Le cycle du carbone

01/02/2022 18:00

SPACESCHOOL : cycle de conférences en ligne sur la recherche et les métiers du spatial

19/01/2022 00:00

Les bases physiques des sciences du climat à travers différentes échelles temporelles et spatiales

18/01/2022 18:00

There is no such thing as natural disaster – Risques et sociétés à l’ère des changements environnementaux globaux

28/11/2023 11:00

Séminaire du département de Géosciences de l’ENS-PSL

Hydrogène : vraie ou fausse solution ?

24/11/2023 14:00

Nouvelle séance du séminaire « Changement Climatique : Sciences, Sociétés, Politique » co-organisé par le Centre Alexandre-Koyré (EHESS-CNRS) et l’ENS (CERES).

Portails de services climatiques : comment les améliorer pour faciliter leur utilisation par les acteurs de l'adaptation ?

24/11/2023 11:00

Webinaire TRACCS.

Développement d’un schéma en temps pour des simulations CFD**appliquées à l’aéraulique du bâtiment

24/11/2022 10:00

La caractérisation d’écoulements d’air intérieur est un enjeu d’importance dans un contexte social et réglementaire visant à optimiser la consommation énergétique et le confort thermique dans le bâtiment. Parallèlement, la qualité de l’air intérieur est responsable de milliers de décès dans le monde et suscite l’intérêt croissant de la communauté scientifique et des institutions ; la crise épidémique liée au virus SARS-COVID 19 souligne l’utilité des études en milieu confiné. Dans ce but, la simulation est un outil efficace pouvant reproduire de manière fiable l’écoulement considéré et de manière moins coûteuse comparée à l’expérimental. Cette thèse se focalise sur le développement d’un outil numérique pour les simulations aérauliques à l’échelle locale (computational fluid dynamics, CFD). Ce dernier a pour but d’être appliqué dans des études de milieux intérieurs allant du domaine résidentiel (aide à la maîtrise d’oeuvre, étude de la qualité d’air intérieur) à l’industriel et tertiaire (sûreté des centrales nucléaires, ventilation d’enceintes sportives).

Après avoir posé le contexte et les enjeux liés à l’aéraulique, l’identification des phénomènes physiques caractérisant les écoulements d’air intérieurs et le choix des équations à utiliser sont présentés. Ensuite, pour répondre aux enjeux de modélisation ciblés, un schéma volumes finis d’ordre 2 en temps pour les écoulements à densité variable est proposé, pour des solutions régulières et discontinues. Développé pour l’air sec tout d’abord, le schéma est implémenté dans le logiciel CFD sous licence libre code_saturne. Ce dernier rentre dans la famille des theta-schémas de type prédiction correction. Le second ordre en temps est atteint grâce à une localisation de variables décalées. De plus, l’énergie totale est conservée grâce à la résolution de l’équation de l’énergie interne complétée par un terme source dérivé de l’équation discrète de l’énergie cinétique. Enfin, la variation de pression est prise en compte en linéarisant l’équation d’état, ce qui conduit à la formulation d’une équation d’Helmholtz à résoudre pour la pression. Les termes liés à cette linéarisation sont implicités, menant à des calculs plus rapides tout en évitant toute contrainte sur le pas de temps liée aux ondes acoustiques. Après une analyse numérique menant à des nouvelles contraintes de stabilité, le schéma en temps est vérifié et validé à l’aide de cas allant de zéro à trois dimensions et du régime incompressible au compressible, représentatifs des enjeux de modélisation aérauliques. Des simulations d’écoulements turbulents (RANS, LES) sont également réalisées.

Le schéma est étendu à l’air humide avec changement de phase par des développements complémentaires. L’équilibre thermodynamique est considéré et la fraction massique d’eau totale, sous forme gazeuse et liquide, est transportée. Dans le but d’utiliser les équations choisies auparavant, le changement de phase est traité en utilisant la méthode de Newton à partir de l’énergie interne résolue. À nouveau, une analyse numérique et des vérifications sont réalisées. De nouvelles conditions CFL sont ainsi présentées.

Enfin, l’outil numérique est appliqué pour caractériser l’écoulement d’air intérieur au sein du Stade Pierre de Coubertin, dans le cadre des jeux olympiques 2024 de Paris. Le maillage numérique est créé à partir d’un nuage de points issu de mesures scanners 3D. Les premières simulations mènent à l’identification de zones d’intérêt dynamiques et thermiques et à l’élaboration d’un protocole expérimental pour une campagne de mesures. S’en suit une validation du schéma dans le but de reproduire l’évolution de la concentration de particules lors de la finale de la ligue de Handball française, lors de laquelle un pic de PM10 (fumigènes) a été mesuré.

Caractérisation de la banquise Arctique à partir d'observations micro-ondes multi-instruments et multi-fréquences

16/11/2022 14:30

La glace de mer joue un rôle majeur dans la circulation océanique et dans le système climatique et météorologique. Dans un contexte de réchauffement climatique, où l’étendue de la glace de mer arctique diminue régulièrement depuis 40 ans, le suivi et la surveillance de l’Arctique sont essentiels. Les instruments micro-ondes embarqués sur les satellites permettent d’étudier cette région de la Terre par tous les temps, indépendamment du cycle jour/nuit. Particulièrement adaptées à l’observation des régions polaires où la présence de nuages est importante et où la nuit polaire dure six mois, les observations par satellite micro-ondes sont la pierre angulaire des estimations des paramètres géophysiques de la glace de mer.
Néanmoins, la compréhension de la physique sous-jacente aux signatures micro-ondes observées est encore partielle. Cette thèse vise à améliorer notre compréhension des signaux micro-ondes de la glace de mer.

Impact of the spatial and temporal variability of the Mistral on dense water formation in the Mediterranean Sea

21/10/2022 14:00

Deep convection is the process where surface water is cooled to the point it becomes dense enough that it sinks to the seafloor. In the Gulf of Lion, the dense water it produces helps the general circulation of the Mediterranean Sea. In this region, the cooling is mainly caused by the Mistral winds and seasonal change of the atmosphere. This thesis explores the individual and relative cooling provided by these two sources, finding that both sources contribute to the cooling, with the seasonal change providing more than the Mistral. However, in the future neither are able to overcome the predicted changes to the gulf due to climate change, and deep convection is believed to stop altogether. Due to this, part of the thesis looks at methanol producing islands; devices that could help mitigate climate change and energy availability, especially in the Mediterranean.