GTE

LaMP

Photos du néphélomètre polaire à double polarisation

img 3198

Le néphélomètre (vue générale)

img 3199  
 

Le néphélomètre : capteur, laser, moteur d'entraînement

img_3203.jpg  
 

Le néphélomètre et la baie de contrôle

  img_3206.jpg

Capteurs, moteur et piège à lumière

  img_3216.jpg

Le capot pour protéger de la lumière lors des expériences

  img_3221.jpg

Le néphélomètre avec son capot et un générateur en dessous

 

Aide à la modélisation des dépôts de givre

(P. Personne)

Les nuages peuvent contenir des gouttelettes d’eau liquide à température négative (eau surfondue) jusqu’à environ -15°C. Les avions traversant ces nuages heurtent les gouttes. L’état instable de ces gouttes cesse aussitôt et l’eau se congèle sur les bords d’attaque de l’avion pour former des dépôts de givre. Le givre ainsi formé diminue les performances aérodynamiques de l’avion. De plus lorsque les dépôts se détachent ils peuvent occasionner des incidents.

Depuis quelques années, les dépôts de forme discontinue qui se forment sur les ailes en flèche sont étudiés en collaboration avec l’Office Nationale des Etudes Aérospatiales (ONERA).

Le LaMP a également une soufflerie de givrage installé au somment du Puy de Dôme.

 

L'implantation de cette  soufflerie ouverte fonctionnant en nuages naturels a été réalisée au sommet du Puy de Dôme. La vitesse d'aspiration atteint 120 m/s (430 km/h) avec un débit de 17 m3/s. Toutes les parties dessin et conception ont été réalisées à Montluçon au département GMP de l'IUT. La « remise des clefs » de cette soufflerie a été faite en 2010. Le problème est que les nuages sont constitués de gouttes d'eau qui restent liquide même à des températures de -30°C. Cet état de « surfusion » ne peut pas être reproduit en laboratoire et provoque le givrage des avions traversant ce type de nuage. Durant les mois d'hiver le sommet du Puy de Dôme est recouvert de nuages d'eau surfondue et cette soufflerie peut les « aspirer ».

Sujet de thèse

L'antenne du LaMP à Montluçon propose un sujet de thèse, sur la thématique : Interprétation de la polarisation de la lumière diffusée par des particules.

 

Problème inverse sur la lumière diffusée par des particules non-sphériques

 

La connaissance des propriétés optiques et microphysiques des particules atmosphériques (aérosols, nuage de glace ou de poussières) est nécessaire pour la modélisation du bilan énergétique de la terre, pour l'estimation de la durée de vie des nuages et pour la détection des constituants de l'atmosphère.

Un néphélomètre polaire à double polarisation (D2PN) a été réalisé à l'IUT de Montluçon par le Laboratoire de Météorologie Physique (LaMP). Cet appareil de laboratoire mesure la puissance de la lumière diffusée en fonction de l'angle suivant deux directions de polarisation, l'une parallèle et l'autre perpendiculaire au plan d'observation. Il a été montré que les données expérimentales du D2PN ont une incertitude inférieure à 5% et qu'il est possible de retrouver avec ce type de données la granulométrie et l'indice de réfraction d'une population de particules sphériques.

Les propriétés de polarisation en diffusion latérale et arrière sont très sensibles au caractère non sphérique ainsi qu'à la rugosité de surface des particules. De plus les diffusions mesurées avec le D2PN pour des populations de suie, de pollen ou de particules sphériques sont très différentes.

Le travail de thèse consistera au moyen de modélisations d'étudier :
        1-    la sensibilité des mesures de type D2PN au facteur de forme des ellipsoïdes
        2-    la sensibilité des mesures de type D2PN à la rugosité de surface de particules sphériques
        3-    la restitution de ces caractéristiques microphysiques à l'aide des mesures du D2PN.

Ce travail nécessitera d'adapter et d'utiliser les programmes mis au point par le "Laboratory for Terrestrial Physics" (NASA Goddard Spaceflight Center, USA). Des collaborations sur ce sujet avec le « Laboratoire d'Optique Atmosphérique » (Lille, France) et le "Remote Sensing Technology Institute" du centre Aérospatial Allemand (Neustrelitz, Allemagne) existent.

Le sujet en format pdf est disponible en français et en anglais.

Aide à la prévision des conditions de verglas sur les chaussées

(P. Personne, C. Verhaege)

Lorsque de l’eau est présente sur les chaussées et que la température de surface est inférieure à 0°C il se forme du verglas. Un salage préventif réalisé à bon escient est la seule méthode préventive. Un modèle de prévision de la température de surface du revêtement de chaussée fonctionne depuis plus de 10 ans. Ce modèle prévoit tous les jours à 15h la température de surface pour 24h. Compte tenu de la performance de cette prévision, plusieurs délégations départementales de l’équipement l’utilisent (DDE du Cantal, de la Haute Vienne, de l’Aveyron, de la Lozère et l’Autoroute du tunnel du Mont Blanc).

Ce travail se fait en collaboration avec le Laboratoire Central des Ponts et Chaussées et le Centre d’Etudes Techniques de L’Equipement.