 1960.

4.Churchill, S. W., Empirical Expressions for the Shear Stress in Turbulent Flow in Commercial Pipe, AlChE J., Vol. 19, No. 2, 1973, pp. 375-376.

5. Nîkuradse, J ., Strômungsgesetze in rauhen Rohren, Ver. deutsch. lng., Forschungshdt 361, 19:n. T

The author

Stuart W. Churchill is the Carl V.S. Patterson Professcir of Chemical Engineering at the University of Pennsylvania, Philadelphia, PA 19174.

He obtained bachelor’s and doctoral degrees at the University of Michigan, gaining five ycars of industrial experience along the way. He served as Professor and Chairman of the Dcpartment of Chemical and Metallurgical Engineering at Michigan before moving to Penn. A past president and a fellow of AIChE, and a member of the National Academy of Engineering, he has done research mainly in heat transfer and combustion.

Sven Niel

Préfacé par Yann Arthus-Bertrand

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Merci à toutes mes butineuses, à ma femme Gaëlle et à mes filles pour le bonheur qu’elles me procurent et leur soutien dans mes aventures apicoles.

« Les abeilles donnent le miel et la cire odorante à l’homme qui les soigne ; mais ce qui vaut peut-être mieux que le miel et la cire, c’est qu’elles appellent son attention sur l’allégresse de juin, c’est qu’elles lui font goûter l’harmonie des beaux mois, c’est que tous les événements où elles le mènent sont liés aux ciels purs, à la  fête  des  fleurs,  aux heures les plus heureuses de l’année […].

À qui les a connues, à qui les a aimées, un été sans abeilles semble aussi malheureux et aussi imparfait que s’il était sans oiseaux et sans fleurs. »

La Vie des abeilles, Maurice Maeterlinck.

Sven Niel

Préfacé par Yann Arthus-Bertrand

Préface

« Si l’abeille venait à disparaître, l’homme  n’aurait  plus  que quelques années à vivre », prophétisait Einstein…

Il y a des combats à mener et les abeilles sont là pour nous le rappeler. Essentielles à l’équilibre de la planète, nos abeilles sont touchées de plein fouet par le syndrome d’effondrement. L’hiver 2017 a été particulièrement meurtrier. Rien qu’en France, de très nombreux apiculteurs ont perdu entre 30 et 90 % de leurs colonies. Un véritable écocide.

Des milliards d’abeilles meurent ainsi en silence, menaçant nos cultures et notre alimentation. Pourtant, cette disparition catastrophique des colonies d’abeilles met en danger toute la chaîne alimentaire et la survie même de l’espèce humaine.

Luttons contre les pesticides tueurs d’abeilles utilisés dans le monde entier et travaillons ensemble à leur protection ! J’aimerais rappeler que si tout le monde mangeait bio, Monsanto n’existerait pas.

Yann Arthus-Bertrand Président de la Fondation GoodPlanet

Sauvons les abeilles !

Mes ruches sont mortes cet hiver et cela m’a désespéré.

Nos abeilles meurent. Des millions d’années d’évolution vont être réduites à néant en quelques décennies si nous ne réagissons pas très vite. Depuis 25 ans, on assiste à un véritable effondrement de l’écosystème. Il s’est accéléré ces dernières années : nous  vivons  en effet la sixième extinction de masse, dont les abeilles sont le symbole. Et nous n’en mesurons pas la gravité !

L’hiver 2017 a été particulièrement catastrophique pour les abeilles. Partout en France, de très nombreux apiculteurs ont perdu entre 30 et

90 % de leurs  colonies  :  c’est  dramatique  !  Rien  qu’en  Bretagne, 35 000 colonies sont mortes, 2 milliards d’abeilles ! J’ai alors vécu un triste printemps, silencieux, sans leur doux bourdonnement sur l’aubépine en fleur. J’ai vu la détresse d’un apiculteur : il a vu les trois quarts de son cheptel mourir et il ne lui restait plus que 20 ruches sur les 200 qu’il possédait. Et cette hécatombe n’a pas touché  que  la France, mais aussi  le  Canada  et  le  Québec,  l’Allemagne,  la  Belgique, le Luxembourg, l’Espagne… Un véritable écocide !

Les abeilles pollinisent un tiers des espèces végétales et de l’alimentation mondiale, 84 % des plantes cultivées en Europe. L’INRA estime leur bénéfice écosystémique, c’est-à-dire les services qu’elles rendent à l’environnement et à nous-mêmes, à plus de 150 milliards d’euros ! Véritable « clef de voûte » de la biodiversité, la survie de 80 % des espèces végétales dans le monde dépend directement des

abeilles. En effet, par le biais des fleurs, les végétaux nourrissent les pollinisateurs qui, en échange, assurent leur reproduction. Toute la chaîne alimentaire est en péril si les abeilles disparaissent. 40  %  de notre alimentation dépend de la pollinisation. Sans butineurs, plus de fruits ni de légumes. Adieu cerises, pommes, amandes, fraises, tomates et courgettes !

Si l’abeille est indispensable à l’homme, elle a désormais besoin de lui. Si les apiculteurs élèvent les abeilles pour leur miel, ils leur donnent aussi un abri (le rucher), des soins et, dans le même temps, veillent à leur environnement. S’il y a encore des abeilles aujourd’hui, c’est grâce à leur travail, car les colonies « sauvages » ne suffisent plus à la survie de l’espèce.

Nos décideurs politiques doivent prendre conscience de ce phénomène au plus vite. L’hécatombe de cette année 2018 signe un point de rupture très inquiétant, marqué par le réveil de l’opinion publique et des médias. La communauté scientifique, des actions individuelles et la forte mobilisation des apiculteurs ont lancé l’alerte : les pesticides tuent la biodiversité, contaminent notre environnement et menacent notre santé.

Mais, au lieu d’admettre cet empoisonnement généralisé de l’environnement, on a pointé du doigt les pratiques apicoles. C’est évidemment plus simple que de remettre en cause tout un modèle agricole soutenu par de puissants lobbies !

Comment expliquer qu’en 30 ans, 80 % des insectes ont disparu en Europe ? C’est la conclusion d’une étude internationale publiée en octobre 2017 par la revue Plos  One,  analysant  des  données  de captures d’insectes réalisées depuis 1989, en Allemagne.

Comment expliquer que les abeilles se portent plutôt  bien lorsqu’elles vivent éloignées des cultures intensives ? À Cuba, où les pesticides ont disparu depuis le début des années 1990 suite à l’embargo, les abeilles fournissent un miel d’excellente qualité. Il est

d’ailleurs devenu le quatrième produit d’exportation, pour une valeur de 23 millions de dollars ! Plus près de nous, sur l’île d’Ouessant, en Bretagne, les pertes sont normales, de l’ordre de 6 %.

Ces exemples montrent qu’accuser les pratiques apicoles est lâche et criminel. Les apiculteurs ne sont pas responsables : c’est l’ensemble du modèle agricole intensif qu’il convient de modifier !

Il est déjà presque trop tard. L’accumulation des pesticides dans l’environnement, le réchauffement climatique, les parasites importés, pour ne citer que quelques facteurs, nous indiquent que la ligne rouge est en passe d’être franchie.

Parce qu’il épuise les ressources, parce qu’il est déconnecté des réalités biologiques, l’homme scie la branche sur laquelle il est assis et court à sa perte !

Parfois, je suis pessimiste. Mais, chaque fois que je m’émerveille devant la beauté du monde, je reprends espoir. Il est peut-être encore temps de changer le cours des choses et, surtout, il est de notre devoir de le faire ! Réveillons-nous, prenons conscience que la survie de l’humanité se joue maintenant !

Nous pouvons tous aider à lutter contre la disparition des abeilles. Mais nous devons le faire sans attendre, agir maintenant et nous montrer courageux.

