Objectifs scientifiques
Un nuage est constitué d’un ensemble de particules liquides et solides dans l’atmosphère terrestre. Le diamètre des particules varie typiquement de quelques micromètres à 100 micromètres.
Les nuages jouent un rôle important dans le transport et la transformation des substances chimiques dans l’atmosphère, et aussi dans les processus météorologiques. Ils génèrent les précipitations, participent à la transformation physique et chimique des polluants, affectent localement et globalement la température de la surface terrestre, et constituent un lien crucial dans le cycle hydrologique.
L’analyse de l’eau capturée directement dans l’atmosphère donne l’opportunité de prendre connaissance de la composition chimique des différents types de nuage et de mieux comprendre les réactions chimiques qui se déroulent dans les gouttelettes. C’est pourquoi les collecteurs d’eau de nuage sont des équipements essentiels, aussi bien au sol qu’embarqués sur avion.
Description technique
Le collecteur de nuage qui été développé à l’Observatoire de Physique du Globe de Clermont-Ferrand (OPGC), au sein du Laboratoire de Météorologie Physique (LaMP), est de type CWS (Cloud Water Sampler). Il est constitué d’une coque avec un ventilateur à l’arrière pour l’aspiration de l’air, d’une face avant avec 3 fentes, de trois plaques pour la collecte des gouttelettes de nuage, d’un entonnoir et d’une bouteille.
Le ventilateur est relié à un variateur de fréquence qui permet de moduler la vitesse d’aspiration et, par conséquence, l’efficacité de collecte.
L’objectif de la demande de soutien à la Division Technique de l’INSU est d’effectuer une étude en mécanique des fluides afin de simuler l’écoulement de l’air dans le collecteur et le déplacement des gouttelettes. On considère plusieurs diamètres de particules et plusieurs vitesses d’aspiration.
Un des résultats des calculs concerne les statistiques d’impact des particules dans le collecteur, pour mettre en évidence la fréquence de coupure à 50% des particules collectées en fonction du diamètre et de la vitesse.
Contact DT : Christophe Berthod
Contact LaMP : Laurent Deguillaume