La dérive des bulles

#21

Le débat est très intéressant et part sur des bases théoriques qui méritent d’être explorées.

J’avais en stock une trace de thermique très penché et j’en ai tiré ces quelques données :

  • Montée de 300 mètres en quasi 5 minutes (ça tombe bien ça fait 300 secondes !), donc une moyenne de 1 mètre par seconde.

  • Le vent devait être entre 25 et 30 klm/h au vu de la différence de vitesse vent de face et vent de dos.

  • Dérive de 2240 mètres pour 300 mètres de gain soit une pente inférieure à 8° (à confirmer, mes leçons de trigo sont lointaines :wink: )

On tombe dans les valeurs extrêmes du tableau de suspente, mais on reste dans les valeurs annoncées.

Illustration vu de dessus, je prend le thermique à droite de l’image (sous le vent du site d’Agy) et le dérive en revenant vers Samoens à gauche de l’image. On voit bien la dérive due au vent.


http://nsa28.casimages.com/img/2011/11/16/111116100810136200.jpg


http://nsa28.casimages.com/img/2011/11/16/11111610092494433.jpg


http://nsa27.casimages.com/img/2011/11/16/111116101027137988.jpg

Une fois ce texte fini, je m’aperçois que j’ai un soucis de référentiel. Dans le tableau, on parle de la vitesse verticale de la masse d’air ascendante et non du taux de montée de l’aile.

Mes données sont donc largement faussées puisque c’est la vitesse verticale de l’aile qui descend en virage (même si c’était une excellente oméga 8 que j’essayais :wink: ). Pour avoir la vitesse verticale de la masse d’air il faudrait donc ajouter le taux de chute. Dans ce cas, mon thermique à environ 2,5 m/s est trop incliné par rapport au tableau. :grat:

#22

Intéressant ton graphique Patrick.
En moyennant les extrêmes vent arrière/vent de face à l’enroulage on a: (55+15)/2:=35 Tu enroules en gros à une vitesse de 35 km/h.
55-35 ou 35-15 = 20. On peut donc dire que le vent moyen sur ton thermique était de 20 km/h.

Je trouve aussi un angle de 8° également.

En considérant le taux de chute de ton excellente Oméga à 1m/s (ça m’arrange pour le calcul), on peut dire que tu as perdu 300m dans la bulle en 5 mn.
Pour le calcul de la pente de la bulle on a alors: atan(600/2240)=15°
Soit une inclinaison de 15° pour la bulle thermique de vitesse 2m/s: regarde ça colle avec le tableau à quelques degrés près et en ayant des approximations taillées à la hâche :bravo:

#23

Tu es très optimiste sur le taux de chute en virage ! :lol:

Je tablerai de manière plus réaliste avec un bon 2 m/s en moyenne, ce qui nous donne un thermique à + 3 avec 20 km/h. La pente théorique donnée par le graphique est de 28° on est loin des 8° suivi par ce thermique.

A mon avis, il faut de l’air libre pour que la théorie puisse s’appliquer. En montagne de nombreux facteurs influent sur l’inclinaison et la trajectoire des bulles. D’ailleurs, j’ai choisi ce thermique pour son coté atypique, le même jour, j’ai enroulé d’autres bulles largement moins dérivées.

#24

Non, non, non. Patrick: la pente suivie est celle de l’aéronef, pas de la bulle. N’oublie pas que tu tombes dans la bulle, et c’est bien pour ça qu’on finit des fois par sortir en-dessous.
La pente de la bulle est différente de la pente suivie par l’aéronef.

Je reprends: ta pente de vol: 8°, OK.
La pente de la bulle que j’avais recalculée. Avec un taux de chute de voile de 1m/s et un taux de montée de 1m/s, pendant que tu montes de 300m, la bulle, elle monte de 600m. Donc ta pente à toi est bien de 8° mais celle de la bulle est de 15°.

En refaisant le calcul avec un taux de chute de 2m/s et un taux de montée de 1m/s, on a: 3*300=900m (gain de la bulle)
La pente est donc: atan(900/2240)=22°

22° à comparer à 28° théorique: pas si éloigné je trouve surtout que le taux de chute de la voile est “estimé”.
Donc, en partant du postulat que mon tableau est correct, on peut dire que ton taux de chute était supérieur à 2m/s dans cette masse d’air.

