L eau au voisinage du point de congélation

Au voisinage du point de congélation, la densité de l'eau augmente jusqu'à un maximum de température de 4°C. C'est grâce à cette particularité qu'une couche conductive stable est possible entre la glace d'un lac à 0°C et un fond dont la température a déjà atteint un niveau inférieure à 4°C. Aucun mouvement convectif n'étant déclenché, le transfert de chaleur est ainsi minimisé et une partie importante de l'eau demeure dans sa phase liquide, ce qui est primordial pour les écosystèmes. Lorsque la température du fond dépasse 4°C, la présence d'un maximum de densité entraîne des mouvements convectifs inhabituels. Ces mouvements qui précédent le gel ou accompagnent la fonte de la glace sont souvent déterminants dans la rapidité avec laquelle les phénomènes de changement de phase se produisent. Les situations pratiques impliquant l'eau au voisinage du point de congélation sont nombreuses. L'objectif est de mieux comprendre la physique de ces mouvements convectifs inhabituels mal définis. On a démontré que le fait d'agiter le fluide par convection entraîne une pénétration de la couche instable dans la couche stable et le mélange ainsi produit accroît l'épaisseur de la couche instable.

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né en 1969 en Algérie, il a obtenu son Ph.D en 2001 à l'École Polytechnique de Montréal en génie mécanique. Ces travaux de recherche portent généralement sur la modélisation des problèmes de la mécanique des fluides. Actuellement, il travaille, en qualité de spécialiste en sciences physiques au Centre Météorologique du Canada (Environnement Canada).

Klappentext

Au voisinage du point de congélation, la densité de l'eau augmente jusqu'à un maximum de température de 4°C. C'est grâce à cette particularité qu'une couche conductive stable est possible entre la glace d'un lac à 0°C et un fond dont la température a déjà atteint un niveau inférieure à 4°C. Aucun mouvement convectif n'étant déclenché, le transfert de chaleur est ainsi minimisé et une partie importante de l'eau demeure dans sa phase liquide, ce qui est primordial pour les écosystèmes. Lorsque la température du fond dépasse 4°C, la présence d'un maximum de densité entraîne des mouvements convectifs inhabituels. Ces mouvements qui précédent le gel ou accompagnent la fonte de la glace sont souvent déterminants dans la rapidité avec laquelle les phénomènes de changement de phase se produisent. Les situations pratiques impliquant l'eau au voisinage du point de congélation sont nombreuses. L'objectif est de mieux comprendre la physique de ces mouvements convectifs inhabituels mal définis. On a démontré que le fait d'agiter le fluide par convection entraîne une pénétration de la couche instable dans la couche stable et le mélange ainsi produit accroît l'épaisseur de la couche instable.