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Modelisation Microphysique De La Formation Et De Levolution Daerosols Et De Leurs Precurseurs Dans Les Sillages Davions
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Book Synopsis Modélisation microphysique de la formation et de l'évolution d'aérosols et de leurs précurseurs dans les sillages d'avions by : Xavier Vancassel
Download or read book Modélisation microphysique de la formation et de l'évolution d'aérosols et de leurs précurseurs dans les sillages d'avions written by Xavier Vancassel and published by . This book was released on 2003 with total page 279 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'aviation civile connaît depuis maintenant plusieurs années et principalement dans les pays développés une croissance hors normes. Celle-ci s'accompagne malheureusement d'une augmentation des nuisances associées, dont parmi les plus préoccupantes, les émissions qualifiées de "polluantes".L'avion comme tout véhicule propulsé par un système à combustion émet des résidus divers tels que du dioxyde de carbone, des oxydes d'azote et de soufre, de l'eau etc. L'intérêt porté à ces émissions gazeuses, notamment dans le cadre du médiatique "effet de serre" tend pourtant à masquer des conséquences moins directes, comme les effets potentiels des aérosols formés dans les panaches (les traînées de condensation par exemple).Les basses températures rencontrées aux altitudes typiques de vol provoquent effectivement une condensation rapide de certaines espèces en phase gazeuse qui, dans un panache en expansion, sont susceptibles de former de nouvelles particules ayant potentiellement un impact chimique et radiatif susceptible de bouleverser l'équilibre local de la basse stratosphère et de la haute troposphère.Afin de déterminer les caractéristiques de ces particules et d'en favoriser les prédictions, les multiples processus de formation et d'évolution d'aérosols (nucléation, croissance etc.) ont été considérés dans un modèle numérique, basé sur des mécanismes de collision. Le système étudié a été simplifié au cas d'un mélange binaire gazeux formé d'eau, d'acide sulfurique et d'un aérosol primaire (suies).Le modèle a ainsi été appliqué aux panaches d'avions réels (le Concorde par exemple) mais aussi à une simple chambre de combustion montée sur un banc d'essai expérimental. Les résultats, provenant notamment de nombreuses études de sensibilité, devraient permettre d'une part d'améliorer notre compréhension des phénomènes microphysiques et d'autre part de contribuer à établir des corrélations entre la nature des émissions aériennes et leurs impacts sur l'équilibre atmosphérique.
Download or read book Meteorologische Zeitschrift written by and published by . This book was released on 2008 with total page 364 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:
Book Synopsis ETUDE MICROPHYSIQUE ET MODELISATION DES SILLAGES D'AVIONS SUBSONIQUES ET SUPERSONIQUES by : DJANEL-EDDINE.. TALEB
Download or read book ETUDE MICROPHYSIQUE ET MODELISATION DES SILLAGES D'AVIONS SUBSONIQUES ET SUPERSONIQUES written by DJANEL-EDDINE.. TALEB and published by . This book was released on 1997 with total page 180 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: LA FORMATION DES TRAINEES DE CONDENSATION ET DES AEROSOLS SUB-MICRONIQUES DANS LES SILLAGES D'AVION PEUT CONTRIBUER A PERTURBER LA HAUTE ATMOSPHERE. CETTE PERTURBATION SE TRADUIT PAR DEUX EFFETS : UN EFFET SUR LA BALANCE CHIMIQUE QUI AFFECTERA LA CONCENTRATION DE LA COUCHE D'OZONE, ET UN EFFET SUR LA BILAN RADIATIF DE NOTRE PLANETE. CES EFFETS SONT INTIMEMENT LIES AUX CARACTERISTIQUES MICROPHYSIQUES DES PARTICULES FORMEES DANS LES SILLAGES (CRISTAUX DE GLACE ET AEROSOLS) QUI SONT ENCORE MAL CONNUES. CE TRAVAIL VISE A DEVELOPPER NOS CONNAISSANCES SUR CES ASPECTS MICROPHYSIQUES AFIN DE MIEUX COMPRENDRE LEURS IMPACTS SUR L'ATMOSPHERE. LA FORMATION DES TRAINEES DE CONDENSATION AINSI QUE CELLE DES AEROSOLS SUB-MICRONIQUES SE PRODUIT A PRIORI SELON TROIS MECANISMES DECRITS BRIEVEMENT CI-DESSOUS : ? CONDENSATION DE LA VAPEUR D'EAU SEULE (NE NECESSITANT PAS LA PRESENCE DES PARTICULES PREEXISTANTES). ? CONDENSATION HETEROGENE DE LA VAPEUR D'EAU SUR DES PARTICULES PREEXISTANTES (AEROSOLS SOLIDES, SUIES ETC.). ? CONDENSATION