#25

Je ne suis pas du tout le même raisonnement.

A mon avis, la pente du thermique est bien de 8°, cela indépendamment de la vitesse d’ascendance. La bulle monte plus vite que la voile, mais la voile suit la même trajectoire sinon elle sort du thermique.

Dans mon exemple, après 5 minutes la bulle serait bien montée de 900 mètres et aurait dérivée sur la même pente, elle est donc à 6750 mètres (à condition de vent constant).

#26

Je ne suis absolument pas d’accord avec toi, pour moi, la pente de la bulle et la pente de la voile ne peuvent pas être la même.

  1. Dans une masse d’air immobile, la voile a bien une pente descendante, quoi qu’il arrive.
  2. Imagine maintenant une masse d’air ascendante sans vent au même taux de chute que ta voile. Par rapport au référentiel “masse d’air” la voile aura toujours une pente descendante en revanche la masse d’air aura une pente de 90° par rapport au sol. L’addition de ces deux mouvements, descente de la voile + ascension de la masse d’air va avoir pour conséquence une descente nulle par rapport au référentiel “sol”.
  3. Cas de la bulle qui monte plus vite que la voile ne descend en ne considérant que les mouvements verticaux. Pente de la voile: 90°, vitesse 2m/s vers le bas. Pente de la bulle: 90°, 3m/s vers le haut.
  4. Le tout avec du vent. On va considérer que la bulle a la même vitesse sol que le vent et que la voile a une vitesse air = 0 (bah c’est bien le but de faire des cercles non ? Rester dans la même masse d’air).

Je tente le schéma en considérant pour les 4 cas que la vitesse air de la voile est nulle puisqu’on enroule:

http://www.parapente.alpes74.org/lcdv/inclinaison_bulle.png

Ou en mots:
soit un vent de 1m/s vers la gauche, une bulle qui monte à 3m/s et une voile qui chute à 2m/s.
On considère que la voile et la bulle sont ponctuels et partent d’un même point. Au bout d’une seconde, la bulle et la voile se seront déplacé d’1m vers la gauche mais dans ce même temps, la bulle aura monté de 3m alors que la voile aura monté de 1m. Par rapport au point de départ, on voit bien que le point “voile” et le point “bulle” ne dessinent pas la même pente.

Je suis clair :grat:

#27

Ce qui est sûr c est que tu enrôlés la colonne. Trace et thermique ont la même inclinaison . La voile monte moins vite que la particule d air mais dérive aussi moins vite du fait du temps passé dans les branches face au vent .

#28

Colonne = cas différent auquel je n’ose m’attaquer :roll:
Ça viendra peut être.
La trace a la même inclinaison, OK.
Bah pour la dérive dans la colonne, là on s’arrange justement pour ajuster le mouvement de la voile à la dérive de la colonne en allongeant d’un côté et raccourcissant de l’autre.

Les colonnes me paraissent être d’une complexité bien plus importante au niveau théorique que les bulles.

#29

Bulle ou colonne ascendante ont des comportements équivalents, la cohésion de l’air est trop faible pour créer un phénomène “d’ancrage” au sol.

A mon avis le comportement de la voile dans la bulle n’a rien a voir dans le phénomène qui nous intéresse au départ (la dérive des bulles). Dans mon exemple, on se fiche du comportement de l"aile, je pilote pour suivre la dérive de l’ascendance. La masse d’air monte plus vite autour de moi (il faut en tenir compte pour remplir les données du tableau) mais l’inclinaison reste la même que la trace comme le dit Guillaume.

Oublions donc l’aile qui parasite nos réflexions et concentrons nous juste sur le comportement de la bulle thermique.

#30

Tu vas dire que je suis obstiné, mais ce n’est absolument pas possible que la bulle et la voile aient la même pente. De part leurs taux de montée différents c’est impossible. En simplifiant, graphiquement on aurait une fonction f=ax + b, où a serait le taux de montée (considéré comme constant). Ce facteur “a” en maths s’appelle d’ailleurs “la pente”, tiens, tiens :grat: . Comme le taux de montée de la bulle et celui de la voile sont différents par rapport au sol on peut dire que leur pente est différente.

