Influence du vent

Jusqu'ici, la convection entre l'air et l'eau était naturelle et nous avions choisi de ne pas la prendre en compte dans le programme étant donné que sa participation est très négligeable devant celle des autres échanges. En revanche, si l'air a une vitesse non nulle, c'est-à-dire s'il y a du vent, la convection air-eau est forcée et son terme dans l'équation ne peut plus être délaissé.

Il faut alors ajouter un terme Hconv (W.m-2) à l'équation. Plusieurs modèles sont proposés, nous choisissons la paramétrisation de Kim & Chapra:

$H_{conv} = 0.61 P_a \rho_w \Delta H_{vap} (19 + 0.95 W^2) (T -T_{air}) $

  • $P_a$: pression atmosphérique (bar)
  • $\Delta H_{vap} $: chaleur latente de vaporisation (597.31 W.kg-1)
  • $W$: vitesse du vent longitudinal (m.s-1)

 

On remarque que lorsque le vent est nul, le terme Hconv devrait correspondre au terme d'échange en convection libre très faible en pratique. Ce modèle n'est pas valable quand le vent est nul puisque le terme est alors trop important. Nous veillerons à annuler l'apport par Hconv dans le programme lorsque il n'y a pas de vent.

Le graphique suivant présente l'effet du vent sur la température de l'eau au troisième quart du tronçon.

Un vent plus chaud que l'eau va réchauffer celle-ci de manière importante lors des pics de températures. On observe que l'influence du vent n'est pas linéaire à partir du tableau suivant, dans lequel apparaissent les écarts maximaux de température par rapport à une température de l'eau en absence de vent.