Dynamique de la couche limite atmosphérique

Les chercheurs du CEREA étudient la dynamique de la couche limite atmosphérique au moyen de mesures météorologiques et de simulations numériques. L'instrumentation (lidars Doppler, sodars, stations météorologiques de surface, mats instrumentés, anémomètres ultrasoniques, radar UHF, capteurs de rayonnement) fournit des mesures fiables et précises des vents, de la température, du rayonnement solaire, de l'humidité relative et de la turbulence atmosphérique. Ces instruments sont installés en grande partie sur le campus de l'École Polytechnique à Palaiseau, dans le cadre du Site Instrumental de Recherche par Télédétection Atmosphérique (SIRTA) de l'Institut Pierre-Simon Laplace (IPSL).

Le module d'écoulements atmosphériques du solveur de mécanique des fluides (CFD) code_saturne, développé au CEREA, fournit une description réaliste de la dynamique de l’atmosphère et des transferts de chaleur pour des échelles spatiales allant de quelques centimètres (par exemple, gaz d'échappement de véhicules) à quelques kilomètres (quartier urbain ou site industriel). code_saturne dispose aussi de modèles et schémas numériques adaptés pour traiter les écoulements aérauliques internes et la dispersion qui en découle, via des approches eulériennes moyennées au sens de Reynolds, ou via des approches hybrides eulérienne/lagrangienne stochastique. Ce modèle est en partie validé avec des mesures obtenues au SIRTA. Des applications en cours incluent, par exemple, la dispersion des polluants en milieu bâti autour de sites industriels ou près d'un axe routier, l'estimation des champs de vents et de turbulence sur les sites éoliens et l'estimation du transfert de chaleur entre un ensemble de bâtiments et l'atmosphère, la dispersion de polluants dans un stade fermé.