Note sur la mesure de la vitesse du vent à l`aide d`anémomètre type

OF!,!CE DE LA
RECHERCi:~E
SCIENTIFIQUE
ET TECHNIQUE OUTRE-MER
-----~.----------~
CENTRE
DE
LaME
NOTE SUR LA HESURE DE LA VITESSE DU 'VENT
A L'AIDE D'ANEMOMETRE TYPE ~OBINSON (MODELE CERF)
~------.~----~oOo-_.---------~~
J,' COLOMBANI
.~.
y
désïgant le nombre d'unités compteur
·et
xIe nocbre de kilomètres parbourus· par le
v~nt.
Une unité· compteur correspond, q.ans le cas Ç!Gf3 an.émom·3tres d' ELECTRI CITE de FHAl-WE à 100 tours de moulinet.
Pour les anémomètres CERF, une unitë compteur correspond,
en principe, à 1,tour de moulinet.
",
,
B -
'
CO~frffiNTAIRES'
, 1°_ Les deux forElUles ci-dessus ,( 1 ) et' (2) sont des approxi:~ations
remplaçant une formule d'ajustement plus correcte:
1,17
,(Rapport EDF
2°":,, Les formules (1), (2) e't (3) ne sont v'alables que- pour une durée de 24 heures oU.voisine'de 24 heures.
3°- Pour une durée de quelques
~inuteG, o~peutappliquer les
for-'
mules'suivantes :'
n'
V
+ 0,4
5 mis
=51;'
mis
n notlbre de tours en t secondes
(4)
V ~
V
>
5
mis
V
= ~
t
mis
+
(5 )
1 ,5
(d'après Rapport EDF de Ml' LIOTTA)
4°_ Quelle précision' peut-on espére; en utilisant les formules
ci-dessus ?
.
a)- Formules (4) et (5) pour ia mesure de vitesses moyennes
quasi-instantanées.
.
A condition que la vitesse instàntanée ne descende pas
au':'dessaus de 0,4 mis. La vitesse moyenne obtenue constitue
, une a.3sez bonne approximation.
b)- Formules (1), (2) ct, (3) pour la mesure de la vitesse moyenne en 24 houres.
Si la vitesse instantanée du vent pendant 2~, heures ne
descend pas au-dessous' de 0,4 mis pour une période importante, leD· résultats obtenus constituent une· appro_:ximatio~1
utilisable, faute de mieux.
,
... / ...
3
Si par contre la vitesse du vent descend'au-dessous de
m/s, les 'félleurs obtenues peuvent devenir assez illusoires.
o ,~,
.;
."
.
0,4.1:1/S est la vites,,;e de dérnarrage du moulinet. Hais
l'inertie du moulinet est suffisa~ment gTan~e pour qu'il
continue à tourner si la vitesse Si abaisse momentanérJent
au~dessous de 0,4 rn/s. par con9équent, si la vitesse
instantanée Deut prendre des valeurs inférieures à 0,4 mis,
et cela pend~nt une dur8e non négligeable, on'ne sait plus
très bien ce qui est mosuré., Hous' verrons ci-dessous quelle "
peut être l'importance de l'erreur.
5°",: Vitesse r.lOyenne pour' des. périodes inférieures à 2 J+ heures •
(1) et (2) découlent approxim~ttive1ilent des formules (L~) .et (5),
= 86 400 s, on trouve en fait
En prenant t
y
= ?x
69,2
, 1
Y = 2, 5x '- 324
utiliser (4) et (5) pour calculer les ~ite3ses ~oyennes
pendant des p~riodes inférieures à 24 heures, mais cependant de
pl~siéur~ heures ? .
Peut~on'
A priori, cette opération peut paraître guère plus hasardeuse que
celle relative à uhe p6riode de 24 heures.
Faiso~s
les hypothèses suivantes :
On relève au bout d'un' certain temps t le nombre de tours qu'a
effectué le mDulinet. On appelera V'la vitesse œoyenne vraie du
vent dura~t cetiep6riode.
