Dispersion des polluants aéronautiques : comparaison de modèles microphysiques avec et sans activation initiale sous l’effet des perturbations initiales

Résumé

Les traînées de condensation issues des rejets d’avions contribuent de manière significative au réchauffement climatique en modifiant le bilan radiatif atmosphérique. Formées par la condensation de la vapeur d’eau dans les panaches moteurs, ces structures artificielles peuvent persister et piéger le rayonnement infrarouge, soulignant l’importance de comprendre leurs mécanismes de formation et d’évolution. Ce mémoire s’attache donc à quantifier l’impact des modèles microphysiques sur la genèse et la dispersion de ces nuages de cristaux. Une meilleure représentation de ces phénomènes est essentielle pour développer des stratégies d’atténuation de l’impact climatique des trafics aériens. Pour cela, une approche de simulation numérique par Large Eddy Simulation (LES) a été mise en oeuvre à l’aide du code CFD Fludiles. Deux modèles microphysiques ont été comparés, l’un considérant une activation progressive des particules, l’autre les supposant immédiatement aptes à condenser. Les simulations ont exploré le cas d’un jet turbulent isolé, en approche temporelle, puis l’interaction entre le jet et un vortex de sillage en régime temporel. Les paramètres de turbulence initiale et de densité de particules ont été variés afin de cerner leur influence sur le taux de saturation et la croissance des particules. Les résultats révèlent que le modèle à activation progressive est fortement sensible à l’amplitude de perturbation initiale, limitant l’activation des particules, tandis que le modèle direct atteint systématiquement des niveaux de saturation plus élevés. L’introduction du vortex de sillage homogénéise la croissance, réduisant l’impact de la compétition pour la vapeur d’eau et neutralisant les différences liées à la turbulence et à la densité. Cette étude met en lumière l’importance de la microphysique et du rôle structurant des tourbillons dans la modélisation des traînées de condensation.

Date	2 sept. 2025
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	François Garnier (Directeur(-trice))