Pourquoi les abeilles sont-elles indispensables ?

Près de 80 % des cultures agricoles ont besoin des insectes pour être pollinisées et 20 000 plantes sauvages en dépendent. Les abeilles pourraient parfaitement se passer des hommes, mais nous avons besoin d’elles, leur rôle est même indispensable pour l’ensemble de la biodiversité.

La vedette

de la pollinisation

Il existe près de 1 000 abeilles différentes en France,  mais  seule l’Apis mellifera est domestiquée et maintient une colonie  pendant l’hiver. Les autres, pour la majorité solitaires, sont également importantes pour la pollinisation.

De la famille des hyménoptères, appartenant au genre Apis, l’Apis mellifera pèse environ 80 mg et vit en moyenne 35 jours en saison, contre 170 jours en hiver. Une reine fécondée au tout début de sa vie assure la pérennité de la colonie en pondant jusqu’à 2 000 œufs par jour. En 19 jours, la jeune abeille, d’abord larve, se métamorphose en adulte ailé. L’ensemble des larves en développement se nomme le couvain. Une colonie comprend entre 20 000 et 80 000 individus.

Une ruche moyenne de 50 000 abeilles contient environ 31 000 butineuses qui, en une journée, visitent 22 millions de fleurs, 700 par abeille. Ces chiffres, impressionnants, reflètent leur importance dans la pollinisation, qui permet aux fleurs mâles et femelles d’une  même espèce de se féconder.

Le miel sert de « carburant » à l’abeille tandis que le pollen fournit à la ruche les protéines, lipides, vitamines et sels minéraux dont elle a besoin. Une ruche double ou triple sa population au printemps pour amasser beaucoup de miel, souvent trop pour  ses  besoins. Indispensable source de protéines pour le développement des larves, le pollen doit être récolté en quantité suffisante pour le couvain et pour garantir une population saine d’ouvrières à  l’automne,  capables  de vivre jusqu’à 5 mois. On sait aussi que les lipides  contenus  dans  le pollen favorisent les défenses immunitaires. Ainsi, de la même façon que nous devons manger 5 fruits et légumes par jour  pour  garantir notre bonne santé, l’abeille doit consommer 5 pollens différents !

Au cours du butinage, du pollen adhère aux poils de l’abeille. Celle- ci en récupère une partie sous forme de pelotes accrochées à ses pattes. En transportant ainsi les grains de pollen de l’étamine (organe mâle) d’une fleur sur le stigmate, ou pistil (organe femelle), d’une autre, l’abeille assure involontairement la reproduction des plantes.

Un rôle prépondérant dans notre alimentation

La production de fruits (tels que les pommes, les abricots, les cerises, les   tomates…),   de   légumes   (comme   les   brocolis,   les   courgettes   ou encore les carottes), mais aussi celle de certains fourrages (tels que la luzerne ou le trèfle) dépend des abeilles.Presque la moitié de notre alimentation, et sans doute la plus savoureuse, est issue du travail des pollinisateurs. Si une symbiose existe entre les plantes et les insectes, un lien étroit nous unit donc aussi aux végétaux. Francis Hallé, botaniste et spécialiste des forêts tropicales, nous avertit : « S’il n’y avait pas de plantes, nous n’existerions pas. On ne pourrait pas vivre sans la photosynthèse. Je commence à comprendre comment est l’être humain : il ne se réveille que quand le drame est là. […] Le jour où l’on aura du mal à respirer, là, ça va commencer à intéresser les  gens. Et ce  jour arrive à grands pas. »

Une cuillerée de miel dans notre tisane ou sur notre tartine représente un travail colossal pour notre petite butineuse ! En effet, la production d’un kilo de miel mobilise environ 6 000 abeilles pendant 2 semaines. Celles-ci  doivent  visiter  près  de  6  millions  de  fleurs  via des millions de voyages. La distance parcourue représente 150 000 km, soit près de 4 fois le tour de la terre !

Pourquoi les abeilles

disparaissent-elles ?

Ne nous cherchons pas d’excuses ! C’est l’homme qui  est responsable de leur déclin. Rien qu’en France, 300 000 colonies disparaissent chaque année !

Jusque dans les années 1990, un taux de perte allant de 5 à 10 % était considéré comme normal. Mais, ces 20 dernières années,  des pertes massives et inhabituelles ont été observées partout dans le monde : en Europe, aux États-Unis et en Australie, les abeilles meurent anormalement. En France, l’hécatombe a commencé dans les années 1995. Elle a coïncidé avec  la  période  d’apparition  des  fameux pesticides néonicotinoïdes. Des pertes de 30 à 90 % ont été depuis observées. Cette année 2018 semble être la plus noire. L’agriculture intensive et l’utilisation de pesticides en sont les raisons principales.

Les terribles conséquences de l’agriculture intensive

Après la guerre, il a fallu reconstruire les villes et, dans le même temps, produire assez de nourriture pour tous. Les bras manquaient dans les campagnes, ce qui a donné l’opportunité aux entreprises de guerre de reconvertir leurs chaînes de production et de s’offrir de nouveaux débouchés. Les premières machines agricoles ont ainsi fait leur apparition ; les premiers pesticides, dérivés du gaz sarin, aussi. L’agriculture vivrière, caractérisée par des surfaces modestes, a alors été remplacée par l’agriculture intensive. La démesure a engendré des machines toujours plus grosses, pour lesquelles les haies et talus

devenaient problématiques et inutiles. Ils étaient pourtant de magnifiques zones de biodiversité et d’excellents remparts aux inondations et à la propagation des maladies !

D’immenses champs de monoculture (blé, maïs, colza…), aux semences industrielles homologuées, ont colonisé ces  différents espaces. Il a fallu adapter la terre aux cultures, ce qui  a  rendu  les plantes plus vulnérables aux parasites. La chimie a alors été érigée en solution     :     engrais     synthétiques,     pesticides,     antifongiques…     La connaissance profonde de la terre et des semences se restreint à nouveau. Les semences non homologuées étant interdites, les agriculteurs deviennent dépendants des produits, des vendeurs, des coopératives spécialisées, des banques, des marchés financiers… Ajoutons à cela que les écoles ne forment alors qu’à cette agriculture intensive et chimique. Les agriculteurs y ont laissé leur âme d’artisans de la terre pour devenir trop souvent des entrepreneurs industriels angoissés…

C’est  ainsi  qu’aujourd’hui,   d’énormes   quantités   de   pesticides (66 000 tonnes en 2017) et  de  déjections  animales  sont  déversées dans les champs et contaminent durablement les sols ainsi que les cours d’eau, les nappes phréatiques et les estuaires. Ces pesticides entraînent la disparition des adventices (coquelicots, bleuets, ronces…), privant encore un peu plus les abeilles de sources de nectar et de pollen.

Aujourd’hui, la production agricole stagne et n’augmente plus. Un capital phénoménal de semences anciennes a disparu, emportant avec lui un fabuleux potentiel génétique qui aurait pu permettre de s’adapter au réchauffement climatique. Les terres se tassent, privées d’humus et travaillées sans répit.

La biodiversité disparaît

L’intensification de l’agriculture et le remembrement ont donc totalement modifié les paysages agricoles ces  30  dernières  années. Pour augmenter les parcelles, un nombre inimaginable de haies et de

talus,  composés  d’arbres  d’essences  variées  (aubépine,  châtaignier…) ont été rasés. On estime que 2 millions de kilomètres de haies ont été détruites en France dans les années 1970, dont 40 000 dans le seul département du Finistère. Subventionnée, cette destruction systématique s’est poursuivie jusque dans les années 1990. Elle s’est par la suite ralentie, avec une diminution d’environ… 1 000 km par an !

Pourtant, tous ces talus et ces haies abritaient aussi bien une faune qu’une flore variées, à la fois bénéfique aux  abeilles et  aux  cultures  ! De plus, ils favorisaient une meilleure rétention de l’eau et limitaient l’érosion des sols.

