Guide météorologique Météo à l'oeil

Chapitre 1 - Premières étapes

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• L'installation de votre premier poste d'observation météorologique
  • Baromètre
  • Thermomètre
  • Psychromètre fronde
  • Pluviomètre
  • Mesurer la neige
  • Comparer la pluie et la neige
  • Radiomètre UV
  • Anémomètre
• Vent, nuages et phénomènes météorologiques
  • Direction du vent
  • Couverture nuageuse
  • Types de nuage
  • Un dernier point

L'installation de votre premier poste d'observation météorologique

La trousse complète de Météo à l'oil comprend un ensemble d'instruments météorologiques ainsi que des feuilles de route pour consigner vos observations. Si vous avez obtenu des instruments météorologiques d'une autre source, vous pouvez quand même imprimer des copies des feuilles de route et des formulaires de graphiques à partir du coin des enseignant sur notre site web, par l'entremise du lien dans le menu de gauche à La météo au Canada.

Ce chapitre vise avant tout à vous aider à installer ces instruments de sorte que vos élèves puissent commencer sans tarder à réaliser des observations météorologiques. Les observations et les rapports météorologiques périodiques renforceront ce qu'ils apprendront en classe.

Conseils 1.1

À divers endroits dans ce guide, on vous donnera des instructions complètes pout permetrre aux élèves de créer des équivalents maison de la plupart de ces instruments.

Baromètre

Le baromètre mesure la pression atmosphérique c'est-à-dire le poids d'une colonne d'air à un endroit donné, tel que votre école. En règle générale, lorsque la pression atmosphérique augmente, le beau temps approche; par contre, une chute de la pression atmosphérique annonce l'arrivée de temps incertain.

Mais tel n'est pas toujours le cas, comme vous le découvrirez au cours de votre année à titre de météophile. Utilisez les termes de la météo inscrits sur le baromètre avec prudence - stormy (orageux), rain (pluie), change (changeant), fair (beau) et very dry (très sec). Fiez-vous plutôt aux relevés numériques pour la journée et aux tendances qui se dégageront des relevés successifs.

Avant d'utiliser le baromètre pour la première fois, réglez-le en fonction de la pression au niveau moyen de la mer pour votre région. Vous n'avez à le faire qu'une seule fois. Il y a plusieurs façons d'obtenir la pression atmosphérique actuelle dans votre localité.

• regardez la météo locale à la télévision;
• si vous êtes dans le rayon de portée d'un émetteur, écoutez la Radiométéo d'Environnement Canada, ou
• consultez le bulletin météorologique pour votre région sur l'un des sites Internet d'Environnement Canada tels que La météo au Canada

Activité 1.1

Demandez à vos élèves de se rendre au site Internet La météo au Canada et d'y trouver la pression atmosphérique pour votre localité ce jour-là. À partir de la page d'accueil, choisissez votre province ou votre territoire et cliquez ensuite sur votre ville ou choisissez d'autres villes à parti du menu à gauche de droite.

Conseils 1.2

Environnement Canada exprime la pression atmosphérique en kilopascals. La plupart des baromètres mesurent toutefois la pression atmosphérique en pouces et milibars. Pour convertir les kilopascals en millibars, multipliez par 10 le nombre de kilopascals. Pour convertir les kilopascals en pouces, divisez le nombre de kilopascals par 3,386.

Si rien d'autre ne fonctionne, par exemple si l'aiguille noire ne réagit pas comme il se doit aux changements de pression, veuillez appeler votre coordonnateur des météophiles.

Conseils 1.3

Pour convertir les pouces en kilopascals, multipliez par 3,386 et pour convertir les millibars en kilopascals, divisez le résultat en millibars par 10. Par exemple, une lecture de 29,91 pouces est équivalente à 1013,1 millibars ou 101,31 kilopascals.

Dès que vous aurez obtenu le relevé au niveau moyen de la mer dans les unités correspondantes pour votre baromètre, réglez le baromètre sans tarder le relevé ne sera plus représentatif si vous attendez une heure ou deux. Tournez le baromètre à l'envers et ajustez la petite vis portant les inscriptions + et - jusqu'à ce que l'aiguille noire située au devant du baromètre s'aligne au-dessus de la pression atmosphérique actuelle. L'aiguille noire se déplacera chaque fois que la pression d'air changera. Maintenant, tournez le bouton doré sur la face du baromètre jusqu'à ce que l'aiguille dorée se place au-dessus de l'aiguille noire. L'aiguille dorée agit comme point de référence et restera en place à moins que vous ne la déplaciez. L'écart entre les deux vous indique si la pression atmosphérique a augmenté ou diminué.

