FORCE, physique

ACTION & RÉACTION, physique

  • Écrit par 
  • Jean-Marc LÉVY-LEBLOND
  •  • 1 491 mots

C'est avec la troisième loi de Newton (1642-1727) que le mot « action » entre dans le vocabulaire scientifique, avec un sens à vrai dire assez ambigu. Il s'applique à la dénomination de la force exercée par un corps sur un autre, la loi en question affirmant alors qu'elle est toujours égale à la force réciproque, ou « réaction ». Ainsi, le poids d'un objet sur le sol (action) est-il équilibré par […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/action-et-reaction-physique/#i_21033

AÉRODYNAMIQUE

  • Écrit par 
  • Bruno CHANETZ, 
  • Jean DÉLERY, 
  • Jean-Pierre VEUILLOT
  •  • 7 222 mots
  •  • 7 médias

L' objet de l'aérodynamique est l'étude de l'écoulement de l'air autour d'un corps, en général un véhicule aérien ou terrestre, mais aussi un ouvrage d'art, un aubage de turbomachine, une éolienne, ou bien encore un casque profilé de sportif. En effet, tout fluide s'écoulant sur une surface matérielle exerce sur celle-ci des actions de contact (pression et frottement) dont la résultante sur l'ens […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/aerodynamique/#i_21033

BALISTIQUE

  • Écrit par 
  • Jean GARNIER
  •  • 2 103 mots
  •  • 2 médias

Dans le chapitre « Trajectoire balistique des obus »  : […] Pour écrire l'équation de la trajectoire d'un projectile tiré par un canon, il suffit d'appliquer le principe fondamental de la dynamique : la somme des forces extérieures appliquées au projectile est égale au produit de sa masse par la dérivée du vecteur vitesse V g du centre de gravité (F =  m  ( dV […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/balistique/#i_21033

CASIMIR EFFET

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 330 mots

L'effet Casimir est l'une des plus remarquables prédictions de la théorie quantique, puisqu'il touche à la nature même de l'état fondamental de l'électrodynamique, ce qu'il est convenu d'appeler le « vide quantique ». Contrairement au vide classique, proche du néant, l'état de plus basse énergie d'une théorie quantique est peuplé d'états virtuels qu'une excitation peut éventuellement révéler : c' […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/effet-casimir/#i_21033

CAUSALITÉ

  • Écrit par 
  • Raymond BOUDON, 
  • Marie GAUTIER, 
  • Bertrand SAINT-SERNIN
  •  • 12 999 mots
  •  • 3 médias

Dans le chapitre « Le principe de causalité dans la physique classique »  : […] Schématiquement, c'est la forme de la trajectoire des astres (planètes, Soleil, étoiles) qui est le premier objet de la physique mathématique. Cette description du déplacement des planètes culmine dans l'œuvre de Ptolémée et, quatorze siècles plus tard, de Copernic. L'astronomie ne formule pas d'hypothèse sur la nature des astres ni sur les causes de leur mouvement : elle en étudie la forme et la […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/causalite/#i_21033

CINQUIÈME FORCE HYPOTHÈSE DE LA

  • Écrit par 
  • Nicolas WITKOWSKI
  •  • 856 mots
  •  • 1 média

Des quatre forces fondamentales de la nature, la plus anciennement connue est aussi la plus mystérieuse. Alors que les interactions électromagnétiques forte et faible s'intègrent relativement bien dans un schéma théorique commun dit de grande unification, la gravitation reste une des grandes questions ouvertes de la physique. En janvier 1986, tandis que les expérimentateurs commençaient à install […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/hypothese-de-la-cinquieme-force/#i_21033

CORIOLIS GASPARD GUSTAVE (1792-1843)

  • Écrit par 
  • Bernard BACH
  •  • 188 mots

Ingénieur et mathématicien français. Assistant à l'École polytechnique à Paris, Gustave Coriolis étudie la composition des vitesses et des accélérations. Dans un article « Sur les équations du mouvement relatif des systèmes de corps » (1835), il montre que, pour un corps en mouvement sur la surface d'un solide en rotation, il s'introduit un terme supplémentaire dans l'accélération, équivalant à un […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/gaspard-gustave-coriolis/#i_21033

COUPLE, mécanique

  • Écrit par 
  • Universalis
  •  • 134 mots

Système de deux forces antiparallèles (même direction et sens opposé), de même grandeur, agissant en deux points distincts . Un couple est caractérisé par son moment C , qui est égal au produit de la grandeur commune des forces par la distance entre leurs supports. Le seul effet d'un couple est de créer ou d'empêcher un mouvement de rotation ; l'accélération angulaire d'un solide sur lequel s'appl […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/couple-mecanique/#i_21033