La flore adventice est détruite

Dans le même temps, la flore « adventice » a connu un déclin particulièrement marqué dans les cultures. Entre 1970 et 2000, le nombre d’espèces d’adventices a diminué de 42 % en France et  la densité moyenne par champ d’adventices de 67 %. En effet, tout a été fait pour supprimer ces « mauvaises herbes » : emploi d’engrais chimiques, rotations intensives et densité accrue des cultures, mais aussi utilisation massive d’herbicides comme le glyphosate.

Ce massacre d’adventices est dramatique pour les abeilles :  en dehors des périodes d’abondance de floraison (champs de colza, en avril-mai ; tournesol, en juillet), les abeilles ne trouvent plus de ressources.

Des produits phytosanitaires mortels

La plupart des produits phytosanitaires utilisés en agriculture intensive sont des neurotoxiques, des perturbateurs endocriniens ou des bloqueurs de respiration cellulaire. Rappelons qu’un insecticide est tout de même fait pour tuer les insectes : comment pourrait-il être suffisamment sélectif pour ne pas nuire  aux  pollinisateurs  ?  aux abeilles ? à l‘homme ? Ces produits phytosanitaires se retrouvent

désormais dans toute la chaîne alimentaire, pouvant engendrer cancer, baisse de fertilité, encéphalopathie et maladies dégénératives…

L’ensemble des produits phytosanitaires sont extrêmement toxiques et, s’ils ne sont pas immédiatement létaux, peuvent parfaitement perturber les abeilles. Des apiculteurs du monde entier ont rapporté un appauvrissement de la qualité des reines, se traduisant par une production anormale de couvain. L’explication pourrait provenir d’une baisse de fertilité des faux-bourdons et d’une perturbation endocrinienne chez les reines. Auparavant, une reine abeille vivait naturellement entre 4 et 5 ans. De nos jours, leur durée de vie s’est réduite à 18 ou 20 mois. Les apiculteurs, s’ils veulent conserver leur cheptel stable, doivent désormais le renouveler chaque année, ou tous les 2 ans, par le biais de l’élevage ou de l’achat de reines.

Les reines ne se font féconder qu’au tout début de leur vie. Aussi, des gamètes trop peu nombreux ou dégénérés pourraient en partie expliquer le déclin de l’abeille. En effet, après fécondation, celles-ci stockent les gamètes mâles dans une « spermathèque » pour le reste de leur existence. Le contenu de cette réserve conditionne donc leur capacité à pondre et, à plus long terme, leur longévité.

Les pesticides et même les herbicides ont donc une action directe sur les défenses naturelles de l’abeille et les fragilisent en synergie avec d’autres facteurs. Ainsi, en septembre 2018, l’académie des sciences américaine a publié une étude prouvant que le glyphosate attaque certains éléments de la flore intestinale des abeilles, rendant plus vulnérables aux infections et aux modifications de leur environnement. C’est d’ailleurs ce que confirme le chercheur Jean-Marc Bonmatin du CRNS, pour qui les 3 principaux agresseurs de l’abeille sont le parasite varroa, les maladies et les pesticides (insecticides et fongicides) : « La plupart du temps, ces facteurs agissent ensemble en interaction. Le principal étant, selon moi, les insecticides. En effet, soumis aux pesticides, les abeilles sont bien plus sujettes aux infections et supportent moins bien leurs parasites varroas. »

Les néonicotinoïdes, un terrible poison pour les abeilles

L’UE a décidé, en avril 2018, d’interdire pour les cultures de plein champ l’utilisation de 3 de ces substances  (clothianidine, thiaméthoxame et imidaclopride), qui font l’objet de restrictions depuis 2013. La France est allée plus loin dans un récent décret en ajoutant le thiaclopride et l’acétamipride à la liste. Toutes ces molécules ne devraient donc plus être utilisées sauf… dérogation. Or, il se trouve que l’Hexagone bat tous les records en matière de dérogation, avec 58 demandes contre 10 en moyenne à l’échelle européenne. Éric Andrieu, président de la commission parlementaire spéciale d’autorisation des pesticides à Bruxelles, a d’ailleurs fustigé la France en mai 2018 à ce propos. L’Espagne, le plus gros consommateur de pesticides, n’en a réclamé que 30, l’Allemagne 25 ! Il faut donc rester très vigilant car avec leur très longue durée de vie dans l’environnement, ces produits peuvent encore faire bien des dégâts !

Les néonicotinoïdes sont des neurotoxiques puissants à très faible dose, qui agissent directement sur le système nerveux des insectes. Leur emploi représente désormais 40 % des pesticides utilisés au niveau mondial. Ils sont entre 5 000 et 10 000 fois plus puissants que le DDT, un insecticide interdit dans les années 1960-1970 ! Ces molécules sont systémiques, c’est-à-dire qu’elles peuvent pénétrer dans tous les tissus de la  plante,  sève,  nectar,  pollen,  eau  de  sudation…  Les  semenciers  en enrobent désormais les graines pour qu’elles se diffusent dès la germination. L’essentiel du produit reste d’ailleurs dans le sol, contaminant durablement la terre1.

Les effets des néonicotinoïdes sur les abeilles ont été mis  en évidence par les chercheurs en 2012. Selon les travaux  d’Axel Decourtyre, de l’INRA, ils provoquent à haute dose la mort des abeilles par une crampe généralisée. À plus faible dose, même légère, ils affectent les capacités cognitives des butineuses, qui ne retrouvent plus le chemin de la colonie.

Comme ces produits ont une rémanence très longue dans le sol, ils contaminent les cultures suivantes, même si celles-ci ne sont pas traitées. Et si ce sont des plantes mellifères, les insectes sont eux aussi touchés. Vincent Bretagnolle, du CNRS, rapporte que  «  des  traces d’imidaclopride ont été trouvées dans le nectar de colza, un néonicotinoïde normalement utilisé sur le… blé […]. Il  provenait  en réalité des céréales cultivées là les années précédentes ! ».

Malgré ces récentes interdictions, certaines de ces substances sont toujours autorisées et d’autres, tout aussi toxiques, pourraient bien venir les remplacer. Des méthodes alternatives existent et pourraient être mises en place avec un accompagnement de l’État pendant la période de transition. Sans cette volonté politique, on risque de ne faire que déplacer le problème.

Les pratiques apicoles en question

Bien que l’ensemble des apiculteurs soient très soucieux de leurs abeilles, certaines pratiques peuvent malheureusement participer à leur affaiblissement.

Les importations de reines problématiques

L’abeille dite « noire » est depuis toujours la plus présente  en Europe. Mais, afin d’obtenir des récoltes plus importantes  et  des abeilles plus douces, les apiculteurs l’ont négligée au profit d’autres sous-espèces importées. Aujourd’hui, elle ne représente plus que 10 % de la population des abeilles mellifères en France. Cette importation massive est problématique : en plus de ramener  des  maladies inconnues, les abeilles importées sont souvent mal adaptées aux écosystèmes locaux. De plus, les mâles de ces espèces ont disséminé leurs gènes lors des reproductions, créant de nombreuses hybridations non contrôlées. Difficile de dire aujourd’hui ce que l’on a  dans  les ruches, une reine pouvant être fécondée par 10 ou 15 mâles !

Afin de sauvegarder les abeilles, une  quinzaine  de  conservatoires ont été créés dans l’Hexagone par des passionnés,  le  premier  étant celui de l’île d’Ouessant, en 1989. Éloigné du continent et bénéficiant d’un environnement sans pesticides, ce sanctuaire breton est une référence en la matière. Espérons que ces conservatoires puissent constituer une alternative aux reines importées.

