Applications du concept d'exergie à l'énergétique de l'atmosphère. Les notions d'enthalpies utilisables sèche et humide

Exergy in meteorology: definitions ans properties of dry and moist available enthalpies

• Auteur / Autrice : Pascal Marquet
• Direction : D. CADET
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Météorologie
• Date : Soutenance en 1994
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Résumé

L'energie utilisable est la partie de l'energie d'un systeme qui est virtuellement convertible afin de creer un travail. Elle est aussi connue sous le nom d'exergie (litteralement travail extractible) en thermodynamique. Une notion d'energie utilisable a ete developpee independamment dans le domaine de la meteorologie, tout d'abord par margules (1903) et lorenz (1955), puis par dutton (1973) et pearce (1978). Le but de cette these est l'etude des proprietes locales de la fonction enthalpie utilisable specifique qui est une forme particuliere de l'exergie. Il apparait que l'enthalpie utilisable synthetise et precise les travaux de dutton et de pearce pour le cas d'une atmosphere en equilibre hydrostatique, c'est aussi un cas particulier de la pseudo-energie introduite par shepherd (1993), un autre cas particulier etant l'approche de lorenz. Un cycle energetique analogue a ceux de lorenz et de pearce est defini pour l'etude d'une couche isobare d'un domaine limite. Une application numerique au cas d'une onde barocline d'echelle sous-synoptique est ensuite presentee, elle demontre l'importance des termes dus aux flux aux frontieres du domaine, alors que dans le meme temps les chemins barocline et barotrope des conversions d'energie restent analogues a ceux classiquement envisages en meteorologie. Enfin, on decrit une generalisation au cas d'une atmosphere humide ou l'influence energetique des differentes phases de l'eau est explicitement prise en compte