À l'aide d'un clou ou d'une vis à petite tête, suspendez le baromètre au niveau des yeux sur un mur intérieur, loin de la lumière directe du soleil, de la chaleur ou des climatiseurs. La lumière du soleil ou une poussée soudaine d'air chaud ou froid peuvent affecter les relevés. Veillez à ne pas retirer le baromètre du mur pour en effectuer la lecture.

Pour effectuer le relevé, donnez tout d'abord un petit coup sur le baromètre. Attendez environ une minute et faites le relevé. Convertissez ensuite le résultat en kilopascals, si nécessaire, et consignez-le sur la feuille de route de Météo à l'oil. Enfin, rétablissez la position de l'aiguille dorée en la plaçant sur l'aiguille noire.

Thermomètre

Le thermomètre compris dans la trousse de Météo à l'oil mesure non seulement la température actuelle mais aussi la température minimum, ou la plus basse, et la température maximum, ou la plus haute, depuis le dernier retour à la position initiale. Ce type de thermomètre utilise habituellement une colonne d'alcool ou une spirale de métal pour réagir aux changements de température. Toutefois, il n'est pas nécessaire de disposer d'un thermomètre maximum/minimum pour participer au programme Météo à l'oil. Si votre thermomètre ne mesure que la température actuelle, vous pouvez laisser les autres champs en blanc lorsque vous consignerez votre observation météorologique.

Fait à noter

Parce que le mercure gèle lorsque la température chute en deçà de -38 oC, Environnement Canada utilise des thermomètres à alcool et des thermistances, une version électronique du thermomètre, pour relever les températures lorsqu'un tel froid sévit.

Suspendez le thermomètre au niveau des yeux et loin des rayons directs du soleil. Le meilleur endroit pourrait  être un lieu sûr, ombragé et gazonné, du côté nord de votre école. Essayez de prévoir une circulation d'air autour de l'unité : cela améliorera le temps de réaction du thermomètre au changement de la température de l'air. Les thermomètres qui utilisent une spirale de métal peuvent réagir plus lentement que le type normal de thermomètre qui utilise un liquide dans un tube de verre. Cela dépend, en partie, de la masse même de la spirale de métal, et en partie du fait que l'encastrement de la spirale de métal réduit la circulation d'air à sa surface.

Si vous ne disposez pas de lieu sûr pour installer l'instrument en permanence, entreposez le thermomètre dans la salle de classe et suspendez-le à l'extérieur environ 30 minutes avant de faire le relevé quotidien. Toutefois, si vous procédez ainsi, vous ne pourrez que relever la température à ce moment-là. Si le thermomètre demeure à l'extérieur en permanence, vous pourrez relever la température actuelle ainsi que les températures maximum et minimum.

Certains thermomètres sont calibrés en degrés à la fois Celsius et Fahrenheit. L'échelle Celsius est celle que vous utiliserez pour consigner vos relevés sur la feuille de route de Météo à l'oil.

Les thermomètres maximum/minimum devraient être remis à zéro après chaque observation.

Conseils 1.4

Pour convertir les degrés Fahrenheit en degrés Celsius, soustrayez 32 de la température et multipliez ensuite par 5/9. Pour convertir de degrés Celsius en degrés Fahrenheit, multipliez la températu par 9/5 et ajoutez 32. Vous voudrez peut-être demander à vos élèves de convertir ces fractions en décimale, ces dernière étant plus faciles à utiliser.

Activité 1.2

À l'aide des formules de conversion, demandez à vos élèves de convertir les températures les plus basses et les plus élevées jamais enregistrées au Canada. Les deux records ont été établis avant l'introduction du système métrique au Canada. La température la plus élevée a été de 107 oF à Yellow Grass e Midale en Saskatchewan, en 1937. La température la plus basse a été de -81 oF à Snag, au Yukon, le 3 février 1947. Vous voudrez peut-être demander à vos élèves de trouver ces localités sur des cartes du Yukon et de la Saskatchewan. (Soit dit en passant, les réponses sont 45 oC et 63 oC respectivement).