HOMOGENE HETEROMOLECULAIRE D'EAU EN PRESENCE D'ACIDE SULFURIQUE CONDUISANT A UN AEROSOL ACIDE. UN PROGRAMME INFORMATIQUE QUI TIENT COMPTE DES MODES DE NUCLEATION, DE CROISSANCE ET EVENTUELLEMENT DE CONGELATION, D'EVAPORATION OU DE COAGULATION, A ETE DEVELOPPE POUR RECHERCHER LES POSSIBILITES DE FORMATION DES PARTICULES DANS LES SILLAGES D'AVION (CRISTAUX DE GLACE ET AEROSOLS). DANS LE CAS OU CETTE FORMATION EST POSSIBLE, LE NOMBRE DE PARTICULES FORMEES (CONCENTRATION, SURFACE, DISTRIBUTION EN TAILLE) AINSI QUE LEUR EVOLUTION ULTERIEURE EN FONCTION DU TEMPS SONT ACCESSIBLES. CE MODELE A ETE APPLIQUE A PLUSIEURS CAS TYPIQUES, DANS LE CADRE DES PROGRAMMES EUROPEENS AERONOX ET AEROCONTRAIL : LE BOEING 767 ET LE BOEING 747. POUR LES AVIONS SUPERSONIQUES, NOUS NOUS SOMMES SERVIS DES RESULTATS DU VOL DE L'AVION CONCORDE OBTENUS DANS LE CADRE DU PROJET NATIONAL ZEBRE.
Author :Martin Aubé Publisher :National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada ISBN 13 :9780612905672 Total Pages :436 pages Book Rating :4.9/5 (56 download)
Book Synopsis Modélisation de l'évolution spatiale et temporelle de l'épaisseur optique des aérosols à l'échelle régionale [microforme] by : Martin Aubé
Download or read book Modélisation de l'évolution spatiale et temporelle de l'épaisseur optique des aérosols à l'échelle régionale [microforme] written by Martin Aubé and published by National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada. This book was released on 2003 with total page 436 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:
Book Synopsis Modélisation des particules organiques dans l'atmosphère by : Florian Couvidat
Download or read book Modélisation des particules organiques dans l'atmosphère written by Florian Couvidat and published by . This book was released on 2012 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: La formation des aérosols organiques dans l'atmosphère est étudiée via le développement d'un nouveau modèle de formation d'aérosols organiques secondaires nommé H2O (Hydrohilic/Hydrophobic Organics). Dans un premier temps, une paramétrisation de la formation d'aérosols via l'oxydation de l'isoprène est développée. Cette paramétrisation prend notamment en compte l'influence des concentrations d'oxydes d'azote sur la formation d'aérosols et leurs propriétés hydrophiles. Ensuite, H2O incluant cette paramétrisation et d'autres développements est évalué par comparaison aux mesures de carbone organique sur l'Europe. Prendre en compte les émissions de composés semi-volatils primaires gazeux (qui peuvent former des aérosols organiques secondaires après oxydation ou se condenser lors de baisses de température) améliore les performances du modèle de manière significative. En revanche, si les émissions de ces composés ne sont pas prises en compte, il en résulte une très forte sous-estimation des concentrations d'aérosols organiques en hiver. La formation d'aérosols organiques secondaires sur l'Île-de-France durant la campagne d'été de Megapoli (juillet 2009) a aussi été simulée pour évaluer les performances du modèle en zone urbaine. H2O donne de bons résultats sur l'Île-de-France bien que le modèle prévoit un pic d'aérosols organiques, provenant des émissions du trafic durant les heures de pointe, qui n'apparaît pas dans les mesures. La présence de ce pic dans les résultats du modèle peut être due à la sous-estimation de la volatilité des composés semi-volatils primaires. Il est aussi possible que les composés organiques primaires et les composés organiques secondaires ne se mélangent pas et que les composés semi-volatils primaires ne peuvent pas se condenser sur un aérosol organique majoritairement secondaire et très oxydé. Enfin, l'impact de la chimie aqueuse est étudié. Le mécanisme utilisé inclue notamment, la formation d'aérosols organiques secondaires dans la phase aqueuse des nuages par oxydation du glyoxal, du méthylglyoxal, de la méthacroleine et de la méthyl-vinyl-cétone, la formation de méthyltétrols dans la phase aqueuse des particules ou des gouttes d'eau des nuages et le vieillissement des aérosols organiques dans un nuage. L'impact des dépôts humides sur la formation d'aérosols est aussi étudié pour mieux caractériser l'impact des nuages sur les concentrations d'aérosols organiques.
