Academic literature on the topic 'Masses d'air – Transfert'

Les satellites de la serie noaa/tiros-n permettent d'obtenir, a l'echelle globale, la structure tridimensionnelle en temperature et humidite de l'atmosphere, d'analyser les proprietes de surface et de determiner le contenu total en ozone. Ce travail de these comprend trois volets distincts, lies a l'exploitation des mesures radiatives infrarouges et micro-ondes de ces satellites. Dans un premier temps, une methode statistique, basee sur des regressions lineaires, est proposee pour le calcul de la colonne d'ozone. Puis, en vue de mettre au point une methode physique de calcul de l'ozone total, une etude de sensibilite des mesures radiatives, en particulier vis-a-vis de la forme des profils d'ozone, est realisee. Le deuxieme volet est consacre a la classification en masses d'air d'une banque climatologique de donnees atmospheriques. La methode comporte une analyse en composantes principales des profils de temperature, puis une classification ascendante hierarchique des premieres composantes. Cette classification est alors utilisee pour obtenir des cartes de masses d'air a partir des radiances mesurees par le satellite. La troisieme partie presente les ameliorations apportees a un modele ultra rapide de calcul des radiances, base sur une approche de type reconnaissance de formes. Les resultats obtenus sont compares a ceux d'un modele spectroscopique raie par raie, ainsi qu'aux radiances observees par le satellite

A partir des mesures de flux d'énergie radiante émis par l'atmosphère et effectuées des plateformes satellitaires, on peut, par un processus connu sous le nom "d'inversion de l'équation de transfert radiatif", remonter à la structure verticale de l'atmosphère, en température et en composition. Un tel procédé d'inversion, en vue du traitement des données des satellites de la série tiros-n, a été élaboré au L. M. D. Au cours des dernières années. C'est une méthode physico-statistique, qui consiste à résoudre l'équation de transfert radiatif de manière itérative et qui repose en grande partie sur la qualité de la solution initiale pour démarrer le processus itératif. La connaissance a priori des types de masse d'air observés est un élément essentiel de la reconnaissance de proximités utilisée pour l'initialisation. C'est pourquoi nous avons cherché à extraire cette information par application d'un algorithme de classification d'observations satellitaires (mesure de radiances). Parmi les méthodes de classification existant, nous avons retenu celle dite des "nuées dynamiques" basée sur la notion de "formes fortes" et l'optimisation d'un critère de variance. L'algorithme a ensuite été valide expérimentalement par application à des situations météorologiques relatives au satellite noaa-7. Les résultats obtenus sont en accord avec les analyses météorologiques conventionnelles. Par ailleurs, l'algorithme d'inversion du L. M. D. Permettait de restituer les paramètres atmosphériques jusqu'à environ 30 km d'altitude. La méthode développée dans cette étude a permis d'étendre cette restitution jusqu'à 50 km. Elle utilise les observations du "stratospheric sounding unit" (SSU) et est basée sur une technique de régression multilinéaire. Le modèle construit a été valide par application a des scènes NOAA-7, ainsi qu'a des phénomènes particuliers: « les échauffements stratosphériques brusques ».

Analyse mathématique du problème dynamique et thermique. Présentation d'une résolution numérique basée sur une méthode de différences finies, avec relaxation. Mesures expérimentales de vitesses et de températures. Etude expérimentale dans le cas de l'écoulement avec condensation