Psychromètre fronde

Cet instrument vous permettra de déterminer le point de rosée et l'humidité relative. Le psychromètre fronde contient deux thermomètres à alcool. Le bulbe à l'extrémité de l'un des thermomètres est recouvert de tissu, que vous mouillerez avant l'utilisation. Ce thermomètre est appelé « thermomètre mouillé ». Puisqu'il faut de la chaleur pour l'évaporation, le thermomètre mouillé enregistrera une baisse de la température à mesure que l'eau s'évaporera du tissu. L'autre thermomètre est appelé « thermomètre sec ». Puisqu'il n'y a pas d'eau et donc aucune évaporation dans ce cas, le thermomètre sec indiquera la température présente de l'air.

La différence de température entre les deux thermomètres indique la quantité de vapeur d'eau dans l'air. Dans l'air, l'eau s'évaporera rapidement et occasionnera une baisse rapide de la température du thermomètre mouillé. Ceci accroîtra la différence entre les relevés des deux thermomètres. Si l'air est humide, peu d'eau s'évaporera du thermomètre mouillé et la baisse de température sera faible, de même que la différence entre les lectures.

À l'aide de cet instrument, vous pouvez vérifier l'humidité relative à l'intérieur et aussi à l'extérieur de votre école, lorsque la température dépasse 10 oC. Il ne convient pas à une utilisation à l'année longue, lorsque les températures sont plus froides. Lorsque les températures sont sous le point de congélation, l'eau sur le thermomètre mouillé gèle; il faut alors utiliser une technique différente. Pour cette raison, le point de rosée et l'humidité ne feront pas partie de vos observations quotidiennes des météophiles tout au long de l'année scolaire.

À l'automne et au printemps cependant, le calcul quotidien de l'humidité relative permettra à vos élèves de mieux comprendre la matière.

Pour utiliser le psychromètre fronde, il faut tout d'abord mouiller le tissu à l'extrémité du thermomètre mouillé avec de l'eau, en veillant à le saturer complètement. Il faut prendre soin de ne pas envoyer d'eau sur le thermomètre sec. Si cela arrive, asséchez-le complètement à l'aide d'un essuie-tout avant de débuter l'observation.

Placez-vous dans un endroit ouvert, à l'intérieur ou à l'extérieur, à distance d'une longueur de bras de tout objet que vous pourriez heurter. Empoignez le psychromètre par la poignée de bois et faites-le tourner vigoureusement en exécutant au moins 60 révolutions, ou jusqu'à ce que les relevés se stabilisent. Inscrivez rapidement la température en degrés Celsius affichée par chacun des thermomètres, en lisant tout d'abord le thermomètre mouillé. La température du thermomètre mouillé sera toujours égale ou inférieure à celle du thermomètre sec. Soustrayez la température du thermomètre mouillé de celle du thermomètre sec. La différence s'appelle la dépression.

À l'aide des tableaux fournis, trouvez la température relevée sur le thermomètre sec dans la colonne de gauche et la dépression du thermomètre mouillé dans les lignes au sommet. Suivez le long de la ligne et dans la colonne vers le bas jusqu'à l'intersection des deux observations. À l'intersection, vous trouverez le point de rosée et l'humidité relative correspondant à ces lectures. Inscrivez-les dans l'espace prévu sur votre feuille de relevés.

Les concepts du point de rosée et de l'humidité relatives sont décrits plus en détail au chapitre 2.

Pluviomètre

Le pluviomètre sert à mesurer la quantité de pluie tombée. Le pluviomètre de Météo à l'oil a deux échelles: une en millimètres et l'autre en pouces. Puisque Environnement Canada utilise le système métrique, vous consignerez vos observations en millimètres sur la feuille de relevés de Météo à l'oil.

Conseils 1.5

Pour convertir des pouces en millimètre, multipliez par 25,4, et, à l'inverse, pour convertir les millimètre en pouces, divisez par 25,4.