"
Supposons de plus,que durant cette période de durée t, la vitesse
du vent s'est maintcHme au-dessous de 0,4 m/s pendant un temps t2,
"\
l""
la vitesse moyenne durant cette période étant V2 incC?nnue mais '
'~oël1:l:p6!ièal<n à 0,4 m/s~, et que 'pendant t1= t - t2, la vitèsse,
.\ - _..~ '\ siest maintenue supérieure Et 0,4 mis, la mo;yenn0 en &tallt V1
m/s,
.
" " la vitesse Ylioyenne vraie sera:.
'
,
'<"'5
V'=.
V1t1 + V2t2
t1 + t2,'
On suppose de plus que le moulinet ne tourne pas si V,
Si l'on'utilise (4), on obtient ainsi
On suppose (4)'exacte si
V>
V1
= 5E1'
t1 +
< 0,4
0 ,4
0,4, m/s
,V' vitesse moyenne calculée par (4) = 5~ + 0,4
.. / ...
:.. ,"
~~
.,~
~:.
m/s"
4
Or n1
=n
puisque le moulinet ne tourne pas si
on
5t1
5n
V1 =
V
V
[
0,4 mis
+ 0,4
+ o,4t1 + V2t2
t
t2
n
(t1
= 5+ V2 t
t + 0,
=
'T
t1 = t
V
V~
-
t2
t2
5Î +b,4 - O,lrf
=
VI - V
(0,4
=
V2 <0,4
<:::.
t2
·h
t2
V2T
- °V2)g
°
t
j
t
On commet donc surt~ en l'estimant par V' une erreur par excès
égale à (0,4 - V2)1;
E
=
Malheureusement t2 n'est pas connu ni V2.
Il est certain que E est inférieur à 0,4, (E =0,4 correspondant à
V2 = 0 et t2 =t).
Pour des vitesses moyennes élevées, l'erreur relative est assez
faible, mais pour les faibles vitesses l'erreur n'est plus négligeable.
En fait, pour une durée de 24 heures, la période de calme V ~0,4 mis
dépasse vraisemblablement rarement 6 h.
t2
1
=
(0,1:"
t1 = 1t
E
~)
L'erreur devient au plus égale oàO,10 mis.
V2 n'est pas vraisemblablement nul constamment pendant 6 heur~s si
on prend V2 = 0,2 mis E = 0,05 mis, ce qui est négligeable par
rapport à la vitesse moyenne mesurée en 24 heures.
Pour des périodes plus courtes,il faut étudier chaque cas particul~er. Remarquons.seulement que dans,nos régions (TOGO) c'est
vraisemblablement la nuit que l'on risque les erreurs les plus
importantes, la vitesse
vent diminuant assez souvent sensiblement la nuit.
du
. . .. /0 ..
.
',
.
5
AUTRES SOURCES DVERREURS
On peut mentionner le changement de forrrmle si V;> 5m/s,
les erreurs du tarage obtenu en soufflerie, les erreurs dues aux'
approximations, les différences entre deux mouline:ts (fabrication
assez peu soignée) etc~ ••
En définitive, les erreurs sont nombreuses et la
moyenne obtenue constitue une évaluation assez gro~sière.
vitess~
.
6°_ Généralement pour les études dVévaporation,l'anémomètre est
placé à 1 m du sol à proximité du bac d'évaporation. La vitesse d~
vent à une côte supérieure est sensiblement plus forte. Il existe
. une formule parfois utilisée par les architectes
-
V
Vo
=
Vo)
1
5
V
(6)
si Ho
H
=1
= 10
si Ho
si H
=1
= 20
vitesse à la c6te H
Vo vitesse à la côte Ho
·V
va
= 1,6
V
= 1,8
Vo
En réalité, cette formule ne nous paraît guère valable
si près du sol. Entre 0 et 10 m, nous pouvons penser que la vitesse
varie beaucoup' p~_us rapidement.
v
1
n
avec n , 5
Vo
car la densité., 'des obstacles au vent si près du sol est normalemenl;
plus élevée quVau-dessus de 10 mètres. Ainsi ii ne faudra pas être
étonné de trouver à 1 mètre du sol les valeurs nettement plus faibles que celles signalées par les services météorologiques et géné~
ralement mesurées- à 10 m. de haut' ou même plus, ou sur des aérodromes,
présentant de grandes surfaces dégagées d'obstacles.
..
.
.