Book Synopsis Modélisation multi-échelles de la composition chimique des aérosols by : Alexandre Berger
Download or read book Modélisation multi-échelles de la composition chimique des aérosols written by Alexandre Berger and published by . This book was released on 2016 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les aérosols atmosphériques jouent un rôle majeur dans les questions environnementales liées au climat, à la qualité de l'air et à la santé humaine. Les aérosols organiques (AO) constituent une part importante de la masse particulaire totale. Or les mécanismes de formation des AO sont mal connus. En particulier, un enjeu actuel reste la définition des composés organiques semi-volatils (COSV) issus de l'oxydation dans l'atmosphère de composés organiques volatils (COV) qui vont condenser sur ou au sein des aérosols préexistants pour former les aérosols organiques secondaires (AOS). De récentes études en laboratoire ont montré la contribution des COV oxygénés (COVO) dans la formation de composés organiques faiblement volatils en phase aqueuse. Ces études restent cependant incomplètes et il y a un besoin urgent de mieux comprendre la photochimie en phase aqueuse des espèces polyfonctionnelles et d'étudier l'influence des paramètres pertinents pour l'atmosphère (pH, concentrations initiales, présence de composés inorganiques) sur les processus de formation des AOS. Ces voies de formation d'AOS doivent être prises en compte dans les modèles atmosphériques. L'objectif de ce travail est d'évaluer la formation potentielle d'AOS produits lors d'un évènement nuageux observé à la station du Puy de Dôme à l'aide de simulations réalisées avec le modèle Méso-NH. Le réalisme des simulations pour la formation des AOS dépend de l'intégration, dans le schéma chimique en phase gazeuse, des espèces chimiques pertinentes, notamment les COV et leurs produits. Le mécanisme ReLACS2 répond à cette exigence et prend en compte à la fois les précurseurs de l'ozone et la formation des AOS. Ce dernier mécanisme est couplé avec le module ORILAM-SOA qui intègre le partitionnement gaz/particule des espèces inorganiques et organiques et les processus de nucléation, de condensation/évaporation, d'activation et de dynamique des aérosols. Dans un premier temps, ce couplage est évalué sur trois cas d'études réels sur l'Europe dans des conditions météorologiques contrastées. Un exercice d'inter-comparaison des modèles Méso-NH et WRF/CHEM ainsi qu'une comparaison de ces modèles avec les observations in-situ sont réalisés. Dans un deuxième temps, un premier travail de développement conduit à inclure les COVO, solubles et légers (jusqu'à 4 carbones), et la réactivité en phase associée, dans le mécanisme ReLACS2, avant de considérer la formation des AOS en phase aqueuse. Un nouveau mécanisme chimique, ReLACS3, est crée. Parallèlement, un second développement permet d'inclure la part des noyaux de condensation nuageux (CCN) dans la chimie de la goutte d'eau pour obtenir un couplage entre la phase gazeuse, aqueuse et particulaire. Avant de tester ces développements, une simulation 2D idéalisée d'un nuage orographique, observé lors d'une campagne de mesures intensives à la station du puy-de-Dôme durant l'été 2011, est réalisée. Cette étude permet de mettre en évidence le potentiel impact de la réactivité en phase aqueuse et de l'activation des CCN sur la formation des AOS.