DESCRIPTION ET EXPLICATION

  • Écrit par 
  • Jean LARGEAULT
  •  • 9 337 mots
  •  • 1 média

Dans le chapitre « L'explication causale »  : […] Elle n'est pas absolument disjointe de l'explication spatiale, puisque le changement de place d'une qualité ou d'un principe plus ou moins immatériel est la première représentation qu'on a donnée de la causalité transitive. Réciproquement, la notion d'espace implique celle de localisation des objets (par exemple des particules) ; faute de celle-ci, la possibilité de suivre par continuité la trajec […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/description-et-explication/#i_21033

DYNAMIQUE

  • Écrit par 
  • Michel CAZIN, 
  • Jeanine MOREL
  •  • 10 004 mots
  •  • 4 médias

Dans le chapitre « Fonction de force »  : […] Un torseur défini par une densité de forces sur un ensemble matériel Σ est dit dérivé d'une fonction de force U si, et seulement si, il existe une fonction U  ( q 1 , ...,  q n  ;  t  ) ne dépendant pas des q i et telle […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/dynamique/#i_21033

ÉLASTICITÉ

  • Écrit par 
  • Michel CAZIN, 
  • Michel KOTCHARIAN
  •  • 8 712 mots
  •  • 18 médias

Dans le chapitre « Forces internes et déformations »  : […] Les forces intérieures dans un solide sont des actions s'exerçant de proche en proche ; autrement dit, une molécule du corps n'exerce d'actions que sur les molécules immédiatement voisines. Il en résulte que les déformations en un point d'un corps dépendent de l'état de contrainte en ce point et en ce point seulement ; il existe donc a priori une relation entre le tenseur des contraintes en un po […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/elasticite/#i_21033

ÉLECTRICITÉ - Lois et applications

  • Écrit par 
  • Jean-Marie DONNINI, 
  • Lucien QUARANTA
  •  • 4 779 mots
  •  • 8 médias

Dans le chapitre « Les lois fondamentales »  : […] Si une charge est au repos, elle crée dans l'espace la perturbation vectorielle champ électrostatique  E , mais si elle est animée d'une vitesse constante, elle crée une perturbation supplémentaire : le vecteur champ magnétique  B . Ainsi, un conducteur parcouru par un courant, produit un champ magnétique dû au mouvement des porteurs de charges, mais le champ électrique est nul puisque le conducte […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/electricite-lois-et-applications/#i_21033

ÉNERGIE - Vue d'ensemble

  • Écrit par 
  • Jean MATRICON
  •  • 1 648 mots

L e terme « énergie » est ambigu : son champ sémantique est immense et se décline à travers presque toutes les activités humaines, depuis les ressources psychiques que l'homme va chercher auprès de médiateurs variés jusqu'aux organismes gouvernementaux qui ont pour charge de gérer ses emplois. Le scientifique est plus exigeant quant à la définition qu'il en donne, mais, même dans ce domaine plus r […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/energie-vue-d-ensemble/#i_21033

ÉNERGIE - La notion

  • Écrit par 
  • Julien BOK
  •  • 7 639 mots
  •  • 4 médias

Dans le chapitre «  Énergie mécanique »  : […] On dit qu'une force appliquée à une particule située en M travaille , lorsque cette particule se déplace dans une direction différente de la perpendiculaire à cette force. Si d M est le déplacement de la particule, le travail d W de la force F qui lui est appliquée est, par définition, d W =  F  .  […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/energie-la-notion/#i_21033

FLUIDES MÉCANIQUE DES

  • Écrit par 
  • Jean-François DEVILLERS, 
  • Claude FRANÇOIS, 
  • Bernard LE FUR
  •  • 8 846 mots
  •  • 4 médias

Dans le chapitre « Théorème d'Archimède »  : […] Soit une surface finie plongée dans un fluide au repos. Le fluide placé d'un côté de cette surface exerce sur le fluide placé de l'autre côté des efforts appelés efforts de pression. Lorsque la surface est infiniment petite et d'aire d σ, la résultante de ces efforts de pression est une force infiniment petite, perpendiculaire à la surface, qui s'écrit […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/mecanique-des-fluides/#i_21033

