Aérologie : mais en fait, on cherche quoi comme signal?

Samedi 10 septembre 2022

participants : Daniel M., Félix

TPES : 6h

Trou du Vent du Blau et Chandelier

 

J'avais proposé pour aujourd'hui une "petite" sortie d'aérologie en surface. Le but? Mieux comprendre l'infulence de l'ouverture/fermeture du  Trou du Vent du Blau (TDV) sur le courant d'air du Chandelier (pour rappel, à priori la fermeture du TDV redirige une partie de l'air qui sort du TDV vers le chandelier, augmentant le courant d'air du chandelier). En particulier, on peut supposer que le signal visible sous terre dans les étroitures portera le même "signal" qu'au chandelier.

Seul Daniel M. répond présent pour cette expérience (ce qui est suffisent, même si une personne de plus aurait facilité les choses).

On laisse la voiture au TDV, dont Daniel s'occupera d'ouvrir et fermer l'entrée à des horaires convenus (deux cycles de 2x30 minutes, puis 6 cycles de 2x15 minutes, les deux derniers avec la porte du chandelier ouvert).

Pour ma part, je monte au Chandelier avec nos deux anémomètres : le mien qui à priori est pas très précis, mais qui enregistre les données à raison de 2 mesures par seconde en théorie (en pratique ça varie entre 1 et 2), et celui de Daniel qui est beaucoup plus précis, mais qui nécessite une prise de notes manuelle.

Je fixe donc les deux anémomètres à la "fenêtre" du Chandelier, et commence les mesures (avec quelques problèmes au début avec l'enregistrement sur mon anémomètre).

le montage des anémomètres

 Je note toutes les mesures de l'anémomètre de Daniel sur mon carnet, à des intervalles réguliers (5, 10 ou 20 secondes selon si je m'attends qu'il se passe quelque chose ou non). Avec une moyenne de 6 mesures par minute, j'ai rempli pas moins de 32 pages de mon cahier A5!

Après les 6 cycles porte du chandelier fermée (2 longs (30 minutes fermé, 30 minutes ouvert) et 4 courts (15/15) ), à la suggestion de Daniel, on fait également deux cycles courts avec la porte ouverte (en calant une latte en travers de l'ouverture pour fixer les anémomètres).

montage porte ouverte

Résultats :

NB : je n'ai pas encore eut le temps de rentrer les résultats notés sur le carnet, ni de m'occuper des mesures porte ouverte. Par contre, exploiter les données de mon anémomètre enregistreur (pour la partie porte ouverte) à été relativement rapide, vu qu'il n'y a pas la fastidieuse phase de saisie.

1) Résultats porte fermée en utilisant uniquement l'anémomètre enregistreur:

Les vitesses brutes (soufflantes)

Sur le graphe des vitesses brutes, on a déjà l'impression que le courant d'air augmente lors des fermetures, mais c'est vraiment pas clair, et sans connaître les horaires, on aurait bien du mal à deviner les fermetures.

J'ai donc moyenné les mesures sur 21 mesures successives centrées autour du temps courant (ie 10 avant et 10 après, soit environ 7 secondes de part et d'autre)). A noté qu'une telle moyenne fait commencer les changements environ 7 secondes avant leur véritable changement.

On obtient le graphique suivant :

Les vitesses moyennées

Le graphe (bleu) est maintenant plus lisse, et on voit un petit peu mieux les pics (changements brutaux) entraînées par l'es ouvertures/fermetures du TDV. Mais je pense pas pour autant qu'il aurait été possible de deviner les ouvertures et fermetures sans connaître ni l'heure ni le protocole. Et même en ayant un tel graphe, c'est pas évident de dire si oui ou non il y a une corrélation.

J'ai donc fait un traitement supplémentaire : pour chaque période (ouvert ou fermé), j'ai fait la moyenne des vitesses sur toute la période. On constate qu'à chaque fermeture, le "palier" augmente. Lors des l'ouverture, il redescend (sauf à t=195, mais on voit que globalement sur la fin de l'expérience le courant d'air augmente rapidement : lors de l'ouverture, le courant d'air diminue d'abord, mais pas assez pour compenser totalement la tendance à la hausse).

Donc globalement, je pense pas qu'on arrivera sous terre (en tout cas pas dans les conditions hydrologiques/aérologiques actuelles) à voir directement "à l'oeil" si le courant d'air est, ou pas, corrélé à l'ouverture/fermeture du TDV.

En revanche, je pense qu'avec un minimum de 4 cycles d'ouverture/fermeture (15 minutes de chaque), en calculant la moyenne de chaque palier, ou pourra probablement affirmer si oui ou non le courant d'air du TDV passe par l'endroit de la mesure.

2) Petite comparaison de débits:

Porte fermée, avec juste la petite "fenêtre" ouverte, on mesure un courant d'air moyen de l'ordre de 5m/s (sur la fin de l'expérience, pour être au plus cohérent avec la partie porte ouverte). La fenêtre est un rond de 17.7cm de diamètre, soit une section de 246cm² (nb : on en bouche un peu avec les anémomètres, mais il y a des fuites au bord de la porte qui compensent). Ça nous fait donc un débit de 123 L/s.

Porte ouverte, la vitesse moyenne est autour de 1.1 m/s, pour une section de 95*95cm = 9025cm², soit un débit de 993 L/s, soit 8 fois plus que porte fermée!

Oui, vous avez bien lu, le débit est multiplié par HUIT en ouvrant la porte. Il y a 2 explications possibles (et la réalité est surement un mélange des 2) :

- la porte du chandelier est un frein de charge aérologique : quand elle est fermée, elle limite le courant d'air global du réseau (comme n'importe quelle étroiture)

- lorsque la porte du chandelier est fermée, une partie du courant d'air se fraye simplement un autre chemin à travers d'autres passages à "proximité".

En tout cas, je ne m'attendais pas à un tel impact!

A réfléchir si ouvrir et fermer la porte du chandelier (au lieu du TDV) pourrait nous apporter des infos utiles ou non.