Analyse de la propagation acoustique à bassealtitude par équation ...

3.1.2 - Gradients de vitesse du vent
De même que la température, la vitesse du vent est une donnée difficile à modéliser du fait de sa
grande instabilité au cours du temps. Elle est de plus dépendante de la nature du sol et de la végétation
qui modifient les gradients aux très faibles altitudes. On peut cependant dégager les tendances
suivantes:
La vitesse du vent est plus importante au milieu de la journée que la nuit (voir figure 2a).
La vitesse du vent est la même à partir d'une certaine hauteur quelle que soit l'heure du jour ; les
gradients sont donc plus importants la nuit que le jour sauf très près du sol, comme le montre la figure 2b.
forme:
Dans la suite de cette étude, nous choisirons un profil de vent issu de la loi de Prandtl sous la
/ z \a v=v f- 1O\ 10
où V10 est la vitesse du vent à 10 mètres du sol, z est l'altitude en mètres, et a un coefficient
représentatif de la rugosité du terrain. A titre d'exemple, une valeur classique de a pour un terrain
labouré est 0,18. Cette description du profil de vent est proche des exemples donnés sur la figure 2.
3.1.3 - Turbulences thermique et cinématique
Le troisième phénomène représentatif du milieu de propagation est la turbulence qui est
indissociable de la température et du vent. On distingue ainsi deux types de turbulences dans
l'atmosphère:
- La turbulence thermique engendrée par les différences de températures aux différentes
altitudes. Les variations de masse volumique de l'air entraînent des phénomènes de convection
appelés ascendances thermiques.
Les échelles caractéristiques de cette turbulence sont une longueur de l'ordre de 200 à
1500 mètres et une durée de 30 secondes à 15 minutes [11]. Ce sont donc des phénomènes lents
et à grande échelle spatiale.
- La turbulence cinématique due aux perturbations causées par la rugosité du terrain sur le
vent. Des mouvements perpendiculaires à la direction du vent sont créés par les contraintes de
cisaillement qui sont elles-mêmes provoquées par les différences de vitesse du vent entre deux
couches horizontales. Des tourbillons sont ainsi formés qui perturbent sensiblement les
écoulements d'air près du sol.