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Dernière mise à jour : Mai 2018

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Érosion Torrentielle, Neige et Avalanches

SOUFFLERIE

Utilisée dès les années trente pour reproduire sur des maquettes la formation de congères, les souffleries, qui reproduisent des tempêtes de neige en modèles réduits ont montré leur limite en tant qu’outil de modélisation. Néanmoins, elles restent indispensables pour étudier de façon fine les processus d’érosion, de transport et de dépôts, qui seront modélisés sous forme d’équations mathématiques.

Objectifs scientifiques

L’un des outils de modélisation du transport de neige par le vent le plus ancien est la modélisation physique : elle consiste à reproduire sur une maquette un épisode de transport de neige par le vent par l’intermédiaire de critères de similitude déterminés à partir de l’examen des équations de bilan écrites sous forme adimensionnelle. Tous les critères ne peuvent être respectés simultanément. Il n’est par exemple pas possible d’estimer la durée de la tempête, d’étudier la formation de corniches et de congères sur des pentes raides (la soufflerie n’est pas climatique, c’est-à-dire que les particules utilisées pour reproduire de la neige sont des particules sèches). Par ailleurs l’échelle de la maquette ne peut être inférieure à 1/100 car les trajectoires de saltation ne sont pas à l’échelle géométrique.

Mais la soufflerie diphasique n’est pas qu’un simple outil de modélisation physique : elle permet d’étudier tous les processus physiques en lien avec le transport éolien de particules (avancée des dunes, de ripples, profils de concentrations, instabilités ,…), de tester différentes méthodes de mesures (anémomètres et capteurs acoustiques de transport éolien) mise en œuvre sur le terrain (faire un lien vers le Col du Lac Blanc) et de valider les modélisations numériques de transport éolien.

Dispositif expérimental

La soufflerie a été conçue de façon à permettre le transport de particules. En circuit fermé et d’une longueur totale de 13 m, elle dispose d’une veine d’étude de 4,5 m de long pour une section de 1 m sur 0,5 m. Sa vitesse maximale est de 17 m/s. Une grille de turbulence et un « déclencheur » de couche limite placé en début de veine permettent d’obtenir une couche limite d’environ 20 cm. Les particules sèches sont soit déposées de façon uniforme dans la zone d’alimentation et reprises par le flux d’air, soit injectées par le haut en début de veine. Les particules qui ne sont pas déposées sur la maquette sont stoppées par des filtres dans la partie supérieure de la soufflerie, lorsque la gravité n’a pas été suffisante pour engendrer leur dépôt dans le divergent. Les profils de vitesse de vent peuvent être déterminés à partir d'un micro moulinet, d'un tube de pitot ou d'un film chaud 1D ou 2D. Les hauteurs des dépôts sont mesurées par une diode laser placée sur un chariot de mesures ou par projection de franges. L’estimation des quantités et des vitesses de particules transportées peut s’effectuer par traitement d’images ou par un SPC (Snow Particles Counter).

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Collaborations

  • Institut de Physique de Rennes
  • Laboratoire Thermique et Energie de Nantes
  • CSTB Nantes
  • NIED National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, Shinjo, Japon

Contact

Florence Naaim