Pour installer le pluviomètre, fixez-le à un poteau tel un poteau de clôture à l'aide de l'attache et des vis incluses. S'il n'y a pas de poteau, affûtez un piquet de bois d'une hauteur de 1 à 1,5 mètre et enfoncez-le dans le sol. Veillez à ce que le sommet du pluviomètre dépasse celui du poteau et que ce dernier soit situé loin des immeubles, des arbres, des gouttières ou d'autres structures qui pourraient empêcher la pluie de tomber dans le pluviomètre. Lorsque vous installez le pluviomètre, veillez à ce que l'ouverture soit de niveau - et non inclinée - et que le côté métrique soit tourné vers l'extérieur. De cette façon, vous pourrez procéder plus facilement aux relevés.

Pour faire un relevé, inscrivez, en millimètres, le niveau de l'eau sur votre feuille de relevés de Météo à l'oil.

N'oubliez pas de vider le pluviomètre et de bien l'assécher avec un linge propre après chaque relevé.

Mesurer la neige

La neige est plus volumineuse que la pluie et est donc mesurée en centimètres plutôt qu'en millimètres. On mesure habituellement la profondeur de la neige à l'aide d'une longue règle ou d'un mètre. Il s'agit tout d'abord de trouver une étendue de neige vierge sur un terrain plat et ouvert, loin des arbres ou des surplombs de toits. Évitez, si possible, les endroits où la neige s'est amoncelée en bancs de neige ou ceux d'où le vent a balayé la neige fraîche.

En gardant la règle bien droite, enfoncez-la dans la neige jusqu'à ce qu'elle touche le sol. Mesurez la profondeur de la neige en centimètres. Répétez cette manouvre plusieurs fois à divers endroits. Calculez ensuite la profondeur moyenne de la neige au sol en totalisant vos mesures et en divisant le chiffre ainsi obtenu par le nombre de mesures effectuées.

Il y a trois façons de savoir combien de neige est tombée depuis votre dernière observation - la dernière fois que vous avez effectué une mesure.

1. Soustrayez la quantité de neige au sol enregistrée lors du dernier relevé de la quantité de neige au sol enregistrée aujourd'hui. La différence représentera la quantité de nouvelle neige tombée.

Mise en garde
Parfois, le relevé de la journée est inférieur au relevé précédent. Ce phénomène survient lorsque la neige a fondu, ou que le poids de la nouvelle neige a compacté la couche inférieure, ou encore lorsque les mesures sont prises à des endroits différents.

2. Utilisez une planche à neige. Vous pouvez fabriquer une planche à neige à l'aide de bouts de contreplaqué ou d'arborite d'environ 40 x 40 cm. La planche à neige doit être assez légère pour reposer sur la neige mais assez lourde pour rester en place par temps venteux.

Trouvez un endroit dans la cour d'école éloigné des arbres et des surplombs de toiture mais où la poudrerie ne s'accumule pas. Enfoncez la planche dans la neige jusqu'à ce que sa surface supérieure soit au même niveau que la surface de la neige. Si l'on prévoit d'importantes chutes de neige, utilisez un drapeau ou un bâton pour marquer l'emplacement de la planche afin de pouvoir la retrouver le jour suivant. Après avoir mesuré la quantité de neige accumulée sur la planche, nettoyez-la et replacez-la dans la neige.

3. Trouvez un endroit dans la cour d'école duquel vous pouvez retirer toute la neige après chaque mesure. Cet endroit, tout comme celui réservé à la planche à neige, devrait être loin des arbres, des surplombs de toitures et des endroits où s'accumulent les bancs de neige. Après avoir mesuré la quantité de neige tombée, enlevez toute la neige.

Mise en garde
Il peut arriver que vos mesures ne concordent pas avec la météo du jour. Cela peut survenir lorsque de forts vents ont soufflé la neige sur votre planche à neige ou sur l'endroit qui sert à prendre les mesures. Le cas échéant, utilisez votre gros bon sens et demandez-vous s'il a vraiment neigé depuis le dernier relevé ou la dernière observation.

Consignez votre relevé en centimètres sur la feuille de relevés de Météo à l'oil.

Comparer la pluie et la neige

La pluie et la neige sont mesurées à l'aide d'unités différentes. Lorsqu'il neige ou qu'il pleut le même jour ou que vous voulez comparer les deux, il vous faut calculer la teneur en eau de la neige. Pour ce faire, vous utilisez le pluviomètre et mesurez la teneur en eau en millimètres.

