L'Atmosphère - FUNisaesupaero+25001... · – 21 % dioxygène O2 ... Mesure la densité des...

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L'Atmosphère Physique de l'atmosphère L'atmosphère standard L'atmosphère réelle

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L'Atmosphère

● Physique de l'atmosphère

● L'atmosphère standard

● L'atmosphère réelle

Physique de l'atmosphère

● L'air sec est un mélange de gaz

– 78 % azote N2

– 21 % dioxygène O2

– 1 % d'autres gaz

● Vapeur d'eau en quantité très variable

– Entre 0 et 7 %

● L'air est lourd

– 1,225 kg/m3 (1013 hPa, 15°C)

Physique de l'atmosphère

● L'air se comporte comme un gaz parfait

Physique de l'atmosphère

● L'air se comporte comme un gaz parfait

Densité de molécules30.1018 molécules/cm3

Pas d'interactionSauf choc

Distance entre 2 chocs68 nm

● L'air se comporte comme un gaz parfait

TempératureMesure la vitesse d'agitation

P augmente quand

T augmente

Physique de l'atmosphère

● L'air se comporte comme un gaz parfait

Masse volumique ρ Mesure la densité des molécules et leur poids

P augmente quand

ρ augmente

Physique de l'atmosphère

Physique de l'atmosphère

● L'air se comporte comme un gaz parfait diatomique

● L'équilibre statistique de toute les molécules se traduit par :

P pression en

T température absolue en (0°C = 273,15 K)

● Toujours vérifié

– À l'échelle de quelques libres parcours moyens

Physique de l'atmosphère

● L'équilibre hydrostatique de l'atmosphère

– Traduit l'équilibre vertical de l'atmosphère

– Bien vérifié dans l'air au repos

Physique de l'atmosphère

● L'équilibre hydrostatique de l'atmosphère

– Traduit l'équilibre vertical de l'atmosphère

mP, z

P+dp, z+dz

s

Physique de l'atmosphère● Un point de l'atmosphère situé à l'altitude est défini par :

– Sa température

– Sa pression

– Sa masse volumique

● Ces trois paramètres sont reliés à par

– Une équation d'état

– Une équation différentielle

● Il nous faut donc pour que l'atmosphère soit entièrement définie

– Des conditions initiales

– Une équation supplémentaire

L'Atmosphère

● Physique de l'atmosphère

● L'atmosphère standard

● L'atmosphère réelle

Atmosphère standard

● Définie par l'OACI puis ISO dans les années 70

● Fondée sur :

– Conditions initiales au niveau de la mer

– Loi d'évolution de la température● Décroissance jusqu' à

● T constante jusqu' à

Température

0

5 000

10 000

15 000

20 000

25 000

30 000

35 000

40 000

45 000

50 000

- 7 0 - 6 0 - 5 0 - 4 0 - 3 0 - 2 0 - 1 0 0 1 0 2 0

Z (ft)

θ (°c)

atmosphère standard

Atmosphère standard● On peut calculer la pression à chaque altitude

● Ce qui s'intègre du sol à l'altitude z :

Atmosphère standard● On peut calculer la pression à chaque altitude

● Ce qui s'intègre du sol à l'altitude z :

0 200 400 600 800 1000 12000

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

50000

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

11000

12000

13000

14000

15000

Pression

Pression (hPa)

Z (m)

Z (ft) Atmosphère standard

18 000

500

0 200 400 600 800 1000 12000

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

50000

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

11000

12000

13000

14000

15000

Pression

Pression (hPa)

Z (m)

Z (ft) Atmosphère standard

12 500

630

Atmosphère standard

-70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 200

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

50000Température

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,10

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

50000

Densité

0 200 400 600 800 1000 12000

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

50000

0,0

1000,0

2000,0

3000,0

4000,0

5000,0

6000,0

7000,0

8000,0

9000,0

10000,0

11000,0

12000,0

13000,0

14000,0

15000,0

Pression

290 300 310 320 330 340 3500

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

50000

Vitesse du son

Atmosphère standard

-70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 200

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

50000Température

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,10

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

50000

Densité

0 200 400 600 800 1000 12000

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

50000

0,0

1000,0

2000,0

3000,0

4000,0

5000,0

6000,0

7000,0

8000,0

9000,0

10000,0

11000,0

12000,0

13000,0

14000,0

15000,0

Pression

290 300 310 320 330 340 3500

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

50000

Vitesse du son

Atmosphère réelle

● Pression au sol ≠ 1013 hPa

● Température très variable– Voir radiosondage METEOFRANCE:

● Bordeaux-Mérignac● Le 26/06/2012 13h00 TU

● Lois p(z), ρ(z) différentes

Atmosphère standard = Référence