L’importance relative des différents mécanismes qui gouvernent l’abondance et la tendance à long terme de vapeur d’eau stratosphérique est encore mal quantifiée. La haute troposphère et la basse stratosphère tropicale (TTL) est la porte d’entrée de toute espèce vers la stratosphère. Les processus tels que le piège froid, les ondes et la convection profonde stratosphérique (overshoot) sont les processus essentiels qui modulent l’abondance de la vapeur d’eau pénétrant la stratosphère.Le projet Stratéole 2, basé sur plusieurs campagnes de ballons longue durée, peut permettre l’étude de ces processus dans toute la ceinture tropicale en apportant une large base de données inédite.Dans le cadre de cette thèse, les mesures de vapeur d’eau in situ réalisées par les 5 instruments Pico-Strat bi-gaz (GSMA/DT INSU) pendant les deux premières campagnes de Stratéole 2, sont analysées pour quantifier l’impact des ondes et de la convection profonde sur le bilan d’eau stratosphérique. Une méthode basée sur le calcul d’anomalies de vapeur d’eau (X’) est développée pour mettre en évidence ces signatures.En extrayant pour chaque vol les perturbations de températures (T’), tiré d’un diagramme de Hovmöller (longitude/temps) le long de la trajectoire du ballon, et en les corrélant aux anomalies de vapeur d’eau, on met en évidence, notamment pour le premier et le dernier vol de la campagne, le rôle majeur que jouent les ondes dans la modulation de vapeur d’eau.Pour d’autres vols, des corrélations plus faibles, voire des anti-corrélations sont obtenues. On montre, en tenant compte du gradient vertical de vapeur d’eau issu de mesures satellites, que ces anti-corrélations sont dues à des déplacements verticaux de masses d’air sous l’influence d’ondes de grande/moyenne échelle.La proportion des X’ compatibles avec un déplacement isentrope des masses d’air dû aux ondes, varie entre 48% et 70% selon les vols, confirmant le rôle majoritaire que peuvent jouer les ondes dans nos mesures.Le rôle de la convection profonde sur X’ est également étudié. Tout d’abord, en utilisant des profils verticaux obtenus lorsque les ballons ont dépressurisé au-dessus de systèmes convectifs profonds. Aucune signature systématique n’est détectée dans ces cas.Entre le 12 et le 15 décembre 2021, deux instruments Pico-STRAT Bi Gaz ont pu réaliser des mesures à proximité du cyclone Rai. Les mesures montrent des processus irréversibles et de fortes hydratations de la basse stratosphère dues à la convection profonde générée dans les bras du cyclone, ce qui est un résultat inédit par des mesures in situ au-dessus de ces systèmes.L’analyse des signatures convectives en utilisant des produits de sommet de nuage (satellites géostationnaires Himawari et GOES) et des rétro-trajectoires par le modèle HYSPLIT, montre que 33 nuits de notre jeu de données in situ voient leurs X’ compatibles avec une hydratation ou déshydratation par des overshoots. Deux cas ont été modélisés par le modèle méso-échelle méso-NH pour confirmer l’origine convective de certaines signatures remarquables. La simulation à 3 grilles imbriquées du cas du 28/01/2020 au-dessus de Sumatra corrobore l’hypothèse d’overshoots stratosphériques à l’origine d’anomalies de vapeur d’eau d’environ 0,6 ppmv.Cette étude montre la capacité de la méthode d’anomalies employée à mettre en évidence des signatures ondulatoires ou des signatures de convection profonde dans la ceinture équatoriale. On souligne l’importance des ondes sur le jeu de mesures, mais également, de quelques cas convectifs extrêmes (cyclone Rai) qu’il conviendra d’étudier en détail dans un futur proche
The relative importance of the different mechanisms governing the abundance and long-term trend of stratospheric water vapour is still poorly quantified. The upper troposphere and tropical lower stratosphere (TTL) is the gateway to the stratosphere for all species. Processes such as the cold trap, waves and deep stratospheric convection (overshoot) are the essential ones that modulate the abundance of water vapor entering the stratosphere.The Stratéole 2 project, based on several long-duration balloon campaigns, will enable us to study these processes throughout the tropical belt, by providing a large, unprecedented database.In this thesis, in situ water vapor measurements made by the 5 Pico-STRAT Bi-Gaz instruments (GSMA/DT INSU) during the first two Stratéole 2 campaigns are analyzed to quantify the impact of waves and deep convection on the stratospheric water balance. A method based on the calculation of water vapour anomalies (X') is developed to highlight these signatures.By extracting the temperature perturbations (T') for each flight, taken from a Hovmöller diagram (longitude/time) along the balloon's trajectory, and correlating them with the water vapour anomalies, we highlight, particularly for the first and last flights of the campaign, the major role played by waves in water vapour modulation.For other flights, we obtain weaker correlations, or even anti-correlations. Considering the vertical water vapour gradient derived from satellite measurements, we show that these anti-correlations are due to vertical displacements of air masses under the influence of large/medium scale waves.The proportion of X' compatible with isentropic displacement of air masses due to waves, varies between 48% and 70% depending on the flight, confirming the major role that waves can play in our measurements.The role of deep convection on X' is also investigated. Firstly, using vertical profiles obtained when balloons depressurized above deep convective systems. No systematic signature is detected in these cases.Between December 12 and 15, 2021, two Pico-STRAT Bi Gaz instruments were able to take measurements in the vicinity of cyclone Rai. The measurements show irreversible processes and strong hydration of the lower stratosphere due to deep convection generated in the cyclone’s arms which is an unprecedented result by in situ measurements over these systems.Analysis of convective signatures using cloud top products (Himawari and GOES geostationary satellites) and back-trajectories by the HYSPLIT model, shows that 33 nights in our in situ dataset have X' consistent with hydration or dehydration by overshoots. one case was modelled by the mesoscale model meso-NH to confirm the convective origin of some remarkable signatures. The 3 nested grid simulation of the case of 28/01/2020 over Sumatra supports the hypothesis of stratospheric overshoots causing water vapour anomalies of around 0,6 ppmv.This study demonstrates the ability of the anomaly method employed to highlight wave signatures or signatures of deep convection in the equatorial belt. It highlights the importance of waves in the set of measurements, as well as some extreme convective cases (cyclone Rai), which will need to be studied in detail in the near future