Après une chute de neige, apportez le pluviomètre rempli de neige à l'intérieur et laissez fondre la neige. Mesurez ensuite la quantité d'eau dans le pluviomètre. En général, 10 centimètres de neige produisent 10 millimètres d'eau, soit un ratio de 10 à 1.

Il y a cependant des exceptions. Une neige mouillée qui tombe lorsque la température approche le point de congélation, ou 0 °C, peut produire 10 millimètres d'eau pour chaque 6 centimètres de neige, pour un ratio de 6 à 1. Par contre, la neige poudreuse très sèche qui fait la joie des skieurs peut afficher un ratio neige-eau de 30 à 1. C'est-à-dire que 30 centimètres de neige produisent 10 millimètres d'eau.

Aux fins du rapport des météophiles, si vous avez reçu à la fois de la neige et de la pluie le même jour, mesurez la quantité totale de liquide dans le pluviomètre, en millimètres, et inscrivez le chiffre à la rubrique « Précipitations ».

Radiomètre UV

Si votre école dispose d'un radiomètre UV, vous constaterez que les activités qui font appel au radiomètre sont les plus efficaces lorsque les niveaux UV sont supérieurs à 3 habituellement de 11 h à 16 h par temps ensoleillé, en mai ou juin.

Un radiomètre UV mesure à quel point le rayonnement UV brûle la peau humaine et exprime cette donnée au moyen de l'indice UV. De nombreux radiomètres s'allument automatiquement lorsqu'ils sont exposés à la lumière du soleil. Consultez le manuel d'instructions pour déterminer si votre modèle devrait être utilisé à plat ou être incliné. Quoi qu'il en soit, tenez le radiomètre dans la paume de votre main, à environ 30 centimètres de votre corps et pas à l'ombre. Pour obtenir de meilleurs résultats, éloignez-vous des immeubles qui pourraient réfléchir une lumière supplémentaire. Veillez à ce que vos doigts ou d'autres objets ne jettent pas de l'ombre sur le radiomètre, particulièrement sur la fenêtre du capteur situé au devant du radiomètre. Essayez de ne pas toucher la fenêtre du capteur puisque cela peut l'égratigner ou la strier, et influer sur les relevés.

Une fois le radiomètre retiré du soleil, il se placera en mode de veille et s'éteindra complètement par la suite pour préserver la pile.

Pour prolonger la vie de la pile de votre radiomètre, vous voudrez peut-être la retirer complètement du radiomètre lorsque l'appareil est entreposé durant les congés scolaires.

Anémomètre

The wind gauge, which is also called an anemometer, measures the force or speed of the wind. To use the wind gauge stand in an open spot away from any buildings, hills, walls or trees which may block the wind or change its direction and speed.

L'anémomètre mesure la force ou la vitesse du vent. Pour l'utiliser, tenez-vous debout dans un endroit ouvert, loin de tout immeuble, côte, mur ou arbre susceptible de bloquer le vent ou de modifier sa direction et sa vitesse.

Tout d'abord, dépliez la poignée de l'anémomètre. Elle est située du côté gauche du dispositif de mesure, lorsque vous faites face au cadran. Fixez la poignée en place en faisant glisser vers la gauche le verrou situé au-dessous du dispositif de mesure. Découvrez d'où vient le vent en regardant la direction que prennent les branches des arbres ou les drapeaux. Tenez ensuite l'anémomètre dans les airs et dans le vent de sorte que le cadran vous fasse face. Regardez la vitesse indiquée sur le cadran. Tournez légèrement le dispositif indicateur vers la gauche et ensuite vers la droite pour savoir dans quelle direction la vitesse du vent est la plus élevée. Prenez note de cette mesure.

L'anémomètre mesure la vitesse en milles à l'heure et en mètres à la seconde. Environnement Canada enregistre toutefois la vitesse du vent en kilomètres à l'heure. Vous devez convertir le relevé en kilomètres à l'heure avant de l'inscrire sur la feuille de relevés de Météo à l'oil.

Cet anémomètre n'est pas fiable pour les vents inférieurs à 10 kilomètres à l'heure. Lorsque les vents sont légers, vous voudrez peut-être utiliser l'échelle de Beaufort pour estimer la vitesse du vent. L'amiral britannique Sir Francis Beaufort a inventé cette échelle, en 1805, pour estimer la vitesse des vents en mer. L'échelle a ensuite été modifiée pour pouvoir être utilisée sur terre.

