Vent


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Le vent est un mouvement de l'air dans l'atmosphère. Le mouvement signifie que l'air possède une énergie cinétique macroscopique (en plus de l'énergie thermique microscopique qui provient de l'air à une certaine température) qui peut être exploitée par une éolienne et transformée en électricité. Ce type d'énergie est souvent appelé « énergie éolienne », et le vent est donc considéré comme un flux d'énergie primaire. Ceci est souvent considéré comme une forme de convection naturelle.

En général, le mouvement dans le sens horizontal est beaucoup plus fort que celui dans le sens vertical.[1] Cependant, les composantes verticale et horizontale du vent ont un impact significatif sur la météo. L'air ascendant se refroidit et se condense pour former des nuages, et l'air descendant se réchauffe et dissipe la couverture nuageuse.[2] Le vent est généralement décrit en termes de vitesse et direction horizontales. La vitesse du vent peut être mesurée par un anémomètre et la direction du vent par une girouette.[1] La force de frottement et de l'effet de Coriolis influencent la direction et la vitesse du vent.[2]

Formation du vent

Le processus de formation du vent par le chauffage inégal de la surface terrestre.[3]

Le vent se forme en raison d'un réchauffement inégal de la surface terrestre.[2] Ces surfaces absorbent la chaleur à des taux différents; par exemple, le sable sur une plage peut être trop chaud pour y marcher tandis que l'herbe à proximité paraît fraîche. Comme ces surfaces absorbent la chaleur à des rythmes différents, l'air juste au-dessus de la surface se réchauffe et commence à monter. L'air chaud ascendant crée un changement de pression dans la région. [1] L'air se déplace naturellement des zones de haute pression vers celles de basse pression, ce qui provoque le mouvement horizontal de l'air.

La brise marine est un exemple pratique de ce phenomène. L'air au-dessus de la terre se réchauffe plus rapidement que l'air au-dessus de l'eau. Alors que l'air chaud au-dessus de la terre monte, l'air frais au-dessus de l'océan se précipite pour remplir l'espace. Le résultat est une brise marine fraîche.

Frottement

Le frottement est une force générée par la résistance entre deux surfaces. Le frottement agit dans le sens inverse du mouvement et ralentit le mouvement relatif. Cela signifie que le frottement peut forcer les objets à accélérer, mais les deux surfaces se déplacent moins l'une par rapport à l'autre. Par exemple, les freins d'une voiture utilisent le frottement pour arrêter le véhicule, ou le frottement permet aux pneus de faire les voitures avancer. Le même principe s'applique au vent: le vent est un mouvement des molécules d'air, et ces molécules sont soumises à la même force de frottement qui arrête les véhicules en mouvement.[2]

Les impacts du frottement sur le mouvement de l'air diminuent à mesure que l'altitude augmente, généralement à 1-2 km il n'y a aucun effet. Autour de la marque de 1 km, le frottement joue un rôle essentiel dans le mouvement du vent. Cette couche de 1 km est appelée la couche limite.[4] Le contact entre les surfaces lisses entraîne des forces de frottement plus faibles que celles entre des surfaces plus rugueuses. Près de la surface terrestre, il y a beaucoup de facteurs qui interfèrent avec le vent, le faisant ralentir et changer de direction. Ces facteurs comprennent les arbres, les montagnes, les immeubles et même les lacs. L'effet du frottement n'est important que près de la surface terresre. Plus on monte dans l'atmosphère, moins les effets du frottement sont évidents. Pour cette raison, la force de frottement est faible sur l'océan et élevée dans l'atmosphère. Les vitesses du vent sont généralement plus élevées dans ces zones en raison du manque de force de frottement. Le frottement ralentit le vent et change sa direction, ce qui entraîne un flux d'air chaotique qui s'appelle turbulence.[4]

Le frottement est également ce qui fait tourner les éoliennes. Le vent qui frappe la pale de l'éolienne fait qu'une partie de son élan est transférée à la pale, la faisant tourner.

Effet de Coriolis

Figure 2. L'effet de Coriolis sur Terre est plus perceptible vers l'équateur en raison de la vitesse de rotation plus élevée à cette latitude.[5]

L’effet de Coriolis est une déviation apparente de la trajectoire du vent due à la rotation de la Terre. Notez que l'effet de Coriolis n'est qu'une déviation apparente; la trajectoire du vent ne change pas. La déviation est vue sur Terre parce que les observateurs à la surface terrestre tournent avec la Terre et ne sont pas capables d'observer le vent depuis un point stationnaire.[6]

L'effet de Coriolis est une force importante à considérer pour les modèles météorologiques mondiaux. L'effet de Coriolis fait que le vent semble dévier vers la droite dans l'hémisphère nord et vers la gauche dans l'hémisphère sud. Sur de courtes distances, l'effet de Coriolis provoque une déviation trop petite pour être perceptible.[6]

En savoir plus

Références

  1. 1,0 1,1 et 1,2 M. Pidwirny. (2013, Nov. 4). “Forces Acting to Create Wind” in Fundamentals of Physical Geography, 2nd Ed. [Online]. Available: http://www.physicalgeography.net/fundamentals/7n.html
  2. 2,0 2,1 2,2 et 2,3 K.R. Roussy. (2013, Nov. 4) Wind Formation [Online]. Available: http://www.atmos.illinois.edu/earths_atmosphere/wind_formation.html
  3. Created internally by a member of the Energy Education team, adapted from: M. Pidwirny. (2013, Nov. 4). “Forces Acting to Create Wind” in Fundamentals of Physical Geography, 2nd Ed. [Online]. Available: http://www.physicalgeography.net/fundamentals/7n.html
  4. 4,0 et 4,1 M.E. Ritter. (2013, Nov. 4) The Physical Environment: An Introduction to Physical Geography [Online]. Available: http://www4.uwsp.edu/geo/faculty/ritter/geog101/textbook/circulation/coriolis_and%20friction.html
  5. Wikimedia Commons [Online], Available: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/69/Coriolis_effect14.png
  6. 6,0 et 6,1 D.V. Domelen. (2013, Nov. 4) The Coriolis Effect [Online]. Available: http://stratus.ssec.wisc.edu/courses/gg101/coriolis/coriolis.html

Auteurs et rédacteurs

Ethan Boechler, Allison Campbell, Jordan Hanania, Braden Heffernan, James Jenden, Anna Pletnyova, Luisa Vargas Suarez, Jason Donev
Dernière mise à jour : 28 septembre, 2021
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