Le prélèvement excessif de miel et le nourrissage artificiel des abeilles

L’abeille mellifère n’ajuste pas ses réserves en fonction du nombre de larves à nourrir, mais emmagasine un maximum de ressources en fonction des disponibilités qui se présentent à elle. Si bien que, souvent, elles stockent beaucoup plus de miel qu’elles en ont véritablement besoin et tolèrent très bien qu’on en prélève une partie. Cependant, certains apiculteurs peu scrupuleux ne laissent pas suffisamment de miel aux abeilles après les récoltes pour qu’elles passent l’hiver ou bien le remplacent par du sirop sucré, moins cher.

C’est évidemment une pratique à combattre : sans suffisamment de miel, la colonie ne passera pas l’hiver ; s’il est  remplacé  par  une quantité importante de sirop de glucose, elle va s’en trouver affaiblie. En effet, le sirop de glucose est moins digeste que le miel. Il ne contient pas non plus l’ensemble des éléments nutritifs présents dans le miel (quand il n’est pas plein de pesticides !) qui inhibent la croissance des pathogènes grâce aux enzymes. Ceci dit,  je  suis  persuadé  que  la grande majorité des apiculteurs ne pratiquent pas ces méthodes ; la plupart sont sensibles aux besoins de leurs abeilles avant tout. Ce n’est bien sûr pas le cas de l’apiculture industrielle.

L’apiculture industrielle

Comme pour l’agriculture intensive, l’objectif de l’apiculture industrielle est d’accroître au maximum la production de miel au détriment des abeilles. Ces techniques, assez rares chez nous, sont par

contre très présentes aux États-Unis, par exemple.

Pour avoir une population plus dense dans les ruches, leur volume est augmenté. Il faut alors plus d’énergie aux abeilles pour les chauffer en hiver. Le miel est recueilli dans son intégralité au moment de la récolte et les abeilles sont nourries par du sucre candy sous forme de sirops. Les colonies sont divisées brutalement, mélangées, déplacées sans cesse. Les abeilles ne sont alors plus considérées que comme un moyen de faire du profit. Et peu importe si cela implique de recourir massivement aux antibiotiques chimiques !

1. 1.  Entre 3 et 7 ans, selon le professeur Bonmatin du CRNS.

Mes actions

Consommer du miel local

Nos choix de consommation ont de réels impacts sur l’environnement et donc sur les abeilles. Très bon pour la santé, le vrai miel  cumule  les  vertus  :  il  est  tonifiant,  cicatrisant,  antiseptique…  Mais pour cela, il doit être bien produit et bien conditionné, sans avoir subi de surchauffe qui le dénature.

Consommez du miel local

De trop nombreux miels de nos supermarchés sont importés, mélangés et de mauvaise qualité. Parfois, il  ne  s’agit  même  pas  de miel !

De plus, ces miels au tarif attractif faussent la concurrence et fixent un repère de prix malsain. Les apiculteurs locaux, déjà affaiblis par les pertes de cheptel, doivent malheureusement s’aligner sur ces tarifs et ne s’y retrouvent pas.

Sans apiculteurs, il n’y aurait déjà plus d’abeilles ! C’est pourquoi il

est important de soutenir la production locale de miel en achetant des miels de nos régions.

Mangez bio autant

que possible

Soutenir une agriculture sans pesticides par nos achats permet indirectement à nos butineuses de trouver des sources de nectar et de pollen non contaminées.

Bien sûr, il n’est pas toujours évident de manger bio. Mais consommer du bio autant que possible ou, au moins, sur certains produits (huiles bio de colza, de tournesol, courgettes, potimarrons, pommes…) est déjà bien.

De plus, consommer bio n’est pas que profitable aux abeilles et à notre santé. En 2017, on estime que les métiers de l’agriculture biologique comptent près de 134 500 emplois directs. 49 200 emplois directs ont été créés depuis 2012, avec une croissance  annuelle moyenne de + 9,5 % depuis 5 ans.

Notre   consommation   de   viande   a   également   un impact sur la biodiversité, sauf si celle-ci provient d’élevages non intensifs. En effet, les élevages industriels nécessitent la culture de surfaces traitées énormes afin de nourrir les animaux qui y sont produits. À l’inverse, les pâturages extensifs ou cultures biologiques, destinés aux animaux, ne nuisent pas aux pollinisateurs.

Mes actions

  Fleurir balcons et jardins   Devenir bio-guerrier urbain  Semer des plantes mellifères

Les abeilles et l’ensemble des pollinisateurs ont besoin de nectar et de pollen issus de différentes sources. Ainsi, que vous disposiez d’un simple balcon ou bien d’un jardin, il vous sera toujours possible de favoriser la biodiversité locale. Vous pourrez facilement participer, à la ville comme  à la campagne,  en plantant  des variétés riches en nectar qui permettront d’attirer et de favoriser les populations d’insectes, partout où elles se font rares. Si on trouvait un pied de lavande sur chaque balcon partout en France, cela ferait des hectares à butiner !

Favorisez la biodiversité locale sur votre balcon

Pour  une   terrasse   ou   un  balcon,   préférez   une  plante   à   faible

développement pour la cultiver en pot. Le choix est assez vaste :

• avec des jardinières suspendues pour les plantes qui ont besoin de lumière (bourrache, sauge des près, mauve musquée, coquelicot, phacélie…) ;
• avec des jardinières surmontées d’une treille en bois pour les plantes grimpantes (lierre commun, clématite, chèvrefeuille, houblon, vigne…) ;
• avec des pots, tout simplement, pour certaines plantes (callune, troène, cotonéaster, céanothe, caryoptéris, pérovskia, choisya…) ;
• avec des jardinières aromatiques (serpolet, menthe, lavande, marjolaine, hysope, romarin, sauge…) ;
• avec des jardinières pour cultiver vos légumes (courgette, poivron, potimarron…).

Avec quelques pots de fleurs choisis parmi ces espèces,   vous devriez voir votre balcon fréquenté par des abeilles domestiques et solitaires de toutes tailles, des bourdons, des papillons et peut-être même des cétoines ! L’idéal est de pouvoir associer des plantes qui étaleront leur floraison tout au long de l’année.

Lancez des bombes à graines et devenez bio-guerrier urbain

Si vous n’avez pas de balcon et que vous souhaitez malgré tout favoriser la pollinisation, devenez « bio-guerrier  urbain  »  en  lançant des bombes à graines !

Le principe est simple : on mélange de la terre et de l’argile pour créer une « boule » dans laquelle on introduit des graines (souci, tournesol, pavot, capucine ou encore des graines issues de mélanges fleuris). Vous pourrez trouver comment les confectionner sur la toile. N’hésitez pas à proposer cette activité amusante et instructive à vos enfants, elle les sensibilisera à l’environnement !

Au jardin, plantez des plantes mellifères à la floraison étalée

Pour ceux qui ont un jardin, plantez le plus possible d’arbres, d’arbustes et de plantes mellifères. Les abeilles raffolent de la phacélie, de la bourrache, de la moutarde ; elles adorent aussi les céanothes, les robiniers, les cotonéasters, les viornes. Le lila d’Inde offre également une floraison tardive intéressante ; le tétradium daniellii (ou arbre à miel) est quant à lui particulièrement riche en nectar. L’idéal est de pouvoir proposer aux abeilles une floraison étalée, avec des fleurs de printemps et d’autres d’automne, comme la verge d’or.

Au potager, associez légumes et fleurs

N’hésitez pas non plus à cultiver une zone potagère heureuse, où s’entremêlent légumes et fleurs : c’est beau et certaines associations favorisent leur développement. Vous verrez, les butineuses adorent se

« rouler » dans les grandes fleurs des cucurbitacées d’où elles ressortent toutes jaunes ! Certains engrais verts sont très mellifères comme la moutarde, la phacélie ou encore le trèfle. De nombreux sites pourront vous guider pour associer fruits et légumes avec succès.

