Lensemencement des nuages est une forme de modification des conditions météorologiques qui consiste à ajouter différentes substances (aérosols, petites particules d'iodure d'argent (AgI), de sel ou de glace) dans des nuages afin de provoquer des précipitations. Il vise à intervenir sur les processus microphysiques liés aux échanges entre les différentes phases de l’eau dans le nuage (vapeur, liquide, glace) et ainsi sur la distribution et la taille des particules du nuage.
L’ensemencement des nuages peut être utilisé pour disperser le brouillard, diminuer la grosseur des grêlons ou augmenter la quantité de précipitations, faire pleuvoir avant une cérémonie ou un évènement. Il est utilisé dans différents domaines dont l'agriculture, la lutte contre la désertification ainsi que dans le domaine militaire.
Les substances les plus généralement utilisées sont la neige carbonique et l'iodure d'argent pour initier la phase glace, et le chlorure de sodium pour former des gouttelettes de nuage plus grosses.
Principe vignette|upright=2|Principe de l’ensemencement des nuages par un diffuseur de particules au sol ou en avion
Les gouttelettes d'un nuage avant de précipiter grossissent essentiellement par captation d'autres gouttelettes. Les cristaux de glace grossissent plus rapidement lorsqu'ils sont en présence d'une multitude de gouttelettes d'eau surfondue (par transfert de vapeur d'eau ou par collision). Naturellement, les nuages non précipitants et les brouillards sont constitués d'une multitude de gouttelettes d'eau microscopiques ou de cristaux de glace qui ne sont pas suffisamment gros pour tomber et atteindre le sol sous forme de précipitations (dans les conditions normales de sursaturation il faudrait plus de 10 heures pour faire grossir une goutte par condensation jusqu'à 100 micromètres).
Les expériences d'ensemencement visent à rompre cet équilibre en accélérant la croissance de certaines gouttelettes ou leur transformation en cristaux de glace par introduction dans les nuages de particules artificielles comme des poussières ayant une forte affinité pour l’eau (sels de sodium, calcium, magnésium), des matériaux réfrigérants (neige carbonique, propane ou azote liquides…) ou des noyaux glaçogènes (iodure d'argent…). L'iodure d'argent est la particule artificielle la plus communément utilisée à cet effet.
Action des différents agents Les particules d'iodure d'argent ont une structure cristalline semblable à celle de la glace, sont très peu solubles dans l'eau et sont des noyaux glaçogènes efficaces dès -5 °C.. À leur contact, les gouttelettes d'eau surfondue se congèlent, ensuite elles grossissent, d'abord à partir de la vapeur d'eau émises par les gouttelettes environnantes restées liquides, puis par coalescence (après collision) avec ces gouttes. L'ensemencement des nuages par ces noyaux cherche à augmenter les précipitations (la glace fond avant d'atteindre le sol) ou à limiter la croissance des grêlons (par un phénomène de compétition bénéfique).
Les sels hygroscopiques agissent comme des noyaux de condensation c'est-à-dire qu'ils favorisent la formation de gouttelettes d'eau salée par condensation sous certaines conditions de sursaturation, ensuite leur croissance d'abord à partir de la vapeur émise par les gouttelettes environnantes restée pures, puis par coalescence avec ces gouttes.. Ils peuvent servir à déclencher des précipitations dans des nuages dont toutes les parties sont à température positive.
Méthodes de dispersion vignette|Illustration, générateur sol, Colorado, États-Unis Deux stratégies sont proposées.:
diffuser de manière ciblée les agents dans le nuage soit avec des avions équipés de générateurs ou de torches pyrotechniques, soit avec des fusées (type fusées d’artillerie), soit avec des ballons autonomes contenant l’agent et guidée par radar ; diffuser en continu et de manière plus large dans la zone de développement des orages à partir de réseaux de générateurs au sol. Les courants ascendants se chargent alors d’amener l’agent dans le nuage.
Historique d'utilisation vignette|Cessna 210 avec un dispositif pour l'ensemencement de nuages.
La pluie artificielle par ensemencement des nuages est une technique élaborée et appliquée pour la première fois en 1946, aux États-Unis, pour lutter contre la sécheresse qui sévissait dans la région de New York. Puis, elle s’est répandue pour lutter contre le manque d’eau à travers le monde. Beaucoup de pays commencent à recourir à cette technologie pour lutter contre la sécheresse...
En 1948, les techniques connues par Irving Langmuir incluent la neige carbonique et le microcristal d'iodure d'argent qui ont été expérimentées à Richmond et ChicagoLe Journal de Madagascar : ancien : quotidien illustré d'information... ["puis" organe d'information économique et sociale "puis" organe de l'Action madécasse], Action madécasse, gage f4, 13 mars 1948
En , en France sont expérimentées des "bombes" de quelques kilogrammes de neige carbonique qui ne fonctionnent que par temps froid contrairement à l'iodure d'argentRegards, page 14, 20 mai 1949.
Depuis les années 1950, l'ensemencement des nuages est aussi mis à profit afin de lutter contre la grêle. En ajoutant des particules d’iodure d’argent aux noyaux glaçogènes déjà présents dans l’air, on développe la glaciation des gouttelettes surfondues dans les orages, et, par effet de compétition, la croissance des grêlons et les dommages par la grêle doivent diminuer.
L’association nationale d’études et de lutte contre les fléaux atmosphériques (ANELFA) a été créée en France en 1951 pour mettre en pratique la technique et mesurer ses effets en partenariat avec l’Université.. La technique est aussi pratiquée en Australie depuis plus de 50 ans, dans le sud de l'Italie (Sicile et Sardaigne), au Brésil et au Canada (Alberta) pour faire crever des nuages avant que la grêle ne tombe.