Book Synopsis Lessivage de l'atmosphère par la pluie by : Arnaud Quérel
Download or read book Lessivage de l'atmosphère par la pluie written by Arnaud Quérel and published by . This book was released on 2012 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les particules d'aérosol sont une composante essentielle de l'atmosphère, et cette importance s'amplifie lors d'une éventuelle libération dans l'atmosphère de matières radioactives sous forme particulaire. En effet, pour améliorer la connaissance autour de la contamination des sols consécutive à une émission de particules, il est important d'étudier le rabattement des particules par la pluie sous le nuage. Dans ce but, des expériences sont menées à l'échelle microphysique (expérience BERGAME) pour quantifier l'efficacité des gouttes de pluie à collecter les particules. Ceci permet au final d'améliorer la modélisation du lessivage des aérosols atmosphériques par la pluie à méso-échelle. Le modèle utilisé est DESCAM qui décrit de manière détaillée les distributions granulométriques en masse et en nombre des particules pour chaque type d'aérosol et des hydrométéores et calcule leur évolution due aux processus microphysiques nuageux. L'expérience BERGAME a été dimensionnée et construite pour mesurer l'efficacité de collecte car les mesures de ce paramètre se sont avérées en désaccord avec les modèles classiques de la littérature pour les gouttes de pluie d'un diamètre supérieur au millimètre. Un montage optique a été imaginé pour tenter de comprendre quels mécanismes de collecte sont négligés dans les modèles standards. Un nouveau modèle d'efficacité de collecte pour les gouttes d'un diamètre de 2 mm est alors proposé prenant en compte pour les grosses gouttes une recirculation turbulente dans le sillage de la goutte capable d'augmenter de façon importante la capture des petites particules. Les nouvelles efficacités de collecte ainsi mesurées et paramétrées sont ajoutées au modèle de nuage DESCAM. Des modifications significatives sur la modélisation du lessivage par DESCAM sont observées, ouvrant ainsi la voie à une amélioration de la modélisation de la contamination des sols par les modèles de dispersion atmosphérique.
Book Synopsis Conception et évaluation d'un schéma microphysique chaud et d'un schéma de capture et de lessivage des aérosols by : Dimitri Caro
Download or read book Conception et évaluation d'un schéma microphysique chaud et d'un schéma de capture et de lessivage des aérosols written by Dimitri Caro and published by . This book was released on 2002 with total page 197 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les propriétés microphysiques des aérosols et des hydrométéores ont des conséquences à l'échelle locale (précipitations, pics de pollution), régionale (inondations, pluies acides), et globale (changements climatiques). Une étude multi-échelle s'impose donc pour comprendre et prédire de façon satisfaisante les phénomènes météorologiques concernant les aérosols et les nuages. Les limitations de temps de calcul et de mémoire rendent actuellement impossible une modélisation détaillée des processus microphysiques. Des schémas microphysiques plus simples doivent donc être développés pour déterminer à partir des processus et des caractéristiques de petite échelle, les propriétés grande échelle des aérosols et nuages. Un schéma quasi-spectral de microphysique chaude BUSCAM ("bulk scavenging model") a été développé pour prédire les concentrations et les rapports de mélange des aérosols, des gouttelettes et des gouttes de pluie. Il considère, explicitement et analytiquement, la nucléation des gouttelettes (Abdul-Razzak et al., 2000), la condensation et l'évaporation (Chaumerliac et al., 1987), les processus de rupture et de collision-coalescence des gouttes avec les noyaux de collection de Long (1974) et la paramétrisation de l'autoconversion de Berry et Reinhardt (1974), ainsi que le lessivage des aérosols. Le schéma a été testé dans le cadre de la dynamique simple du modèle parcelle d'air, et comparé avec les résultats de detailed scavenging model DESCAM (Flossmann et al., 1985). Ensuite, il a été utilisé dans le cadre dynamique du modèle cinématique 2D (Szumowski et al., 1998) dédié au Hawaiin Rainband Project (1990), puis comparé avec les observations et les résultats de DESCAM. Les résultats montrent que le BUSCAM se comporte de façon satisfaisante. De plus, ce modèle permet pour la première fois de traiter simultanément l'évolution des nuages et le lessivage des aérosols. Il améliore donc la représentation des interactions entre les nuages et la pollution atmosphérique
