Mission nationale de sauvegarde du patrimoine scientifique et technique contemporain

Description

Le simulateur de tornade est une
installation qui sert à recréer, visualiser et étudier une tornade en
reproduisant un phénomène très similaire aux tourbillons de petit diamètre de
l’atmosphère. Il est composé d’une cuve cylindrique en acier inoxydable munie
d’une fenêtre pour visualiser le phénomène d’écoulement qui y est développé.
Les parois internes sont peintes en noir mat. Une ouverture au bas de la cuve
est fermée par un disque en plastique transparent pour éclairer le phénomène en
laissant passer des faisceaux lumineux produits par des
projecteurs disposés sous la cuve. Un tourniquet tripal à axe vertical est placé au sommet,
à l’intérieur de la cuve. Il s’agit de produire un courant d’air ascendant, au
sein d’une masse d’air en rotation lente, via la mise en route du tourniquet
qui assure une aspiration axiale et un renvoi d’air en rotation diffuse.
L’appel d’air dans la partie inférieure du courant ascendant provoque une
accélération de la vitesse de rotation. Le cylindre fait office de pare-vent
pour empêcher des courants d’air parasites de perturber le tourbillon. Des variations dans l’intensité du courant ascendant permettent de
reproduire les différents stades d’évolution des tornades : formation,
atténuation ou renforcement, dissipation. Un système de rugosité variable du
sol permet d’observer le rôle primordial joué par la couche de surface sur
l’ensemble de l’écoulement. Pour l’étude du phénomène, un tube de Pitot relié à
un manomètre à eau permet de mesurer le champ de pression et de calculer assez
correctement la vitesse tangentielle de l'air à l’aide de l'équation
cyclostrophique projetée sur le plan horizontal.

Utilisation

Ce simulateur de tornade a été utilisé dans
les années 1960 par Jean Dessens, physicien au centre de recherches
atmosphériques de Campistrous, afin d’améliorer la
connaissance physique des tornades dans le cadre de ses recherches sur les vortex. Le caractère sporadique du phénomène naturel
ainsi que sa violence (les vents atteignent trois cents kilomètres à l'heure au
sol dans les tornades de classe moyenne) empêchent de réaliser des séries de
mesures qu'exigerait un planning expérimental.