Séminaire

L'intérêt de pouvoir calculer en tout point de l'atmosphère l'enthalpie et l'entropie repose sur les deux premiers principes
de la thermodynamique.

L'enthalpie est synonyme de l'énergie interne et est donc associée au premier principe, qui explique que l'évolution de l'énergie est pilotée par la somme du travail des forces de pression d'une part, plus les termes de chauffages diabatiques d'autre part (principalement le rayonnement).

L'entropie est associée au deuxième principe. C'est un paramètre qui est conservé si les processus sont adiabatiques et si l'évolution des propriétés des particules fluides sont lentes. En ce sens,  l'entropie est un des paramètres clef pour décrire la turbulence atmosphérique.

Il est aisé de définir l'énergie interne, l'enthalpie et l'entropie d'un gaz donné, à chaque fois à une constante
arbitraire près qui correspond à des valeurs de référence pour la température et la pression. C'est en particulier
le cas pour l'air sec, qui est considéré comme un mélange de gaz parfaits, avec une composition invariable d'Azote,
d'Oxygène et d'Argon.

Le problème de la définition de l'énergie interne, l'enthalpie et l'entropie est plus complexe quand il s'agit de prendre en compte les différentes phases vapeur, liquide ou solide de l'eau. Dans ce cas, les constantes qui dépendent des valeurs de référence et qui pouvaient être écartées dans le cas d'un mélange invariable de gaz parfaits (comme l'air sec) doivent être prises en compte, car elles peuvent acquérir un sens physique pour le cas réaliste de l'air humide.

On montrera dans l'exposé comment il est possible de définir proprement les fonctions enthalpie et entropie pour l'air humide, ceci à partir du  troisième principe qui postule que les valeurs de référence de ces fonctions thermodynamiques sont nulles pour l'état cristallin le plus stable à zéro degré Kelvin.

Cette nouvelle façon de calculer l'enthalpie et l'entropie pour l'air humide conduit à des résultats qui sont proches de ceux obtenus jusqu'à présent et qui sont disponibles dans les livres et cours de météorologie, mais des termes nouveaux apparaissent. On montrera dans l'exposé quelques implications de ces nouveaux termes.

MP Lefebvre (0144272799)