FORCE DE CORIOLIS

  • Écrit par 
  • Florence DANIEL
  •  • 267 mots

Le mathématicien français Gaspard Gustave Coriolis (1792-1843) publie en 1835 un article intitulé Sur les équations du mouvement relatif des systèmes de corps . Il y montre que l’accélération de tout corps en mouvement relatif par rapport à un repère en rotation comporte un terme proportionnel à la vitesse relative, terme qui n’existe pas dans le cas d’un repère inertiel. On […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/force-de-coriolis/#i_21033

FROTTEMENT

  • Écrit par 
  • Jacques-Jean CAUBET, 
  • Jean POLTI
  •  • 3 374 mots
  •  • 4 médias

Dans le chapitre « Typologie des frottements »  : […] Le cas le plus général est celui du « frottement de glissement ». Si l'on désigne par F la force, parallèle au plan tangent commun aux corps A et B, nécessaire pour obtenir le glissement de A par rapport à B, le coefficient global de frottement de glissement  f est égal à F/N ( a) ; c'est un scalaire. Il y a frottement de pivotement lorsqu'un point donné de A coïncide penda […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/frottement/#i_21033

INTERACTIONS (physique) - Interaction gravitationnelle

  • Écrit par 
  • Alain KARASIEWICZ, 
  • Marie-Antoinette TONNELAT
  •  • 1 962 mots
  •  • 2 médias

La gravitation est responsable de phénomènes aussi différents que la pesanteur ressentie par tout un chacun, le mouvement des planètes ou l'expansion de l'Univers. Cette force de gravitation est extrêmement faible entre particules élémentaires, mais ses effets deviennent importants si les corps considérés ont des masses de l'ordre de celle d'une planète. La théorie qui aujourd'hui rend le mieux […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/interactions-physique-interaction-gravitationnelle/#i_21033

INTERACTIONS (physique) - Électromagnétisme

  • Écrit par 
  • Bernard DIU
  •  • 4 620 mots
  •  • 7 médias

Dans le chapitre « Le concept de « champ »  »  : […] Durant la première moitié du xix e  siècle, la connaissance de l'électromagnétisme progressait à grands pas, mais il lui manquait une idée unificatrice afin d'asseoir des postulats généraux. Certes les succès de la mécanique de Newton et de la gravitation universelle orientaient les recherches du côté de la notion de force. Or il allait s'avérer q […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/interactions-physique-electromagnetisme/#i_21033

INTERACTIONS (physique) - Interaction nucléaire forte

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 1 945 mots
  •  • 4 médias

Dans le chapitre « La théorie de Yukawa et les mésons »  : […] En 1921, James Chadwick propose, à partir d'observations des collisions entre des rayons α et des noyaux atomiques, l'existence d'une force extrêmement intense. La description de cette force pose dès le départ une quantité de problèmes aux théoriciens, en particulier tant que l'existence et la nature du neutron ne sont pas solidement établies. En 1932, Werner Heisenberg propose une première théor […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/interactions-physique-interaction-nucleaire-forte/#i_21033

INTERACTIONS (physique) - Unification des forces

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 1 612 mots
  •  • 3 médias

Dans le chapitre « L'unification newtonienne »  : […] C'est vers 1680 qu'Isaac Newton affirme que la pesanteur et le mouvement des planètes sont deux manifestations d'une unique force. Cette unification de la gravité terrestre et de la gravité céleste dépasse la simple reconnaissance que les lois de la physique s'appliquent aussi bien à notre monde sublunaire qu'au reste de l'Univers, comme Galilée l'avait démontré en expliquant la formation des […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/interactions-physique-unification-des-forces/#i_21033

INTERFACES

  • Écrit par 
  • Simone BOUQUET, 
  • Jean-Paul LANGERON
  •  • 8 284 mots
  •  • 6 médias

Dans le chapitre « Définition thermodynamique »  : […] La définition thermodynamique de l'interface a été souvent sujette à controverses. J. W. Gibbs l'a considérée comme une surface de division sans épaisseur, une surface mathématique, alors que J. D. Van der Walls et H. Bakker lui ont attribué une épaisseur faible mais finie. E. A. Guggenheim a introduit le concept de « phase superficielle », traitant l'interface comme une phase plane séparant deux […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/interfaces/#i_21033

MAGNÉTISME (notions de base)

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 3 752 mots
  •  • 1 média

Dans le chapitre « Les lois classiques du magnétisme »  : […] Le concept fondamental permettant la description scientifique des phénomènes magnétiques est la notion de champ magnétique. Noté en général  B , c’est une quantité qui a les caractéristiques d’un vecteur, c’est-à-dire qu’il a une direction, un sens et une intensité exprimée en tesla dans le système international d’unités ( on utilise encore parfois le gauss, unité CGS, égal a […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/magnetisme-notions-de-base/#i_21033

