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Forum de parapente

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Auteur Fil de discussion: La puissance du vent  (Lu 2846 fois)
0 Membres et 1 Invité sur ce fil de discussion.
Christian-Luc
Invité
« le: 08 Janvier 2018 - 15:28:51 »

C'est une question que je me suis souvent posée, que je ne crois pas avoir vu traitée sur le forum:
l'énergie transportée par le vent.

Quiconque a déjà fait du gonflage dans du vent fort s'est déjà bien rendu compte des claques qu'on pouvait se prendre, et que plus le vent forcit, plus la maitrise de la bête devient difficile, notamment dans le cas des rafales. Et que des rafales dans du vent "faible" sont plus facile à gérer que des rafales dans du vent "fort".
Mais pourquoi donc ?
Une partie de la réponse est ici:
La puissance du vent contenue dans un cylindre de section S est :



cf. ici https://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89olienne

avec :

(rho): masse volumique de l'air (air atmosphérique sec, environ : 1,23 kg/m3 à 15 °C et à pression atmosphérique 1,0132 bar)
(V): vitesse du vent en m/s

On parle souvent des forces aérodynamiques comme étant fonction du carré de la vitesse de l'aéronef, que l'on calcule toujours dans un référentiel de masse d'air
(la masse d'air bouge, et nous on bouge dedans).
Par contre au sol (et je dirai dans le cas aussi des états transitoires - quand on se prend de bonnes bouffes) on doit dissiper cette énergie reçue (soit par le déplacement .e.g. quand on court vers la voile, ou en variant la position des freins, pour rester telle une mouette sur son rocher) et je ne me souviens pas avoir déjà vu sur ce forum une référence à la force du vent et au cube de sa vitesse.

c'est ainsi qu'un gonflage dans des rafales de 15 à 20 km/h sera bien différent du gonflage de 20 à 25 km/h
les cubes de 5.5 m/s et 6.9 m/s étant respectivement 166 et 328 

On peut comprendre aussi qu'on puisse être bien tranquille dans du vent très laminaire même "fort" (tant qu'on peut avancer) et à la rue dès qu'il y a des rafales avec grande amplitude de vitesse.

Et vous, z'en dites quoi ?
 


 
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ottaflodna
Invité
« Répondre #1 le: 08 Janvier 2018 - 17:03:08 »

Bonjour,

La force (en Newton) exercé par l'air sur le profil varie (grosso modo) avec le carré de la vitesse, cf: https://fr.wikipedia.org/wiki/A%C3%A9rodynamique#Forces

Lorsqu'on multiplie une force par un déplacement (en mètres), c'est un travail (et c'est sacré, n'y touchons pas), c'est à dire une quantité d'énergie en Joule.
Et si on on multiplie une force par une vitesse (en mètres par seconde), on obtient une puissance, en Watt.

Comme il est indiqué dans la suite de l'article Wikipédia que tu cites, cette puissance cinétique correspond à la puissance maximum théorique que l'on peut tirer d'une éolienne de section S. Mais c'est parfaitement théorique, car cela correspond à toute l'énergie cinétique de l'air qui traverse la section S pendant une unité de temps (une seconde si tu as l'énergie en Joule et la puissance en Watt). Mais on "n'arrête" pas le vent, les volumes d'air qui traversent ont toujours de la vitesse à la sortie, donc une éolienne ne récupère jamais toute cette puissance.

La force exercée par le vent sur les pales de l’éolienne (ou sur ton aile quand tu fais du gonflage) elle reste grosso modo proportionnelle au carré de la vitesse du vent relatif (ben oui parce qu'elle bouge cette pale).
Si tu veux en faire une puissance transmise par le vent à la pale, il faut encore multiplier cette force par la vitesse à laquelle "son point d'application" se déplace.

Donc si tu restes parfaitement immobile avec l'aile sur la tête dans du vent, même en cas de rafale (tu es dans ce cas ultra balèze en gonflage), la puissance qui t'es transmise par le vent est nulle (puisque la quantité d'énergie en ta possession ne change pas). Mais la force exercée par l'air sur ta voile reste proportionnelle au carré de la vitesse du vent relatif.

 parapente

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« Répondre #2 le: 23 Janvier 2018 - 16:30:35 »

Dans le même ordre idée , je serai curieux de savoir s'il y a une formule ou des abaques qui permettrait de comparer la resistance de l'air en fonction de sa masse volumique qui elle même va varier selon la pression atmospherique et de la température... dans le but de pouvoir comparer les vitesses mesurées par les constructeurs et les mags en montagne avec ce que l'on constate en bord de mer.

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« Répondre #3 le: 23 Janvier 2018 - 16:41:20 »

En première approximation, supposer que la masse volumique de l'air diminue de moitié tous les 5000m fonctionne assez bien.

J'ai trouvé ça sur le net : http://fly-different.fr/WordPress3/?wpfb_dl=17650
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« Répondre #4 le: 23 Janvier 2018 - 16:46:02 »

dans le but de pouvoir comparer les vitesses mesurées par les constructeurs et les mags en montagne avec ce que l'on constate en bord de mer.
Peut-être que ceci pourra t'être utile ?
http://www.expandingknowledge.com/Jerome/PG/Aerodynamics/Air/Speed/Converter/Main.htm
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« Répondre #5 le: 23 Janvier 2018 - 17:15:34 »

Faudrait déjà faire la différence entre les performances annoncées et les performances réelles, toutes choses égales par ailleurs...
AMHA, c'est plus important que la différence de performance entre "altitude montagne" et "bord de mer".
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Il faut être fou pour sauter d'une montagne en parfait état de marche.
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« Répondre #6 le: 23 Janvier 2018 - 19:23:04 »

Jlg , Alpyr  +1 au karma  sympa vos liens : on voit que déjà en théorie la différence n'est pas négligeable...
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« Répondre #7 le: 24 Janvier 2018 - 15:22:31 »

Jlg , Alpyr  +1 au karma  sympa vos liens : on voit que déjà en théorie la différence n'est pas négligeable...

Et en pratique on le ressent bien, à 1000m à StHil en test de matos bivouac ou à 5000m au fin fond de l'himalaya avec le même matos c'est clairement plus rapide en altitude Sourire
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