La friche est la meilleure

amie des abeilles

N’hésitez pas à laisser une « zone de friche » où s’épanouiront pissenlits,   véroniques,   coquelicots…   Il   est   indispensable   de   changer notre  regard  sur  le  jardin,  et  d’arrêter  de  vouloir  systématiquement

« faire propre » car cela génère des déserts végétaux. Perdons ces valeurs d’un ancien monde : Versailles, c’est fini ! Un parterre de coquelicots est un bonheur pour les yeux : non seulement sa couleur est éclatante, mais le matin, lorsque les fleurs s’ouvrent, on assiste aussi à un magnifique ballet de butineuses en tous genres, de la plus petite, de

quelques millimètres, à l’énorme bourdon. Tous se bousculent, parfois dans la même fleur, toute recouverte de pollen.

N’élaguez vos haies qu’après la floraison ! Le troène, par exemple, est bien souvent « ratiboisé » avant que sa superbe et longue floraison à l’odeur merveilleuse ne s’épanouisse. N’oubliez pas non plus qu’un grand nombre d’oiseaux niche dans les haies au printemps : un élagage trop précoce leur est préjudiciable.

Mes actions

Installer et entretenir une ruche Vérifier et remplacer les cadres

Nous avons vu qu’il est possible de fournir une alimentation saine et variée aux abeilles, mais il est tout aussi important de leur offrir de quoi se multiplier et se reproduire dans de bonnes conditions. L’abeille de nos ruches, l’apis mellifera, a toujours su se débrouiller seule pour trouver    des    gîtes    adaptés    (troncs    creux,    cavités…).    Cependant, aujourd’hui, ces abris naturels se font de plus en plus rares et offrir une ruche aux abeilles, c’est leur rendre service !

Prenez soin de vos ruches

Il m’est arrivé d’intervenir pour sauver de vieilles colonies dans des murs ou cheminées de pierre qui devaient être détruits. J’y ai souvent trouvé de grosses quantités de vieux rayons délaissés par les abeilles,

qui jouxtaient les rayons de cire fraîche. Aussi, quand j’entends parfois que certaines personnes souhaitent installer des ruches chez elles sans vouloir pour autant intervenir ou effectuer de récolte, c’est à mon sens une erreur à ne pas commettre pour différentes raisons.

Vérifiez et remplacez les cadres de vos ruches

Les abeilles butinent toujours plus que de besoin. Elles stockent des réserves tant que la ressource est disponible, mais ne consomment pas pour autant pendant l’hiver tout le miel qu’elles ont stocké durant la belle saison. Certains miels cristallisent et n’ont alors plus d’intérêt pour les abeilles. Des cadres entiers peuvent ainsi devenir inutilisables et diminuer le volume destiné à la ponte. Une visite régulière permet de s’en apercevoir et de les remplacer. Les abeilles apprécient de toute façon de pouvoir façonner des cadres de cire fraîche, les vieux cadres pouvant contenir de nombreuses traces de pesticides.

Posez des hausses

Une ruche peut devenir trop étriquée : les abeilles ne savent alors plus où placer le nectar qu’elles ramènent. C’est à ce moment qu’il faut pouvoir placer une hausse qui augmente le volume de la ruche et qui permet aux abeilles de stocker à cœur joie autant de nectar qu’elles le souhaitent. Cela sous-entend de récolter ensuite le miel. Si vous vous sentez coupable, sachez qu’il vous est tout à fait possible de le leur rendre plus tard par le biais d’un « nourrisseur », au moment où vos chères butineuses seraient pénalisées par une  météo  calamiteuse.  Si par bonheur cela n’arrive pas, alors  vous  serez  tout  heureux d’apprécier votre miel au petit déjeuner !

Installez des ruches pièges

dans votre jardin

Ce    problème   de   volume   disponible   au   sein   de   la   ruche   est

également important pour limiter l’essaimage. En effet, si elle se sent trop à l’étroit, la colonie aura tendance à vouloir se scinder. Ce n’est en soi pas si problématique, mais nombre de ces essaims finissent par s’installer dans des endroits inappropriés comme les cheminées. Ils deviennent alors difficiles à déloger et finissent par être éliminés. N’hésitez donc pas à installer des « ruchettes  pièges  »  dans  votre jardin. Ce sont des ruches de  moindre  volume,  apprêtées  avec quelques cadres de cire et un peu d’« attire-essaim ». Peut-être aurez- vous alors la chance d’y voir un essaim  s’y  installer.  Libre  à  vous ensuite de devenir apiculteur ou de le confier à quelqu’un de compétent et certainement reconnaissant !

• Si un essaim s’installe chez vous, ne paniquez pas ! Les abeilles sont inoffensives pendant l’essaimage. Si vous n’avez rien pour accueillir l’essaim, contactez rapidement un apiculteur local pour qu’il vienne le récupérer.
  • Ouvrir vos ruches de temps en temps, seul ou accompagné, permet aussi de vérifier l’état sanitaire de la colonie. Procéder à un traitement annuel à l’acide oxalique (bio) ou par le biais de bandelettes homologuées (non bios) permet également d’éviter une infestation par le varroa (un acarien parasite).

Mes actions

  À chaque nid son abeille

  Confectionner des nichoirs en bois

Il existe près de 1 000 espèces  d’abeilles  en  France.  De  toutes tailles et couleurs, la grande majorité ne vit pas en colonie : elles sont dites « solitaires », même si certaines forment des « bourgades » d’individus. Les plus petites mesurent seulement quelques millimètres et les plus grandes peuvent atteindre jusqu’à 2,5 cm. Toutes jouent un rôle prépondérant dans la pollinisation.

Si de la nourriture est disponible à proximité, toutes ces abeilles ne s’éloigneront que très peu de leur « nid ». Vous pourrez donc assez facilement réaliser pour elles un îlot préservé dans votre jardin.

À chaque nid son abeille

Vous pouvez leur offrir toutes sortes d’habitats et, si votre jardin est

riche en plantes mellifères, alors vous ferez des heureuses ! Les abeilles

« sauvages » nichent de façons très variées :

• les abeilles fouisseuses creusent leurs nids dans le sol ;
• les abeilles maçonnes construisent leurs nids dans toutes sortes de trous (tige, mur, rocher) ;
• les abeilles charpentières creusent des  galeries  dans  du  bois mort ;
• les abeilles tapissières confectionnent ou tapissent leur nid à partir d’éléments naturels (pétales de fleurs ou feuilles) dans des cavités existantes ;
• les abeilles coucou utilisent des nids déjà occupés.

Personnellement, j’ai dans mon jardin quelques zones de terre tassée qui se trouvent régulièrement colonisées.

La vie d’adulte des abeilles sauvages est assez courte. Au printemps, les mâles sortent en premier et fécondent   les   femelles.   Celles-ci   construisent   ensuite   un nid pour elles et leur progéniture. Elles pourront y pondre jusqu’à 20 œufs. Chaque œuf est enfermé dans une cellule larvaire où est déposé un mélange de pollen et de miel. La larve, une fois développée, ne quittera pas son cocon de l’hiver et se transformera en abeille aux beaux jours pour recommencer un nouveau cycle.

Confectionnez des nichoirs en bois

J’ai surtout installé sur les murs de ma maison des nichoirs en bois, confectionnés à partir de simples morceaux de chêne dans lesquels j’ai percé  de  nombreux  trous.  Certains  font  5  mm,  d’autres  8  mm  et

quelques-uns 12 mm. N’utilisez pas des bois tendres, le nichoir sera moins efficace. N’effectuez pas vos trous de part en part de votre morceau de bois et percez à une profondeur d’au  moins  5  cm. Certaines abeilles, comme les mégachiles (découpeuses de feuilles), apprécient les trous verticaux !