MASSE (notions de base)

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 1 654 mots
  •  • 1 média

Dans le chapitre « La masse inerte et la masse grave »  : […] Johannes Kepler semble avoir été le premier à développer la notion d'inertie liée à l'idée d'opposition au mouvement et à la vitesse acquise par un corps céleste soumis à une force ; il associait ce concept d'inertie à la quantité de matière contenue dans un volume donné, entretenant la confusion entre masse et densité. Le concept sera défini clairement par Isaac Newton, qui attachera à tout corp […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/masse/#i_21033

MASSE, physique

  • Écrit par 
  • Jean-Marc LÉVY-LEBLOND, 
  • Bernard PIRE
  •  • 4 054 mots
  •  • 1 média

Dans le chapitre « Masse et inertie »  : […] Il existe une autre caractérisation de la masse d'un corps à partir de son comportement dynamique. L'expérience courante l'indique aussi bien : plus la masse (quantité de matière) d'un objet est grande, plus il est difficile de le mettre en mouvement ou de l'arrêter, autrement dit, de modifier son état de mouvement. Le principe de l'inertie, ébauché par Galilée, puis par Descartes, et énoncé par […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/masse-physique/#i_21033

MÉCANIQUE - Histoire de la mécanique

  • Écrit par 
  • Pierre COSTABEL
  •  • 6 180 mots
  •  • 3 médias

Dans le chapitre « De Galilée à Newton »  : […] Dans l'histoire de la mécanique, c'est incontestablement le grand ouvrage de Galilée, Discours et démonstrations mathématiques concernant deux sciences nouvelles ( Discorsi e dimostrazioni matematiche intorno a due nuove scienze attenanti alla meccanica ed i movimenti locali , Leyde, 1638), qui ouvre une ère elle aussi nouvelle. Si le titre même mentionn […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/mecanique-histoire-de-la-mecanique/#i_21033

MÉCANIQUE - Mécanique analytique

  • Écrit par 
  • Francis HALBWACHS, 
  • Jean-Marie SOURIAU
  •  • 3 807 mots
  •  • 1 média

Dans le chapitre « Formulation variationnelle et principe de Hamilton »  : […] Supposons maintenant, non seulement que les liaisons sont holonômes et parfaites, mais que les forces appliquées dérivent d'un potentiel u  ; par définition, u est une fonction de la position des points (et éventuellement de t ) qui donne par dérivation le travail virtuel des forces, changé de signe : En remarquant que : on voit qu […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/mecanique-mecanique-analytique/#i_21033

MÉCANIQUE - Mécanismes

  • Écrit par 
  • Robert LE BORZEC
  •  • 1 832 mots
  •  • 9 médias

Dans le chapitre « Classification des mécanismes »  : […] Ainsi définis, les mécanismes peuvent être classés d'après la nature des mouvements « moteurs » et « utilisateurs ». Un mouvement est caractérisé par la trajectoire, la course, la vitesse et l'accélération en chaque point. Les mouvements moteurs le plus souvent utilisés sont la rotation continue uniforme et la translation alternative de course donnée. Les mouvements utilisateurs sont beaucoup plu […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/mecanique-mecanismes/#i_21033

MÉCANIQUE CÉLESTE

  • Écrit par 
  • Bruno MORANDO
  •  • 6 163 mots
  •  • 4 médias

Dans le chapitre « Intégration numérique »  : […] Quelle que soit la complexité des équations de la mécanique céleste, on a toujours la ressource de les intégrer numériquement. Pour cela, on part de valeurs connues des positions et des vitesses du corps considéré pour un instant donné, et on calcule les valeurs numériques des forces qui agisse sur lui à cet instant. Cela permet d'extrapoler les valeurs des positions et des vitesses pour un insta […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/mecanique-celeste/#i_21033

MOUVEMENT

  • Écrit par 
  • Françoise BALIBAR
  •  • 6 897 mots

Dans le chapitre « Newton ou comment fonder une dynamique compatible avec la cinématique »  : […] Pour nécessaire qu'elle ait été historiquement, l'introduction de la cinématique n'est qu'une étape dans le développement de la conception moderne du mouvement. Une fois la « nature du mouvement » établie, restait à expliquer les phénomènes correspondants à partir de leurs causes ; autrement dit, restait à édifier une dynamique sur les ruines de celle de l'École. À vrai dire, ce n'était pas là la […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/mouvement/#i_21033