Ce travail de thèse porte sur la modélisation et la caractérisation des transferts de chaleur et de masse dans les parois multicouches des bâtiments à ossature bois. Un code instationnaire permettant de simuler les transferts de chaleur et de masse dans une lame d'air en géométrie bidimensionnelle, qui est un élément de la paroi multicouches, a été développé et validé. Les validations numériques en régimes transitoire et stationnaire ont porté sur la totalité des modes de transfert (conduction, écoulement en convection naturelle et forcée, rayonnement entre surfaces, transfert massique et condensation surfacique). Ensuite, ce code intégrant la présence d'une lame d'air dans la paroi a été couplé au code Transpore développé au LERFOB. Ce dernier traite rigoureusement les transferts dans les matériaux solides hygroscopiques. Pour la validation expérimentale du code complet couplé, une cellule expérimentale a été construite et instrumentée pour étudier le comportement hygrothermique des parois étudiées. Cette cellule, régulée thermiquement et hygroscopiquement en température et en humidité relative, a été mise en place au CRITT BOIS d'Epinal. Des comparaisons entre les résultats expérimentaux et numériques sont également présentées et discutées. De nombreuses campagnes de caractérisation thermique sur divers matériaux (isolants à base de fibres de bois, bois massifs, ...) ont également été menées. L'influence de la température et de l'humidité sur la conductivité thermique et la chaleur spécifique a été largement analysée
This thesis focuses on modeling and characterization of heat and mass transfer in a wooden building envelope. A code which simulates unsteady heat and mass in an air layer in two-dimensional geometry, which is part of the multi-layer wall, was developed and validated. Numerical validations that include all transfer modes were achieved for unsteady and steady states regimes (conduction, convection, surface-to-surface radiation, mass transfer and surface condensation). Then, the code developed for the air layer at the LEMTA was coupled to the code Transpore used at the LERFOB. The latter one deals with the transfer in hygroscopic solid materials. For the experimental validation of the fully coupled code, an experimental cell was constructed and instrumented to study the hygrothermal behavior of the studied walls. This cell which is thermally and hygroscopicly controlled was set up at the CRITT BOIS. Comparisons between the experimental and numerical results are presented and discussed. Besides, several experiments of thermal characterization of various materials (insulators containing wood fibers, solid wood ...) were also conducted. The influence of temperature and moisture on thermal conductivity and specific heat was largely investigated

L'étude consiste a analyser les échanges thermiques et massiques découlant d'une évaporation par convection forcée, entre deux plaques parallèles en présence d'un ruissellement d'eau. L'étude est entreprise sous ses deux aspects: théorique et expérimental. La modélisation est basée sur les théories des couches limites dynamique et thermique couplées avec les concepts de transport de masse, au sein du fluide en écoulement, pour un régime de couches limites laminaires. Le couplage des deux problèmes thermique et massique est réalisé par l'intermédiaire des conditions à l'interface eau-air. Suite à ce modèle théorique, un programme de calcul et de simulation a été développé. Pour une géométrie de dispositif et une puissance de chauffe donnée, et pour des caractéristiques d'entrée données, le programme de simulation détermine toutes les performances dynamiques et thermiques. Les résultats issus de celui-ci ont été comparés aux mesures expérimentales. Enfin, une étude expérimentale menée sur les réfrigérants industriels, en fonctionnement humide, a permis de montrer une certaine analogie entre les phénomènes mis en évidence par ces essais et par le modèle théorique, qui a été développé, pour le cas du transfert de chaleur et de masse entre deux plaques parallèles. Cette approche a montrée l'importance des phénomènes d'évaporation en convection forcée dans l'industrie.