Avec ces méthodes, mes hôtels affichent tous complet ! Et je me vois obligé d’en ajouter un ou deux chaque année, car il semble que les abeilles attirent les abeilles ! Probablement se sentent-elles en sécurité avec des voisines à proximité. Vous pouvez aussi fabriquer des nichoirs avec des bambous, mais le fond de chaque tige doit se terminer par un nœud.

Veillez à l’exposition de vos nichoirs et profitez

du spectacle !

L’exposition de vos nichoirs est importante : pas trop à la chaleur, ni à la pluie, ni au froid. L’idéal est une exposition sud, mais abritée par un débord de toit, par exemple. Ces abeilles ne sont absolument pas agressives, vous n’avez rien à craindre de leur proximité. Il est très amusant de voir les charmantes osmies pointer le bout de leur nez tout velu et procéder ensuite à d’incessants allers-retours toutes recouvertes de pollen ! Peut-être aurez-vous aussi la chance d’apercevoir notre plus grosse abeille, la « charpentière », sorte de gros bourdon tout noir ! Il existe de nombreux sites2 qui vous diront tout sur les abeilles sauvages, n’hésitez pas à y jeter un œil !

• www.abeillessauvages.com et www.zoom-nature.fr, par exemple. Ou encore le document de l’INRA : http://www7.inra.fr/opie-insectes/pdf/i137villemant.pdf.

Mes actions

  Apporter aux abeilles une eau saine

  Installer une petite mare ou un bassin à oiseaux

Les abeilles ont besoin de nectar et de pollen, mais elles ont également besoin d’eau ! Elles en ont aussi bien besoin pour l’élevage des larves, pour hydrater du miel ou du pollen concentré, que pour thermoréguler la ruche (s’il fait trop chaud, les abeilles vaporisent de l’eau pour maintenir une température idéale).

Les abeilles ont besoin

d’une eau saine

Il semblerait que les besoins annuels d’une ruche aillent de 50 à 80 l d’eau par an, avec des variations de consommation tout au long de l’année, en fonction du climat ou de la miellée. Les  abeilles apprécient les eaux riches en sels minéraux.

Nos butineuses aiment s’abreuver au bord des flaques et des terres

humides. On les voit également s’intéresser à la rosée et à l’eau de guttation des végétaux (la guttation est un exsudat des plantes, qui forme de petites gouttelettes riches en sels minéraux au bord des feuilles ou des tiges).

Les eaux contenant des pesticides sont fatales à la ruche

Bien évidemment, il faut que l’eau proposée soit exempte de pesticides. Une plante traitée en « systémique », tel le maïs, devient alors mortelle. De même, si les abeilles vont s’abreuver dans des fossés ou bien des flaques situées aux abords des cultures, elles risquent de s’intoxiquer elles-mêmes ainsi que l’ensemble de la ruche.  C’est pourquoi leur offrir des points d’eau réguliers et de bonne qualité peut vraiment les aider.

Installez une petite mare ou un bassin à oiseaux

Les apiculteurs qui possèdent plusieurs dizaines de ruches peuvent installer de gros volumes d’eau à l’aide  de  bâches  ou  de  poubelles dont la surface est recouverte de flotteurs. Dans votre jardin, plusieurs solutions s’offrent à vous :

• la plus évidente est une petite mare, avec des bords moins profonds agrémentés de plantes flottantes et de galets moussus. Les poissons rouges y élimineront les moustiques et ce petit biotope profitera à toute la biodiversité du jardin (oiseaux, batraciens, insectes…).  Vous  remarquerez  comme  le  vol  des  abeilles  est  différent entre le départ du point d’eau et l’arrivée : elles arrivent à toute vitesse, lestes et agiles, mais ont toujours du mal à redécoller, alourdies par leur jabot bien rempli. Même le bourdonnement de leur vol témoigne de l’effort produit : il est beaucoup plus sourd et lent ;
• un petit bac, du type « bassin à oiseaux », peut également très

bien faire l’affaire s’il est toujours rempli. Il est important qu’il n’y ait pas de rupture dans l’approvisionnement, sans quoi les abeilles trouveront un autre point d’eau dont l’approvisionnement sera plus régulier.

Créez des abreuvoirs

Pour la première fois cette année, mes abeilles ont partagé l’abreuvoir métallique avec les poules ! Cela peut être une solution intéressante car elle prend peu de place et permet une réserve de 10 l d’eau. Dans un coin du jardin, j’ai aussi remarqué qu’une vieille tôle ondulée servait d’abreuvoir. Elle recouvrait un tas de bois et de nombreuses feuilles, accumulées dans les rainures, se décomposaient. Les abeilles en raffolaient lorsque l’ensemble était bien humide : encore une piste à explorer !

Mes actions

  Détruire ou faire détruire les nids

Il y a quelques années, en 2004, le frelon asiatique (Vespa velutina) a débarqué en France par le biais de poteries importées. Depuis, ce prédateur se répand partout et contribue au déclin de l’abeille.

Le frelon asiatique est un prédateur sans pitié

qui peut décimer les ruches

Le frelon asiatique adulte ne se nourrit pas d’insectes, mais en a besoin pour ses larves. Une ruche offre donc  une  belle  aubaine, puisqu’il y a de la nourriture à foison toujours au même endroit et facilement repérable à l’odeur. Et la raré- faction globale des insectes ne les incite pas à chercher ailleurs !

Le problème, c’est que les abeilles ne savent pas comment réagir

face à ce nouveau prédateur méthodique qui patiente en vol stationnaire devant leurs ruches. Sans intervention, il peut consommer un nombre significatif d’abeilles, qu’il attrape en plein vol, mais peut aussi aller jusqu’à piller le couvain.

Détruisez ou faites détruire les nids

Pour lutter contre le frelon asiatique, la première chose à faire est de détruire les nids primaires et secondaires. Si vous observez quelque chose qui vous semble être un nid, commencez par identifier s’il s’agit bien du frelon asiatique, et signalez-le à votre mairie, qui se doit d’intervenir, ou bien faites appel à un professionnel. Si vous n’êtes pas équipé, je vous déconseille d’intervenir seul : une piqûre peut s’avérer très douloureuse et être bien plus dangereuse si vous êtes allergique.

Le piège des bouteilles en plastique n’est pas sélectif

Vous pouvez aussi poser des pièges pour lutter contre le frelon asiatique. On a beaucoup entendu parler de ceux à   poser   au printemps et confectionnés à partir de bouteilles en plastique. Pourtant, ils ne constituent pas une bonne solution. En effet, ces pièges ne sont pas, ou très peu, sélectifs et peuvent donc faire du tort à de nombreuses autres espèces. Pour ma part, le meilleur piège que j’ai pu expérimenter est de mettre dans une caisse des restes de cire d’abeille et de m’armer d’une… raquette de badminton ! J’ai pu par ce biais éliminer un nombre important de fondatrices au printemps. Mais, bien évidemment, je ne vais pas vous inciter à faire de même !

Un piège sélectif bientôt disponible sur le marché

Heureusement, un nouveau piège sélectif devrait être disponible dès le printemps 2019, pour une somme modique. Ce piège, initié par un

apiculteur (Denis Jaffré), fonctionne sur le principe d’une nasse. Il est constitué d’un premier bac dans lequel est installé l’appât : des rayons de cire ou du miel qui attirent irrésistiblement les frelons qui passent par là. Ils sont ensuite pris au piège dans « une cage de capture » dotée de grilles, qui permet la sélection des insectes. Les petits insectes et les abeilles peuvent sortir facilement, alors que le frelon asiatique reste coincé. Le frelon européen, plus gros, ne peut pas entrer. D’autres systèmes sont à l’étude. Une seule chose est sûre : ça ne va pas être simple de les éliminer !

