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Pollution atrnospherique
air environnant
(p,T)
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parcelle d'air
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Figure 3.6 - La parcelle d'air vue comme Ie ballon d'une montgolfiere virtuelle.
• la parcelle d'air a sa propre temperature, differcntc de celIe de l'air environnant;
• les pressions de la parcelle d'air et de l'air environnant s'equilibrent a
l'interface.
Unc parcelle d'air peut donc etre vue comme Ie ballon d'une montgolfiere sans
enveloppe materielle (figure 3.6).
3.3.2.2 Effets de flottabilite
Considerons a present Ie deplaceniesii adiabatique vertical d 'une parcelle
d'air de volume unite. Soit (Tp, pp) et (T, p) l'etat thermodynamique de la
parcelle et de l'air, respectivement.
La parcelle subit une force de flottabilite, resultante de son poids et de la
poussec d'Archimedc. Ramcnec au volume, cette force est F == (p - pp)g OU 9
est dirige vers Ie haute L'acceleration volumique de la parcelle vcrifie ppii == F,
soit
(3.15)
en utilisant l'egalite des pressions a l'interface pT == ppTp. L'acceleration ii est
donc dirigee vers Ie haut si et seulement si T p > T. C'est Ie principe de la
montgolfiere : l'air chaud, plus leger, a tendance a s'elever.
Considerons a present un deplacement infinitesimal 6z a partir d'une position d'equilibre a l'altitude ZOo On suppose qu'a l'altitude initiale la parcelle
est « bien melangee » et que sa temperature est celIe de l'air : Tp(zo) == T(zo).
On va etudier si la force de flottabilite amplifie ou attenue Ie deplacement.
La parcelle d'air effectue par definition un deplacement adiabatique, donne
par un gradient de temperature (aT / aZ) ad' tandis que I'atmosphere est definie