Book Synopsis Modélisation d'une population d'aérosols multi-sources et recherche des contributions de chaque source à l'échelle urbaine avec le modèle de dispersion CHIMERE by : Hilel Dergaoui
Download or read book Modélisation d'une population d'aérosols multi-sources et recherche des contributions de chaque source à l'échelle urbaine avec le modèle de dispersion CHIMERE written by Hilel Dergaoui and published by . This book was released on 2012 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'objectif de cette thèse est le développement et la validation d'un modèle numérique de la dynamique des particules en mélange externe et résolu en taille. Afin de suivre plusieurs compositions chimiques par classe de tailles, une nouvelle approche est présentée dans laquelle la composition chimique des particules est elle-même discrétisée suivant la fraction d'un ou plusieurs des constituants chimiques (e.g. suie, sulfate). Cette approche a pour but de mieux simuler l'évolution d'une population de particules à l'échelle locale et de particulariser des compositions chimiques typiques de certaines sources. Dans l'atmosphère, les particules interagissent essentiellement entre elles et avec les polluants gazeux par coagulation et condensation/évaporation. La première partie de la thèse a été consacrée à l'élaboration du modèle pour la coagulation, processus physique qui s'avère le plus complexe à modéliser selon notre approche du mélange externe. Dans un premier temps, les équations de la coagulation en mélange externe sont présentées et discrétisées suivant un nombre arbitraire de classe de tailles et de compositions chimiques. Plusieurs simulations numériques ont ensuite été effectuées avec ce modèle sur un même cas d'étude, en utilisant deux, trois et quatre composants chimiques. On vérifie à chaque fois que les résultats de la simulation numérique en mélange externe sont cohérents avec ceux du mélange interne du cas d'étude. Les résultats de ces simulations permettent d'apprécier l'effet de mélange de la coagulation qui produit, à partir de particules monocomposées, des particules bicomposées et tricomposées. Étant donné la complexité croissante d'un tel modèle, une attention toute particulière a été portée à l'implémentation numérique et à l'optimisation des algorithmes choisis. L'extension de cette approche à la condensation/évaporation constitue le prochain développement de ce modèle, nous en posons les bases théoriques en annexe. S'il existe aujourd'hui des données de mesure résolues en taille (SMPS), il n'y en a pas encore qui puissent être réellement validantes pour ce modèle de mélange externe, c'est-à-dire qui distinguent quantitativement plusieurs compositions chimiques par classe de taille. Aussi, dans la seconde partie de la thèse, nous avons envisagé le protocole d'une expérience en chambre permettant de mettre en évidence le mélange par coagulation de deux populations de particules de compositions différentes et d'apporter des données validantes pour le modèle développé. Deux séries d'expériences ont été menées, la première dans la chambre de grand volume CESAM et la seconde, dans le réacteur de petit volume de l'INERIS. La première série a mis en évidence l'homococagulation de chaque distribution polydispersée prise séparément et dans une moindre mesure, l'hétérocoagulation des deux distributions de nature différentes (NaBr et KBr) entre elles. La seconde série a montré la possibilité d'observer simultanément deux distributions monodispersées de particules de compositions différentes (CaSO4 et KBr), prérequis pour ce cas. Au final, les résultats de mesure se sont avérés insuffisants pour produire des données validantes pour le modèle, à cause du trop grand écart-type des distributions polydispersées dans la chambre de grand volume et à cause du dépôt au paroi qui domine dans le réacteur de petit volume. Des analyses au microscope électronique ont cependant attesté de la présence de particules issues de la coagulation entre les deux natures. A la suite des différentes expériences menées, nous revenons sur le protocole envisagé et proposons quelques pistes d'améliorations.