Mes actions

Porter un nouveau regard sur la nature Opter pour un désherbage naturel

Demander l’aide d’autres animaux pour lutter contre les parasites

L’industrie chimique a nommé « phytosanitaire » l’ensemble des poisons chimiques qu’elle commercialise. Elle nous fait croire qu’elle

« soigne » les plantes, cela semble plus vertueux ! Quelle tromperie !

Pour lutter contre le fléau des produits phytosanitaires, adoptez la démarche « zéro phyto ». Elle consiste à réduire l’usage des pesticides chimiques pour l’entretien du jardin mais aussi des espaces végétalisés et de la voirie dans les villes et villages.

L’objectif est de réduire l’impact de ces molécules de synthèse sur nous-mêmes, sur l’ensemble de la biodiversité, mais aussi la pollution

de l’eau (en surface et dans les nappes souterraines), la pollution des sols et la pollution de l’air.

Portez un nouveau regard

sur la nature

Le passage au zéro phyto implique des pratiques nouvelles pour les particuliers et les collectivités, un nouveau regard sur la nature. Il faut procéder à une gestion différenciée des espaces en fonction de leur nature : espaces champêtres, espaces naturels, jardins, mais aussi trottoirs, lotissements, terrains de sport, cimetières (ces lieux de mémoire redeviennent   des   lieux   de   vie   pour   la   nature)…   Ces   changements nécessitent la formation de tous et permettent d’aborder l’intérêt des plantes mellifères. Certaines communes optent d’ailleurs pour l’obtention du label « apicity », mis en place par  l’UNAF  (Union nationale des apiculteurs français). Ce label me semble bien plus cohérent que le label « ville fleurie » puisque la démarche n’est pas seulement esthétique mais s’attache aussi à préserver la biodiversité.

Alors maintenant, si vous souhaitez voir des butineurs et butineuses heureux tout en fleurissant vos villes et vos jardins, à vous ! Il existe beaucoup de techniques simples pour entretenir votre jardin sans produits chimiques.

Optez pour un désherbage naturel

Vous pouvez désherber à la main, au désherbeur thermique ou à l’eau chaude (grâce à la vapeur d’eau qui peut atteindre 130 °C). La chaleur fait éclater les cellules de la plante, qui meurt. N’hésitez pas à utiliser vos eaux de cuisson à cet effet ! Le paillage permet aussi de limiter la repousse d’herbes « indésirables » et de réduire l’arrosage.

Demandez l’aide d’autres animaux pour lutter contre

les parasites

Vous pouvez effectuer des lâchers d’insectes auxiliaires pour lutter contre les insectes et acariens parasites. Par exemple, la coccinelle ou la chrysope sont des prédateurs du puceron (vous les trouverez en jardineries). Il est également possible d’utiliser des écopièges à phéromones.

Des nichoirs peuvent également être installés pour favoriser la nidification d’oiseaux comme les mésanges, qui se nourrissent de processionnaires ou autres chenilles et réduisent ainsi fortement leur population.

Le recours aux pesticides a déjà fortement baissé au niveau des collectivités locales grâce à la loi Labbé, qui interdit leur utilisation depuis le 1er janvier 2017. Pour les particuliers, la date est fixée au 1er janvier 2019.

Mes actions

  Créer « une zone de bzzz » dans votre jardin

  Favoriser une agriculture respectueuse de l’environnement   Soutenir les apiculteurs

Sauver les abeilles devient aujourd’hui un véritable enjeu pour notre avenir si bien que s’engager pour elles devient indispensable. De nombreuses associations militent pour leur sauvegarde et y adhérer leur permet d’avoir les moyens d’influencer le débat public.

Si vous possédez au moins une ruche, vous pouvez vous rapprocher de syndicats apicoles tels que l’UNAF (Union nationale des apiculteurs français) ou encore d’autres syndicats locaux et propres  à  chaque région. Ces derniers représentent les apiculteurs auprès des autorités.

Créez une ‹‹ zone de Bzzz ››

dans votre jardin

Certaines associations s’activent pour offrir de meilleures conditions

aux pollinisateurs, comme « Agir pour l’environnement » (www.agirpourlenvironnement.org/).   Cette   association   invite   à   créer des « zones de Bzzz » : chaque particulier créé une zone préservée en recevant un sachet de graines d’espèces florales riches en nectar et pollen particulièrement adaptées pour les bourdons, papillons, abeilles domestiques et sauvages ainsi qu’un petit panneau  valorisant  son action. Pendant la floraison, en lien avec le Muséum national d’histoire naturelle (MNHM) et l’Office pour les insectes et leur environnement (OPIE), les acteurs sont invités à participer à une vaste enquête dite SPIPOLL3, pour recenser les populations d’insectes pollinisateurs.

Favorisez une agriculture

respectueuse de l’environnement

et soutenez les apiculteurs

Vous pouvez participer à l’achat de terres agricoles par le biais de l’association « Terre de lien », qui s’efforce de créer des réserves foncières agricoles destinées à des projets de proximité respectueux de l’environnement.

Vous pouvez également adhérer à de nombreuses associations qui militent pour un abandon des pratiques agricoles néfastes comme

« Générations futures » (www.generations-futures.fr).

D’autres leviers existent encore, tel le financement participatif sur des sites comme « bluebees » (bluebees.fr) ou « miimosa » (www.miimosa.com) qui vous permettent de participer financièrement à des actions concrètes (aide aux apiculteurs sinistrés, aide à l’installation de paysans bio, financement d’analyses, etc.).

Parrainez une ruche

Il est également possible de « parrainer une  ruche  »,  que  vous soyez particulier ou responsable d’entreprise. Il existe de nombreux

sites qui le proposent (www.untoitpourlesabeilles.fr ; www.monmiel.fr). Le concept est de financer l’installation d’une ou plusieurs ruches entretenues par des professionnels. En remerciement, vous recevez des pots de miel avec votre nom ou logo sur l’étiquette.

Engagez-vous en signant des pétitions destinées à la protection des pollinisateurs et de l’environnement ou en participant à des manifestations allant dans ce sens. C’est important d’y être nombreux pour être entendu (nousvoulonsdescoquelicots.org). Et c’est convivial et valorisant ! S’engager, c’est aussi se positionner lors des élections pour ceux qui proposent de réels engagements écologiques. Il y a urgence ! Pourquoi ne pas proposer de faire partie d’une liste électorale afin de peser sur les décisions locales ?

• 3.  Suivi photographique des insectes pollinisateurs.

Mes actions

Impliquer les enfants

Se mobiliser dans sa commune Monter une association

pour défendre les abeilles

L’éducation construit l’avenir. De nombreux comportements défavorables à la biodiversité résultent d’un manque de connaissances ou de conditionnements qu’il faut éclairer pour déconstruire.

Alors, que l’on soit jardinier, apiculteur, botaniste, entomologiste ou ornithologue, confirmé ou en herbe, transmettons nos connaissances !

Impliquez les enfants et allez dans les écoles

Les enfants peuvent commencer par des exposés à l’école et, nous- mêmes, adultes de tous âges, pouvons également y intervenir pour un petit atelier pratique ou un aperçu de nos passions. Je suis régulièrement intervenu dans des classes de primaire avec une ruche

vide d’abeilles mais muni de quelques cadres pleins de miel ! Je peux témoigner du plaisir des bambins de mettre le doigt dans les rayons ou d’enfiler une combinaison d’apiculteur. Un plaisir pédagogique !

Mobilisez-vous dans votre commune pour faire

bouger les choses

Il est également possible d’organiser  des  réunions  d’information, des projections de reportages ou de films dans votre commune, par le biais   d’associations   locales,   de   salles   polyvalentes…   Ainsi,   si   la disparition des abeilles vous touche, vous pouvez faire  passer  le message et créer des discussions à ce propos, parfois avec des agriculteurs locaux qui entendront vos arguments et vous donneront les leurs. C’est par ces échanges que des solutions alternatives se mettront en place telles que le fauchage tardif des bas-côtés, le non-épandage de produits toxiques près de certaines zones sensibles, etc. C’est par ces réunions publiques que les maires prennent également acte des préoccupations de leurs concitoyens.