Durant la guerre du Vietnam : deux mille trois cents missions de dispersion d'iodure d'argent (opération "Popeye") sont effectuées. Depuis les Jeux Olympiques de Moscou en 1980, la Russie tente d'éliminer des nuages menaçants en déclenchant une averse avant les cérémonies ou lors de phénomènes comme la crise de Tchernobyl en 1986.. En 2000, par imitation de la Russie, Jiang Zemin crée le Bureau des modifications météorologiques de Pékin.
En 2004, l'Organisation météorologique mondiale recensait plus de 100 projets de modification artificielle du temps dans le monde, mis en œuvre par des dizaines de pays, en particulier dans les régions arides et semi-arides. Le plus grand projet actuel est mené en Chine. Aujourd'hui, cependant rien ne permet de prouver que les méthodes actuelles d'ensemencement des nuages permettent d'augmenter les précipitations...
Par régions Afrique En Afrique, le programme « Al Ghait » au Maroc débute en 1982 sous le règne du roi Hassan II (1929-1999). Le programme « SAAGA » au Burkina Faso, à partir de 1997, s’inscrit dans la continuité d’«Al Ghait » dans la mesure où le gouvernement burkinabé sollicite l’aide du gouvernement marocain pour sa réalisation. Les pays de l'Afrique subsaharienne réunis autour du CILSS (Comité Inter-États de Lutte contre la Sécheresse) ont décidé de mettre en pratique cette nouvelle technologie.
Amérique thumb|Préparation d'un avion sur une base militaire américaine en 1924. Au Canada, l’Alberta Hail Project est l'un des nombreux programme de recherche pour étudier la physique des nuages et la dynamique de la production de la grêle afin de concevoir et de tester des moyens de suppression de la grêle. Au cours des années 1960, Irving P. Krick & Associates mettent sur pied une opération d'ensemencement de nuages réussie dans la région de Calgary, en Alberta. Celui-ci utilise à la fois des tirs depuis le sol et en avions d'iodure d'argent dans l'atmosphère pour tenter de réduire la menace de dommages causés par la grêle. Ralph Langeman, Lynn Garrison et Stan McLeod, tous ex-membres de l'escadron 403 de l'Aviation royale canadienne et qui ont fréquenté l'Université de l'Alberta, passent leurs étés à ce travail. En 2014, l’Alberta Hail Suppression Project continuait de recevoir 3 millions de dollars canadiens par an des compagnies d'assurance pour réduire les dommages causés par la grêle dans le sud de l'Alberta.. Le budget de près de 8 million en 2024 était majoritairement défrayé par les assureurs..
Aux États-Unis, au début du , Charles Hatfield, un autodidacte, met au point un mélange secret de 23 produits projeté dans l'atmosphère par une « tour d'évaporation » en Californie avec des résultats douteux. Au cours de l'été 1948, le maire de la ville d'Alexandria (Louisiane), ville habituellement bien arrosée, autorise le lâché de glace sèche dans les nuages à partir de l'aéroport municipal pendant une période de sécheresse. Il en résulte de pluieSelon le Alexandria Daily Town Talk du 29 juin 1948.. De nombreuses expériences et programmes suivent. Depuis 2011, le North American Weather Modification Council regroupe 11 États de l'Ouest américain et la province canadienne de l'Alberta qui ont des programmes opérationnels de modification des conditions météorologiques pour la production de pluie ou de neige et la suppression de la grêle..
En 2017, Cuba se fait ensemencer par la Russie pour lutter contre une sécheresse..
Asie La technique est utilisée à des fins militaires au Viêt Nam. Lors de la guerre d'Indochine, une expérimentation est tentée sous la direction du colonel Genty pour ralentir le ravitaillement des troupes du général Giap lors de la bataille de Diên Biên Phu. Plusieurs missions françaises, baptisées opération averse, ont lieu en mais le cessez-le-feu met fin aux essais. Lors de la guerre du Viêt Nam, les forces armées des États-Unis font de l’ensemencement des nuages à plus grande échelle lors de l’opération Popeye au-dessus de la piste Hô Chi Minh, une tactique de guerre météorologique, pour la rendre plus difficile d'accès en augmentant la pluviosité.... Il semble que, entre 1967 et 1968, le Air Weather Service ait pu ainsi augmenter les quantités de pluie de 30 %.. À une autre occasion, on aurait lâché du sel lors du siège de Khe Sanh afin de faire précipiter le brouillard pour améliorer les conditions météorologiques mais sans grand succès.
Des traités internationaux interdisent maintenant de tenter de modifier le climat à des fins militaires. Ainsi, le contrôle météorologique et la modification du temps pour des fins militaires sont expressément interdits par une résolution des Nations unies du et qui a été signée le (résolution de l'Assemblée générale 31/72, TIAS 9614). Ce règlement est entré en vigueur le mais devait être ratifié par chacun des États membres. Cela a été fait le aux États-Unis par le président Jimmy Carter et par le Sénat le . Deux projets de modifications de cette loi furent déposés en 2005 pour allouer certaines dérogations, établir un comité de recherche sur les opérations de modification du temps et établir une politique nationale sur le sujet. Ils ne furent cependant jamais adoptés.
La Chine commence, dès la fin des années 1950, ses recherches pour modifier la météo.. La Chine utilise l'azote liquide et l'iodure d'argent pour modifier le temps lors du nouvel An de 1997.. En 2004, l'agence météorologique essaye de diminuer la température à Shanghai. En 2006, après une tempête de sable, la Chine « ensemence » les nuages. Lors du anniversaire du règne du parti communiste, roquettes ont été tirées. La Chine essaye aussi de modifier le temps lors des Jeux olympiques de 2008 à Pékin. L'État chinois provoque des précipitations avant certaines cérémonies ou pour lutter contre la sécheresse de 2009.