Afin d'analyser et de prevenir le colmatage des fibres creuses pendant la phase de production d'eau potable par ultrafiltration tangentielle, il est necessaire de caracteriser le champ hydrodynamique se developpant a l'interieur de ces milieux filtrants. Le probleme est modelise par l'ecoulement laminaire et stationnaire d'un fluide newtonien incompressible dans un tube poreux avec transfert de masse parietal (aspiration ou injection). Nous avons realise une installation experimentale a l'ehelle macroscopique basee sur l'utilisation d'un tube poreux dans lequel l'ecoulement verifie la similitude de reynolds avec le fonctionnement reel d'une fibre creuse. Les mesures caracterisent la perte de charge longitudinale ainsi que les profils de vitesses axiales (obtenus par velocimetrie l. A. S. E. R. Doppler) en fonction du flux transfere a travers la paroi poreuse. Nous analysons en les comparant a des modeles analytiques et numeriques, la deformation des profils de vitesse et la loi d'evolution du coefficient de perte de charge par rapport au regime d'ecoulement de poiseuille equivalent sur la section de mesure

Ce travail porte sur l'évaluation des solutions techniques à haute efficacité énergétique pour les seche-linge domestiques. L'une, mettant en oeuvre un cycle à re-compression mécanique d'air très humide présente un intérêt plus particulier. Les composants principaux sont dimensionnés. Dans un premier temps, deux sèche-linge de technologies différentes (évacuation et condensation) sont étudiés, testés leur cycle de fonctionnement analysé. La consommation d'énergie pour un cycle de séchage normalisé d'une charge de linge coton est de 5kg est comprise entre 3,3 kwh et 3,6kwh. Deux solutions alternatives sont possibles pour une réduction significative de la consommation d'énergie : l'utilisation d'une pompe à chaleur au r-134a , ou la mise en oeuvre d'un cycle ouvert, à re-compression mécanique de vapeur d'eau ou d'air très humide. Dans les deux cas, la consommation est réduite d'un facteur 2. L'étude des coefficients de transfert entre le linge et l'air humide a permis de définir une corrélation donnant l'évolution de la fonction de lewis pour des très hautes humidités absolues de l'air. Les échanges dans le tambour ont été caractér'isés et une corrélation donne l'évolution du coefficient de transfert de chaleur en fonction du débit, de la masse de linge, et de son humidité relative. Un modèle dynamique tracant le cycle de fonctioneement du sèche-linge à re-compression mécanique d'air très humide a été développé. La simulation montre que le temps de cycle peut être ramené à 1 heure avec ce procédé, comparé à 2 heures pour un sèche-linge équipé d'une pompe à chaleur au r-134a
The aim of this work is to evaluate high efficiency solutions for domestic tumble dryers. A specific analysis focuses on the thermodynamic cycle with very humid air compression. The main components are designed. In a first time, two technologies of dryers are studied: evacuation dryer, and condensation dryer. Drying cycles are measured and analyzed. The energy consumption for the standard 5kg cotton cycle is in the range of 3. 3 kwh and 3. 6 kwh. Two alternative solutions are proposed to reduce significantly the energy consumption: a heat pump dryer with r-134a, or an open cycle using steam or very humid air as refrigerant. In both cases, the energy consumption is cut by a factor 2. The measurement of convective heat transfer coefficients between linen and humid air has allowed to elaborate a correlation giving the lewis function evolution with very high absolute humidity. Heat exchanges in the tumble have been characterized. A correlation giving the heat transfer coefficient in function of air mass flow rate, linen mass, and its relative humidity, is developed. An unsteady-state model is developed. It gives the drying cycle of the tumble dryer with mechanical very humid air compression. Simulations show that drying time could be reduced to 1 hour using this process compared to 2 hours with r-134a heat pump dryers

Le modele theorique est vase sur la resolution des equations couplees de transport-diffusion de masse et de chaleur, au sein du fluide en ecoulement, pour un regime de couches limites laminaires bidimensionnelles stationnaires. Le couplage des deux problemes thermique et massique est realise par l'intermediaire des conditions parietales. Des correlations sont etablies entre le coefficient de transfert de masse et les parametres adimensionnels caracterisant le probleme. Des performances d'evaporation, suivant les debits d'air et les conditions d'entree imposees, en decoulent. Des resultats experimentaux detailles, sur l'exploration des champs de vitesses, temperatures, et humidites locales, sont ensuite presentes pour les deux cas de regime: laminaire et turbulent. Les coefficients d'echange massique, local et global sont egalement evalues