Peut-être mettront-ils en place un  service  «  d’écovigilance citoyenne » contre les atteintes à l’environnement (destruction de talus, pesticides, décharges, plastiques brûlés…)  avec  de  réelles  possibilités de verbaliser dans le cadre de l’article 4 de la loi sur la biodiversité (« Toute personne responsable d’un préjudice doit le réparer »).

Montez une association pour défendre les abeilles

Vous pouvez aussi créer un collectif ou une petite association locale ayant pour vocation d’améliorer le  quotidien  des  abeilles.  Ainsi,  à l’aide de quelques amis et de citoyens, nous  avons  décidé  de répertorier les haies et talus communaux, dont un nombre important avait disparu, grignoté au fur et à mesure par l’agriculture industrielle. Puis nous avons entrepris, par des actions participatives, leur reboisement ou réappropriation. Bien organisée, une petite association locale peut œuvrer pour obtenir des jardins partagés, des « ceintures vertes » et autres espaces verts, dans le but de préserver la terre et de lui donner du sens.

Mes actions

User et abuser des nouveaux médias

Des actions individuelles ou collectives défendant des justes causes ont souvent permis une prise de conscience et un élan vertueux. Pourtant, que l’on soit un jardinier désespéré de ne plus voir d’abeilles, de papillons ou d’oiseaux, ou bien un  apiculteur  qui  a  perdu  ses ruches, nous sommes trop souvent fatalistes : que pourraient faire quelques individus face à la disparition de l’abeille comme de tant d’autres espèces ? Alors que nous pouvons faire beaucoup !

Usez et abusez des nouveaux médias

pour vous faire entendre

Nous n’avons jamais eu autant de moyens de communiquer : mails, téléphone, réseaux sociaux, médias locaux… Servons-nous-  en  pour nous indigner des atteintes à l’environnement !

En mars 2018, quelques jours avant de découvrir à mon tour que

mes ruches avaient été décimées, j’avais vu sur Internet le témoignage de Michel, un vieil apiculteur passionné du Limousin.  Celui-ci  avait perdu toutes ses ruches, pleines de réserves mais sans abeilles, et incriminait les pesticides. Cela m’avait touché et poussé à témoigner lorsqu’à mon tour, j’ai découvert mon « cimetière de ruches ». Mon

« coup de gueule » a été vu plus de 7 millions de fois en France, au Canada, au Maroc, en Afrique ! Cette courte vidéo a généré des réactions, des articles, de nouveaux témoignages. Par ce « succès » inattendu, avec la convergence d’autres initiatives individuelles, je suis heureux d’avoir pu contribuer à cette prise de  conscience.  Mon message est passé, mais surtout, je n’ai fait que dire tout haut ce que beaucoup d’autres se résignaient à dire tout bas.

En mars 2018 également, à partir d’une autre initiative individuelle, un véritable « convoi mortuaire » s’est constitué en Bretagne, entre une zone très touchée par la disparition des abeilles et la chambre d’agriculture de Rennes. L’impact de cette action a aussi été très significatif pour alerter sur cette catastrophe sanitaire. Après Rennes, le convoi breton est allé à Paris, rejoint par beaucoup d’autres apiculteurs du territoire et s’est retrouvé

« fer de lance » de la contestation d’une agriculture destructrice et en première ligne pour alerter sur la détresse des apiculteurs professionnels ayant tout perdu (collectif pour la survie de l’abeille sur Facebook).

Laissez parler votre créativité pour communiquer

votre engagement

Utilisez votre créativité pour réaliser, organiser et partager toutes sortes d’évènements ou supports dédiés à la protection des abeilles.

Vous pouvez aujourd’hui prendre des vidéos grâce à un simple appareil photo ou téléphone (filmé en horizontal,  de  préférence)  et ainsi témoigner de pertes de ruches, de pollutions par les pesticides, d’atteinte à l’environnement, de non-respect des lois. C’est important, lancez l’alerte ! Les bonnes nouvelles méritent tout autant d’être relayées, comme la découverte d’un nid de bourdons dans votre jardin ou l’éclosion des osmies dans votre hôtel à insectes ! Émerveillez-vous aussi des beautés et joies simples qui vous entourent, partagez l’essentiel, le vital, pas le futile !

Affichez vos convictions à travers des tee-shirts personnalisés, des panneaux…

Il est désormais très simple de faire réaliser un tee-shirt personnalisé dans un magasin spécialisé. Vous  avez  imaginé  un  slogan  perspicace ou réalisé un dessin explicite ? Faites-le imprimer et affichez vos convictions ! Cela fonctionne pour de nombreux supports : sacs de courses  en  tissu,  pin’s,  auto-  collants…  Ainsi,  toute  la  famille,  amis  et collègues peuvent participer à la protection des abeilles.

Si chaque apiculteur ayant subi des pertes affichait devant chez lui un petit panneau du type « 10 ruches mortes », la redondance dans le paysage à l’échelle nationale permettrait également la prise de conscience. J’ai vu récemment dans les rues de Quimper un petit graffiti au pochoir, très simple, de 30 cm par 30 cm, qui montrait une abeille sur le dos avec écrit au-dessous « Help ». Il ne s’agit pas là de pousser à taguer partout, mais je pense néanmoins qu’il est possible de bien choisir ses emplacements et de faire passer ainsi le message. D’ailleurs, tout autour du monde, des artistes de rue se sont lancés  dans  ce combat et réalisent de véritables fresques en hommage aux abeilles et à la biodiversité4.

Ensemble, nous serons

plus forts

Dans votre région, commune ou département, si vous êtes nombreux à avoir été victimes de pertes importantes de ruches, organisez-vous pour des manifestations ! Il est fondamental de faire remonter notre mécontentement ! J’ai reçu tant de témoignages d’apiculteurs ayant subi des pertes ! Si nous avions tous manifesté ensemble le même jour, même dispersés sur le territoire, devant les mairies ou les chambres d’agriculture, nous aurions été encore plus entendus.

• inspiringcity.com

20 octobre 2018. Il fait 25 °C dans le Finistère et je rédige cette conclusion… Je me demande comment les abeilles vont supporter toutes ces variations climatiques, elles qui dépendent tant des ressources disponibles. Elles risquent de butiner les couverts végétaux agricoles toxiques qui n’auraient pas dû fleurir en novembre. Y survivront-elles ? Rien n’est moins sûr.

Mais pour autant, nous ne devons pas nous résigner en cédant à la fatalité : « La fatalité est la somme de nos démissions » a dit très justement le philosophe Jean-Pierre Dupuy. Nos actions individuelles et collectives peuvent changer ces funestes perspectives. Le combat pour la vie est une lutte que nous avons le devoir de mener.

Ce manifeste, avec les 10 solutions concrètes qu’il propose, est une invitation à l’action : soyons acteurs de ces changements, engageons- nous ! La bonne nouvelle, c’est que militer rend heureux et donne du sens à nos vies. Alors, ne nous réfugions pas derrière l’illusion que la technique ou qu’un homme politique nous sauvera ; mais devenons acteurs du réel et incarnons ensemble le changement qui sauvera les abeilles et la beauté du monde…

Page de copyright

Auteur : Sven Niel

Crédit photographique de couverture : © Shutterstock Direction : Guillaume Pô

Direction éditoriale : Élisabeth Pegeon Édition : Vanessa Martel

Direction artistique : Julie Mathieu Réalisation numérique : Karen Pasquier ISBN papier : 9782815313001

ISBN numérique : 9782815314367 Dépôt légal : janvier 2019

© 2019, Rustica Éditions, Paris

Tous droits de traduction, de reproduction et d’adaptation strictement réservés pour tous pays.

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