Actes - Climato.be

XIX e Colloque de l’Association Internationale de Climatologie
le tunnel est plus chaud. Mais comme pour les brises, on rencontre aussi une proportion non
négligeable de vents montants (8 à 10% des cas) et variables (10 à 13 % des cas) dans le
tunnel lorsque celui-ci est plus froid que l’air à l’extérieur. Là encore, ces cas surviennent
surtout aux entre saisons et l’humidité relative influence aussi probablement la ventilation
dans le tunnel.
:T°C Vent descendant dans tunnel Vent montant dans tunnel Vents variables dans tunnel
Val-Sém Val Int Sém Bas Sém Haut Val Int Sém Bas Sém Haut Val Int Sém Bas Sém Haut
-41°C 4.6 5.1 4.5 29.8 20.9 18.5 7.7 14.7 15.7
±1°C 2.5 2.7 2.9 2.5 2.4 2.9 2.5 2.1 1.3
( 1°C 30.5 32.9 33.2 9.8 7.9 7.7 10.2 11.3 13.4
Total 37.5 40.8 40.6 42.1 31.2 29.1 20.4 28.1 30.4
Tableau 6 – Fréquence d’apparition en % des courants mesurés à 3 endroits dans le tunnel du Mont d’Or
avec des vents variables au portail de Vallorbe (100% = 285 jours)
D’autre part, on mesure dans près de 5% des cas un courant descendant dans le tunnel alors
qu’il est plus chaud que l’air à l’extérieur. Ces cas surviennent surtout en hiver et ils résultent
probablement d’une accumulation d’air froid fréquemment observée dans la haute vallée du
Doubs à cette saison. Ce portail est situé à 10 km du village de Mouthe, réputé dans toute la
France pour ses températures minimales très basses par situation anticyclonique hivernale,
comme le village de La Brévine en Suisse dans le Jura neuchâtelois. Les températures sont
alors nettement plus basses près de ce portail qu’à Vallorbe. Or, une partie des jours avec des
situations anticycloniques hivernales sont classés dans la catégorie des vents variables lorsque
les brises sont imperceptibles aux portails. Cet air très froid peut quelquefois s’écouler dans le
tunnel et générer un courant descendant jusqu’à Vallorbe. Dans d’autres cas, cette
accumulation d’air froid empêchera l’établissement d’un courant ascendant dans le tunnel
normalement rencontré lorsque celui-ci est plus chaud que l’air à l’extérieur : on mesurera
alors des courants très faibles et variables dans le tunnel, notamment au Sémaphore. Nous
avons constaté ce phénomène de visu à plusieurs reprises. Il peut aussi se produire pour des
situations avec des brises perceptibles en saison froide.
2. Influence des trains sur la ventilation dans le tunnel
Les mesures in situ ont également montré que les trains influencent grandement la ventilation
dans le tunnel : ils provoquent une accélération des courants lorsqu’ils circulent dans le même
sens que l’écoulement naturel et une inversion des flux par effet de piston lorsqu’ils vont en
sens inverse. Dans les 2 cas, les rafales maximales atteignent entre 5 et 15 m/s suivant le type
de trains et les conditions météorologiques. Les effets des trains sur la ventilation durent entre
5 et 20 minutes, quelquefois davantage lorsque les courants naturels dans le tunnel sont très
faibles. La figure 2 illustre ces effets pour un flux globalement descendant le 15.08 et
ascendant le 16.08.2005 (dès 8h00) dans le tunnel.
Ces mesures in situ ont permis de développer des formules analytiques décrivant l’écoulement
de l’air dans le tunnel en fonction de l’influence des facteurs naturels et des trains (Hertig et
al., 2006). Les caractéristiques aérauliques du tunnel et des trains (coefficient de traînée
aérodynamique des locomotives et des wagons) ont ainsi pu être déterminées. Une analyse de
sensibilité à l’aide de ces formules a confirmé que les courants mesurés dans le tunnel
dépendent en premier du gradient de pression entre les 2 portails résultant des propriétés
thermiques et dynamiques des masses d’air de part et d’autre du Mont d’Or. L’humidité
relative de l’air influence aussi la ventilation dans le tunnel en agissant sur la densité de l’air
et le gradient de pression barométrique, comme mentionné plus haut.
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