L'Aérologie: Comment Un planeur peut-il monter alors qu’il ne fait que descendre ?

II Aérologie :

Introduction :

Les mouvements atmosphériques présentent pour les vélivoles un intérêt certain. En effet, le planeur ne possède pas de moteur et est toujours mécaniquement en vol descendant. Il lui faut donc substituer à l'énergie d'un moteur absent, l'énergie thermique et dynamique de l'atmosphère pour parvenir à s'élever. Par exemple, un planeur qui a une vitesse de chute propre de 1 m/s et qui évolue dans une masse d'air elle-même animée d'un mouvement ascendant dont la vitesse ascensionnelle est de 3 m/s,s'élève de 2 m/s.

L'évolution d'un planeur dépend bien des courants atmosphériques qui lui permettent de rester enl'air pendant de longues heures.

L'air est toujours en mouvement. Ces mouvements peuvent être :

- horizontaux (vents couvrant d'immense étendues, vents régionaux, vents locaux...) ;

- verticaux (ascendances) ;

- des micro-mouvements plus ou moins désordonnés tels que les turbulences ou les agitations moléculaire.

Tous ces phénomènes ne sont que les manifestations d'une course incessante vers un équilibre impossible à atteindre car celui-ci est à tout instant remis en cause par l'action thermique du soleil.

I.Ascendant thermique :

Le vol thermique :

Pb : Comment Un planeur peut il monter alors qu’il ne fait que descendre ?

Hypothese : on suppose qu’il faut trouvé un air qui monte plus vite que l’on descend !

Le vol à voile ou plus communément appelé planeur utilise le principe du vol thermique qui consiste a profiter des ascendances provoqué par l’élévation de l’air chaud. Par exemple pour comprendre ce phénomène on peut s’imaginé une cheminé d’usine, celle-ci matérialise une colonne d’air chaud qui s’élève dans les airs plus froids et qui dit froid dit plus dense. faire du vol à voile consiste principalement à passer dans des masses d'air dont les vitesses d'ascension sont plus élevées que la vitesse de chute propre du planeur et gagner ici de l'énergie potentielle (sans perdre d'énergie cinétique).

Que chauffe l’air dans le milieu naturel ? (oral)

Bien évidemment la source de chaleur principale sur terre est le soleil .

Le soleil en chauffant le sol de façon inégale. Cette inégalité est due à la diversité, à la fois, de la surface terrestre et de son revêtement. En effet, à une heure donnée, en des points rapprochés, dans les couches d'air voisines du sol, des températures à l'air libre très différentes peuvent être relevées, par exemple : 12° sur une forêt marécageuse, 17° sur un champ de blé, 23° sur une terre sablonneuse, etc... Par exemple prenons une prairie le sol refléchit les rayons du soleil a l’inverse d’un endroit sombre tel qu’une foret donc l’air situé au dessus de la prairie va devenir plus chaud du aux rayons seront réfléchie . Cette masse d’air réchauffé formera une bulle d’air chaud qui sont capable de s’élevé ( principe de la montgolfière ) ainsi lorsque l’on remarque des amats de bulle d’air chaud on observe des colonnes continues et cohérente.

La formation d’un ascendant : (scientifique)

Le soleil réchauffe différemment le sol selon sa nature et sa capacité a réflechir les rayons du soleil ; ce dernier réchauffe l'air par conduction et provoque la formation de petites bulles relativement chaudes qui se détachent de la surface. En s'élevant, ces petites bulles poussent l'air froid situé au-dessus d'elles, se mélangent à l'air ambiant et perdent ainsi leur énergie. En revanche, une bulle relativement importante (lorsque l'insolation est suffisante) dépasse la zone turbulente et des ascendances bien organisées apparaissent au-dessus de cette zone. La conséquence principale de la turbulence est l'homogénéisation du rapport de mélange dans les basses couches.

Voir schéma ci-dessous :

Les ascendants thermiques

Avec le phénomène que l’on a vu précédemment on peut voir qu’avec un ensoleillement suffisant, ce mouvement est entretenue et il se forme des colonnes ascendantes plus ou moins large et puissante.

Ainsi sous l’effet d’une diminution de pression qui en général lié a l’altitude l’air chaud se détend et refroidit, de ce fait quand l’air ascendant de la colonne arrive a une température proche ou identique de l’air environnent, l’ascension de l’air cesse, et enfin il redescende pour remplacer l’air nouvellement réchauffé.

On apelle cette couche d’air stable la couche d’inversion l’altitude de cette couche varie selon l’état de la masse d’air, son humidité, la différence de températures le jour et la nuit et plein d’autres facteur. C’est pourquoi on vole en planeur par une journée ou l’on aperçoit des cumulus car une masse d’air froid peut contenir moins d’eau à l’état gazeux que de l’air plus chaud. Donc par le refroidissement qu’elle implique. L’ascension de l’air chaud provoque une forte condensation qui provoque un nuage : le cumulus. Voir schema si dessous :

La description d’un ascendant thermique :

1 : La couche turbulante : il s'agit de la zone directement en contact avec le sol : elle est le siège de mouvements désordonnées,

2 : -La couche adiabatique: il s'agit de la zone située au-dessus de la couche turbulente; elle s'étend jusqu'au sommet de l'ascendance ou jusqu'à la base du nuage qui la coiffe. C'est la seule zone exploitable par le pilote de planeur qui

...