Book Synopsis Modélisation régionale de la composition chimique des aérosols prélevés au puy de Dôme (France) by : Christelle Barbet
Download or read book Modélisation régionale de la composition chimique des aérosols prélevés au puy de Dôme (France) written by Christelle Barbet and published by . This book was released on 2014 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Dans l'atmosphère, les particules d'aérosol jouent un rôle clef sur le climat et, par leur action sur la qualité de l'air, ont un impact néfaste sur la santé publique. Ces particules sont composées d'un mélange complexe d'espèces inorganiques et organiques formées à partir d'une grande variété de sources. Si les sources et mécanismes de production des espèces inorganiques sont désormais relativement bien connus, la caractérisation de la fraction organique des aérosols est beaucoup plus complexe : elle est constituée d'aérosols organiques primaires, émis directement dans l'atmosphère, et d'aérosols organiques secondaires (AOS) produits par la conversion gaz-particules de Composés Organiques Volatils (COV). Afin de comprendre les processus de formation des aérosols organiques, des modèles tridimensionnels de chimie-transport sont mis en œuvre. Or, à ce jour, les concentrations en aérosols organiques observées dans l'atmosphère demeurent sous-estimées par ces modèles. L'objectif de cette thèse est d'étudier les différents processus de transport, d'émissions et de transformations chimiques intervenant dans la formation des aérosols organiques à partir du modèle de chimie-transport WRF-Chem (Weather Research and Forecasting - Chemistry). Les sorties du modèle ont été comparées à des mesures effectuées à la station du puy de Dôme au cours de trois situations correspondant à trois saisons (automne, hiver, été) durant lesquelles des masses d'air de diverses origines ont été échantillonnées. Ces mesures documentent les conditions météorologiques, les propriétés des espèces chimiques gazeuses et des particules d'aérosol. En particulier, les mesures fournies par un spectromètre de masse (AMS : Aerosol Mass Spectrometer), fournissent de informations détaillées sur la variabilité temporelle de la composition chimique des aérosols et notamment sur leur concentration en masse. Les comparaisons modèle/mesures ont montré que les variations saisonnières de la composition chimique des aérosols observées au puy de Dôme étaient bien capturées par le modèle. Cependant, il s'est avéré que les concentrations en aérosols organiques étaient fortement sous-estimées par le modèle et plus particulièrement lors de la situation d'été. La confrontation des origines des masses d'air simulées par le modèle WRF-Chem à celles déterminées par le modèle lagrangien HYSPLIT reconnu pour l'étude de la dispersion atmosphérique et l'analyse des variations de la localisation du sommet du puy de Dôme vis-à-vis de la couche limite atmosphérique ont mis en évidence que le transport était correctement reproduit par le modèle. Les mesures de gaz disponibles au puy de Dôme ont mis en évidence une forte sous-estimation des concentrations en COV d'origine anthropique simulées par le modèle. Des tests de sensibilité ont été réalisés sur les émissions de ces espèces pour restituer les niveaux de concentration observés. Les émissions et les rendements en AOS des COV d'origine anthropique implémentés dans la paramétrisation VBS dédiée aux aérosols organiques dans le modèle ont pu être modifiés afin de reproduire les niveaux de concentration en aérosols organiques observés au puy de Dôme.