Conseils 1.6

Pour convertir les miles l'heure en kilomètres à l'heure, multipliez le chiffre obtenu par 1,6. Un relevé de 10 miles à l'heure équivaut à 16 kilomètre à l'heure. Pour convertir les mètres à la seconde en kilomètres à l'heure, multipliez le chiffre obtenu par 3,6.

Activité 1.3

Demandez à vos élèves de concevoir leur propre échelle de vent en fonction de ce qu'ils peuvent observer autotour d'eux tout en consignant la vitesse des vents pour les météophiles -- drapeaux qui battent au vent, feuilles, chassées par le vent, etc.

L'échelle de Beaufort

Vent, Nuages et Phénomènes Météorologiques

Dans le cadre du programme des météophiles, vous consignez également la direction du vent ainsi que l'importance de la couverture nuageuse. De plus, vous décrivez la météo du jour en utilisant l'un des termes inscrits sous la rubrique Phénomènes sur la feuille de relevés de Météo à l'oil. Les phénomènes météorologiques comprennent la brume sèche, la poudrerie, le brouillard, la bruine et la pluie.

Direction du vent

La direction du vent est la direction d'où vient le vent. Un vent du nord, par exemple, souffle en provenance du nord. Il y a deux façons de trouver la direction du vent. Vous pouvez fabriquer une banderole en suivant les instructions à la page 66 ou vous pouvez utiliser une boussole, à titre de référence.

Si vous choisissez d'utiliser une boussole, sortez à l'extérieur et, à l'aide de la boussole, trouvez le nord. Choisissez ensuite un point de repère tel qu'une colline, un immeuble ou un lac pour identifier l'un des quatre points de la boussole -- le nord, le sud, l'est ou l'ouest. Il s'agit de votre point de référence. Pour trouver d'où vient le vent, regardez dans quelle direction volent les drapeaux ou penchent les branches des arbres par rapport à votre point de référence.

Si les drapeaux et les branches des arbres ne bougent pas et que vous ne sentez absolument aucun vent, le vent est calme; inscrivez 0 pour la vitesse et la direction du vent.

Couverture nuageuse

Le programme des météophiles utilise quatre catégories pour décrire la superficie recouverte par les nuages d'un horizon à l'autre.

• 1. Dégagé
  • Aucun nuage dans le ciel
• 2. Quelques nuages
  • Moins de la moitié du ciel est recouverte de nuages
• 3. Nuageux
  • Plus de la moitié du ciel est recouverte de nuages
• 4. Couvert
  • Tout le ciel est recouvert de nuages

Types de nuages

Il existe au moins douze différents types de nuages. Vous voudrez peut-être les identifier sur votre feuille de relevés de Météo à l'oil, à la rubrique renseignements supplémentaires, même s'ils ne font pas partie des renseignements que vous envoyez à Environnement Canada. Les nuages sont expliqués voir le chapitre 3: Éléments météorologiques .

Un dernier point

Vos élèves peuvent commencer à envoyer leurs rapports météo à tout moment. Ils apprécieront davantage la matière s'ils suivent les tendances du temps au fil des saisons.

Si l'horaire de la classe le permet, vous devriez consigner vos observations tous les jours de classe, à 14 heures.
Cela est important. Si vous prenez vos relevés à la même heure tous les jours, vous pourrez comparer les relevés et les observations d'une journée à l'autre et d'une semaine à l'autre. De plus, vous pourrez comparer vos relevés avec ceux des autres écoles qui participent au programme des météophiles parce qu'elles aussi feront le relevé à environ 14 heures. Vous pouvez envoyer vos observations à Environnement Canada à tout moment mais, si possible, au plus tard à 15 heures chaque jour.

Pour consigner vos observations météorologiques dans une base de données, rendez-vous sur notre site web à météo à l'oeil  et suivez les liens à partir de Météo à l'oil. On vous demandera d'inscrire le numéro d'observateur et le mot de passe de votre école, de sorte que vous voudrez peut-être les inscrire au haut de votre feuille de relevés de Météo à l'oil à titre de référence. Si vous avez de la difficulté à saisir vos observations, n'hésitez pas à appeler la personne chargée de la coordination de Météo à l'oil pour obtenir de l'aide.