Modélisation d'un cyclone (expérience)

 

 

 

Dans l'objectif de faire une observation et une interprétation  matérielle et non théorique de notre problématique,  nous avons donc, pour notre expérience cherché à remodeler de façon continue et à échelle réduite le tourbillon de masse d'air et de nuages, caractéristique d'une structure cyclonique. Cette partie avait donc pour but de mettre en évidence le regroupement des différents facteurs nécessaires à la naissance et au développement d'une dépression cyclonique. 

 

 

 

1 - Expérience détaillée

 

 

 

 

Quel matériel pour cette expérience ?

 

Pour cette expérience, nous avons besoin :

 

-D'une boîte (1m de hauteur et 25cm de largeur). Afin d'apercevoir le cyclone, on utilise du plexiglas comme fenêtre. Il y a donc 3 vitres de plexiglas et et au fond, la paroi est peinte en noire afin de mieux apercevoir le phénomène. Les fentes situées de chaque côté de cette boîte permettent l'entrée d''air nécessaire en bandes spiralées et enclenchent le mouvement de rotation des masses d'air pour la formation du vortex.  Les vents ascendants, situés en haute altitude sont produits ici par un ventilateur d'ordinateur (placé au dessus de la boîte), qui enclenche le mouvement cyclonique.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- L'air chaud et humide des eaux tropicales a été fourni par un réchaud électrique d'eau bouillante qui dégage donc de la vapeur.

- L'air froid et sec d'altitude circule par le biais de l'ouverture située au sommet du simulateur, il rencontre l'air chaud en descendant.

-D'un thermomètre pour mesurer la température de l'eau.

-D'un bol (on utilise ici une gamelle) avec de l'eau.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Le protocole expérimental

 

 

- Ajouter de l'eau dans une gamelle

- Mettre le réchaud à l'intérieur de la boîte et y placer la gamelle d'eau au dessus

- Mettre la température maximale et fermer la vitre avant de la boîte

- Prendre un thermomètre et placer l'embout dans l'eau, afin de prendre la température de l'eau

- Attendre jusqu'à apercevoir de la vapeur d'eau s'échapper et allumer le ventilateur pour aspirer cette vapeur d'eau

- Observer le phénomène cyclonique

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Comme on peut le voir sur la vidéo, on observe un phénomène cyclonique à échelle réduite. On observe un mouvement non continu, le cyclone ne tient que quelques secondes. Nous nous sommes demandés comment pouvait-on faire pour que ce phénomène cyclonique dure plus lomgtemps.

 

Nous avons essayer de rajouter des galçons, afin d'augmenter la vapeur d'eau et d'observer un phénomène cylonique de plusieurs secondes. Mais les galçons n'ont aucun effet, au contraire ils refroidissent l'eau.

 

Après plusieurs recherches, nous avons vu que du dioxyde de carbone sous sa forme solide et visible, appelée alors glace carbonique, a pour effet de créer une forte fumée au contact de l'eau. En effet, la glace carbonique réchauffée par l'eau se transforme en gaz froid autour duquel l'humidité atmosphérique se condense en micro gouttes donnant ainsi un effet de brouillard. Alors nous avons décidé d'en rajouter pendant l'expérience.

 

Voici le résultat :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Grâce à la glace carbonique, on observe un mouvement cyclonique continu avec une vapeur d'eau beaucoup plus importante.

 

 

Sans glace carbonique                                          Avec glace carbonique

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 - Conclusion de l'expérience

 

 

Ainsi la mise en place de cette expérience nous a permis de mettre en évidence les facteurs nécessaires à la naissance d'un système cyclonique.

 

         Les vortex que nous avons pu observer devraient théoriquement, a l'échelle de notre simulateur, avoir des temps de formation, de vie et de mort proportionnels à leur taille réduite. Néanmoins, les sources d'énergies du cyclone étant mobilisables de manière continue, le phénomène se produit sans interruption.

 

         Cette expérience montre à quel point les cyclones sont des phénomènes météorologiques méticuleux. Les conditions nécessaires à la formation d'un cyclone sont nombreuses,précises et doivent interagir entre elles de façon coordonnée. Malgré tout, les cyclones sont des phénomènes  aléatoires.