Book Synopsis Impact des aérosols sur le cycle de vie du brouillard by : Jérôme Rangognio
Download or read book Impact des aérosols sur le cycle de vie du brouillard written by Jérôme Rangognio and published by . This book was released on 2009 with total page 224 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Le rôle des particules atmosphériques dans la formation des gouttelettes nuageuses a fait l'objet de nombreux travaux, du point de vue expérimental comme numérique. Ce travail s'intéresse au brouillard radiatif. La particularité de ce type de nuage est qu'il se forme dans les basses couches de l'atmosphère, directement en contact avec la surface, là où les concentrations en particules d'aérosols sont les plus élevées. Pour comprendre l'impact de ces particules d'aérosols sur le cycle de vie du brouillard, deux campagnes de mesures ParisFOG et ToulouseFOG ont été réalisées. Après un état de l'art général sur les caractéristiques des aérosols atmosphériques, plusieurs cas de brouillards radiatifs sont présentés, en insistant plus particulièrement sur les propriétés des aérosols et des gouttelettes nuageuses mesurées au cours de ces deux campagnes de mesures. Il apparaît en général très difficile de mettre en avant des interprétations physiques basées uniquement sur les observations. Pour répondre à cette problématique, des simulations numériques 1-D ont été réalisées en utilisant le modèle météorologique Méso-NH, incluant le module d'aérosol ORILAM couplé à un schéma microphysique nuageux à deux-moments. Le schéma d'activation des aérosols est basé sur les travaux d'Abdul-Razzak (2004() Ce schéma permet de prendre en compte la nature chimique et la granulométrie des particules d'aérosols observées. Dans cette approche, la nécessité d'une démarche conjointe entre l'observation et la modélisation numérique est clairement apparue. Des études "off-line" de sensibilité de l'activation des CCN (Cloud Condensation Nuclei) à la concentration en nombre, la taille et la composition chimique des aérosols ont été réalisées en utilisant seulement le schéma d'activation d'Abdul-Razzak (2004). Les interactions avec les autres processus physiques n'ont pas été pris en compte pour ces études "off-line". Différents régimes de l'activation des CCN et une valeur critique de la concentration en nombre d'aérosols ont été mis en évidence. Ce nombre critique d'aérosols correspond au maximum de gouttelettes formées pour un taux de refroidissement et une composition chimique de l'aérosol donnés...
Book Synopsis Application de la simulation numérique des grandes échelles à la formation des traînées de condensation dans le sillage d'un avion by : Ephi Maglaras
Download or read book Application de la simulation numérique des grandes échelles à la formation des traînées de condensation dans le sillage d'un avion written by Ephi Maglaras and published by . This book was released on 2007 with total page 207 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les traînées de condensation, ces panaches blancs souvent observés dans le sillage des avions, contribuent à la perturbation du bilan radiatif terrestre. Composées de cristaux de glace, elles peuvent en effet persister et entraîner une augmentation de la nébulosité. Le but de cette thèse est de mieux comprendre et décrire le processus de formation des cristaux de glace dans le champ proche d’un avion. L’écoulement de sillage est constitué d’une phase gazeuse (air et vapeur) et d’une phase solide (particules) en interaction. La simulation numérique de cet écoulement repose sur une méthode mixte eulérienne (gaz) et lagrangienne (particules). La simulation des grandes échelles est utilisée pour résoudre les équations de Navier-Stokes relatives au fluide turbulent, instationnaire et compressible. La croissance de chaque particule par condensation de la vapeur d’eau est calculée grâce au modèle microphysique de Fukuta-Walter. Deux régimes sont considérés : le régime jet et le régime d’interaction entre le jet et le tourbillon de sillage. Dans une première partie sont présentées la modélisation et les méthodes numériques employées. La deuxième partie consiste à relater les résultats obtenus lors des simulations. Le régime jet est d’abord traité afin d’étudier le rôle des paramètres caractérisant l’écoulement sur la taille et la densité numérique des cristaux de glace. Un champ tourbillonnaire est ensuite superposé à l’écoulement de jet pour examiner l’influence du tourbillon de sillage sur les processus microphysiques. Les simulations ont démontré l’importance du choix des paramètres décrivant l’écoulement pour caractériser avec précision les traînées de condensation.
