Effet de la rugosite sur la croissance du givre a faible vitesse : resultats experimentaux et modelisation

par Pascal Personne

Thèse de doctorat en Terre, océan, espace

Sous la direction de Harumi Isaka.

Soutenue en 1988

à Clermont-Ferrand 2 .

mots clés

Résumé

Le givre est du a la captation des gouttes sur un obstacle et a la congelation de cette eau liquide surfondue. Pour etudier le givre nous avons realise des experiences avec la soufflerie fonctionnant en nuage naturel au sommet du puy-de-dome. Dans ce document, nous montrerons que dans le cas ou la vitesse d'ecoulement est inferieure a 50 m s##1 et en croissance seche, la forme et la masse des depots sont principalement gouvernees par le phenomene de captation des gouttes. En ce qui concerne la forme nous avons observe trois formes typiques des depots (corne, fer de lance et eventail). Ces trois formes se developpent dans des conditions bien particulieres et plus precisement pour des valeurs du parametre inertiel corrige bien distinctes. Dans le cas de givrage a faible vitesse (20 m s##1), la captation des gouttes par les rugosites de surface augmente significativement la masse de givre capte par rapport a un obstacle de meme dimension mais lisse. Pour prendre en compte ce phenomene, une parametrisation de l'effet de la rugosite de surface sur la captation des gouttes est proposee. Cette parametrisation est testee avec des donnees issues d'articles sur le givrage des cables electriques aeriens, puis validee avec nos propres mesures. Pour modeliser la structure du givre observe a faible vitesse et le developpement de la rugosite de surface, des modeles d'agregats ont ete utilises. Avec ce type de modele, il a ete possible de simuler parfaitement la forme du givre en eventail. Ces formes, lorsqu'elles apparaissent sur les bords d'un depot, sont dues a la captation des gouttes sur des elements rugueux. De plus, ce type de modele nous a permis de comprendre la formation d'inclusions d'air dans les depots. Ces inclusions d'air sont dues a un phenomene d'ombrage. Enfin, l'aspect de la surface rugueuse du givre est reproduit en supposant que les trajectoires des gouttes ont une composante al

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