NEWTON ISAAC (1642-1727)

  • Écrit par 
  • Michel PATY
  •  • 4 663 mots
  •  • 4 médias

Dans le chapitre « La gravitation universelle et les « Principia » »  : […] Si Newton conçut l'idée d'une gravitation universelle et la loi de l'inverse carré des distances pour sa force dès ses « années merveilleuses », quand il s'intéressait déjà aux mouvements curvilignes et au problème de la Lune, il ne donna cependant tout leur développement à ses conceptions que dans la période décisive qui va de 1679 à 1684, sous la stimulation de Hooke, de Flamsteed, de Halley . I […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/isaac-newton/#i_21033

RÉDUCTIONNISME & HOLISME

  • Écrit par 
  • Jean LARGEAULT
  •  • 6 924 mots

Dans le chapitre « Historique »  : […] En simplifiant, suivant les procédés aristotéliciens de libre interprétation des textes, le matérialisme a surgi du premier coup, avec tous ses traits caractéristiques, chez les penseurs grecs d'avant Socrate. Considérant les choses sensibles, ils en cherchent le principe abstrait, et, afin d'expliquer comment ce principe unique engendre la diversité visible, ils postulent des transformations. P […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/reductionnisme-et-holisme/#i_21033

RÉSISTANCE DES MATÉRIAUX

  • Écrit par 
  • Jean LEMAITRE
  •  • 6 587 mots
  •  • 17 médias

Dans le chapitre « Isolement d'un système et loi fondamentale de la statique »  : […] La solution de tout problème de résistance des matériaux commence par la recherche des efforts appliqués au solide que l'on se propose d'étudier. Pour cela, il faut « isoler » le solide de son environnement, c'est-à-dire remplacer toutes les actions du milieu extérieur par des déplacements, des forces et des moments. Ces efforts, dits extérieurs, sont des forces ou des moments directement appliqu […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/resistance-des-materiaux/#i_21033

SCHOPENHAUER ARTHUR (1788-1860)

  • Écrit par 
  • Jean LEFRANC
  •  • 3 154 mots
  •  • 1 média

Dans le chapitre « La métaphysique de la volonté »  : […] Schopenhauer se veut le véritable successeur de Kant, capable de résoudre la crise ouverte par la philosophie critique sans en trahir les résultats. À ses yeux, l'acquis définitif du kantisme est la dualité irréductible du phénomène et de la chose en soi. Le postkantisme de Schopenhauer est donc radicalement distinct de celui d'un Fichte, d'un Schelling ou d'un Hegel, qui croient pouvoir surmonte […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/arthur-schopenhauer/#i_21033

TROUS NOIRS

  • Écrit par 
  • Jean-Pierre LUMINET
  •  • 12 631 mots
  •  • 11 médias

Dans le chapitre « Physique des trous noirs »  : […] Les propriétés physiques des trous noirs sont si déroutantes qu'elles ont longtemps nui à leur crédibilité. En réalité, elles découlent des lois de la relativité générale poussées à la limite des champs gravitationnels très forts, avec pour conséquence les distorsions les plus spectaculaires de l’espace-temps. Ainsi, à proximité d'un trou noir, l'espace est fortement déformé. Un astronaute qui s' […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/trous-noirs/#i_21033

UNITÉS SYSTÈMES D'

  • Écrit par 
  • Gérard FOURNET
  •  • 3 002 mots
  •  • 5 médias

Dans le chapitre « Force »  : […] L'unité de force F 0 est la force qui s'exerce sur un mobile de masse unité quand il est soumis à l'unité d'accélération ; dans ces conditions, on a : […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/systemes-d-unites/#i_21033


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Plané régulier en air calme

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Composition des forces agissant au cours d'un plané régulier en air calme La résultante F des forces aérodynamiques (portance et traînée) est égale mais opposée au poids de l'oiseau W La composante P du poids qui agit tangentiellement et vers le bas selon le sens du mouvement est égale... 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Unification des forces fondamentales, M. Crozon

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Michel Crozon, directeur de recherche dans le laboratoire de physique des particules au CNRS, nous énumère et explicite les différentes forces fondamentales qui gouvernent l'Univers et les théories actuelles découlant de l'étude des interactions entre les particules élémentaires : le... 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Plané régulier en air calme
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Unification des forces fondamentales, M. Crozon
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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