Book Synopsis Mécanismes microphysiques intervenant dans le sillage proche d'un avion en maillage non structuré by : Florent Guignery
Download or read book Mécanismes microphysiques intervenant dans le sillage proche d'un avion en maillage non structuré written by Florent Guignery and published by . This book was released on 2010 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: La présente étude porte sur la simulation numérique de la croissance des cristaux de glace dans le sillage proche d'une aile rectangulaire munie de deux injecteurs qui modélisent les deux moteurs. Dans cette configuration, les phénomènes microphysiques interviennent lors de l'interaction du jet, issu du moteur, et du tourbillon marginal qui se développe à chaque bout d'aile. Cet écoulement, très turbulent, perturbe fortement l'air environnant. Les jets diffusent dans l'atmosphère et s'enroulent autour des deux tourbillons de bout d'aile. Ces jets contiennent de la vapeur d'eau, des suies, des gaz mais également des aérosols et particules chargées. Le modèle microphysique utilisé dans cette étude repose sur l'hypothèse que la vapeur d'eau condense uniquement sur les particules de suie. Les simulations numériques sont effectuées à l'aide du code CEDRE développé à l'ONERA. Les méthodes numériques sont basées sur une approche volume finie pour des maillages non structurés généralisés. La résolution des équations de Navier stokes compressibles pour des fluides multi-espèces se fait selon une approche de type RANS et seul le champ stationnaire, jusqu'à huit envergures en aval de la maquette, est calculé. La turbulence de l'écoulement est modélisée au moyen du système de fermeture à deux équations k-l . Cette approche permet d'obtenir une description spatiale plus réaliste de l'interaction entre le jet et le tourbillon marginal. Le champ aérodynamique du sillage est ainsi comparé aux données expérimentales existantes. Le jet est correctement enroulé autour du tourbillon à huit envergures, et la dilution du panache est bien décrite par les simulations. Le modèle microphysique est ensuite couplé au modèle aérodynamique. Une première simulation porte sur les phénomènes microphysiques intervenant dans le sillage de la maquette dans des conditions particulières, représentatives d'un avion commercial en vol de croisière dans une atmosphère saturée par rapport à la glace. L'influence de la taille initiale des particules de suies émises par les moteurs ainsi que l'humidité relative de l'atmosphère, sur les propriétés de la traînée de condensation, sont ensuite étudiées et discutées. Ce travail, de part la stratégie de calcul mise en place et notamment l'utilisation de maillages non structurés généralisés, permettra d'appréhender le rôle de certains paramètres clés liés à l'avion comme la géométrie des ailes ou bien encore la position des nacelles sur les propriétés microphysiques de la traînée de condensation.
Book Synopsis Simulation numérique de l'évolution d'une trainée de condensation et de son interaction avec la turbulence atmosphérique by : Ronan Paugam
Download or read book Simulation numérique de l'évolution d'une trainée de condensation et de son interaction avec la turbulence atmosphérique written by Ronan Paugam and published by . This book was released on 2014 with total page pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Depuis les années 90, au vu de l'augmentation continuelle du transport commercial aérien, le problème de son impact sur le climat est devenu un sujet de recherche important. Les émissions d'un avion ne peuvent pas être prises en compte simplement dans un modèle de grande échelle, car elles subissent des transformations physicochimiques suite aux fortes interactions avec la dynamique du sillage induit par l'avion. L'utilisation de paramétrisations est donc nécessaire, et leur développement représente un réel challenge quant à la multitude des échelles mises en jeu. L'objectif de ce travail est double. Il s'agit, d'une part, de participer au développement d'une nouvelle paramétrisation qui prend en compte l'eet de réservoir induit par le sillage sur la chimie des NOx et les non-linéarités de la chimie de l'ozone. D'autre part, il s'agit également d'évaluer les paramètres de granulométrie des particules de glace dans le sillage en vue d'en calculer l'impact radiatif. A cette fin, nous avons mis au point un modèle numérique capable de résoudre l'évolution de la traînée de condensation (i.e. contrail) formée derrière un avion depuis sa phase de formation jusqu'au régime d'interaction avec l'atmosphère en s'intéressant au couplage dynamique-microphysique. La modélisation d'une atmosphère turbulente soutenue nous a alors permis de simuler un contrail âgé de 30 min dont les caractéristiques sont en bon accord avec les mesures expérimentales disponibles. Le modèle que nous avons mis au point montre donc un comportement très satisfaisant, et ouvre des perspectives très intéressantes pour évaluer l'impact des émissions d'un avion sur la chimie atmosphérique et le bilan radiatif.
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