:prof: En chiffres: Une bulle qui monte à 3m/s et une voile qui monte à 1m/s (soit un taux de chute à l’enroulage de 2m/s) et un vent de 1m/s.
On a alors:
Pour la bulle: F1=3x + b
Pour la voile: F2=1x + b

Comme on va considérer que la voile et la bulle partent de la même altitude (celle où la voile rentre dans la bulle) on peut même simplifier en éliminant le facteur b.
Il nous reste: F1=3x et F2=x

Dans ce cas, la pente de la bulle est 3 fois plus importante que celle de la voile.

:prof: J’essaie une autre tentative avec une image différente:

Tu prends deux randonneurs à pieds. Ils parcourent dans un même temps la même distance horizontale. Mais le marcheur n°1 dit à l’autre “J’ai fait deux fois plus de dénivelé que toi”
Conclusion: le marcheur n°1 est monté plus vite que le n°2 et pour y parvenir il a forcément eu une pente d’ascension plus importante que celle du n°2.
Dans ce cas le N°1 est la bulle qui monte plus vite que le n°2 “la voile”

[quote]La masse d’air monte plus vite autour de moi (il faut en tenir compte pour remplir les données du tableau) mais l’inclinaison reste la même que la trace comme le dit Guillaume.
[/quote]
Impossible !
Bien sûr que ce serait tentant, mais cela implique trop de paramètres et qui ne sont en plus pas reproductibles: taux de chute de la voile dans l’ascendance (ce qui implique la performance du matériel mais aussi celle du pilote.
De toute façon comme il y a une différence de taux de montée, il y a une différence de pente. Donc non l’inclinaison de la trace n’est pas la même que celle de l’ascendance.

Help, il n’y a pas un expert en cinématique qui pourrait expliquer ça mieux que moi ? :sos:

[quote]Oublions donc l’aile qui parasite nos réflexions et concentrons nous juste sur le comportement de la bulle thermique.
[/quote]
Ça je ne l’avais pas encore écrit mais ça m’amenait à une autre question: les colonnes existent-elles vraiment ?
Ça facilite la représentation mentale mais j’ai un doute sur la réalité.

#31

:grat: faire un schéma avec un thermique bleu ROTFL je le vois mieux :sors:

#32

Merci beaucoup pour ton aide précieuse Eric 74 ROTFL

#33

1/ tu as tout à fait raison … quand on entgre au sommet d’une bulle, on en sort par le bas donc de façon complètement intrinsèque, les deux (bulle et aile) ont (auraient) des pentes différentes. idem pour une colonne où on entre par le sommet d’un tronçon pour sortir par le bas de ce tronçon (si on ne perds pas le thermique entre temps)

2/ puisque tu es matheux … tu prends ta droite y = ax+b … tu trace un trait épais (mettons rouge clair) qui fait la trajectoire du thermique …
le parapente, dans le thermique … tu lui fait un trait fin bleu foncé … et forcément si le parapente ne quitte pas le thermique, ben les deux droites doivent être superposées.

la différence entre 1/ et 2/ ? ben le pilote qui fait en sorte de ne pas perdre le thermique :wink:

#34

Si le randonneur n°2 décide de suivre exactement le même chemin que le n°1. Au bout d’un temps donné, le premier est plus haut, plus loin et pourtant le n°2 a bien la même trajectoire ! :mrgreen:

On se fiche de la trajectoire de la voile dans la problématique de départ. De toute façon la trajectoire du parapente pour suivre la bulle est imposée par la bulle que le pilote essaye de suivre. Dans mon thermique d’exemple, j’ai piloté (beaucoup ! :wink: ) pour rester dans l’ascendance, la trajectoire de montée est donc bien celle du thermique.

Tu t’embrouilles voulant tenir compte du parapente qui n’a rien à voir avec la dérive des bulles.

Il est sur que les colonnes thermiques existent. On trouve suffisamment d’exemple d’ascendances régulières et localisées pour le démontrer. Ce ne sont surement pas des beaux tuyaux réguliers comme sur les schémas mais

#35

Toujours pas d’accord. La bulle a une épaisseur et la voile est considérée comme ponctuelle.
Essaie d’imaginer une bulle ponctuelle aussi: Tu la prends et tu la quittes tout de suite.
Ce qui fait qu’on peut monter c’est l’épaisseur de la bulle. Tant que tu es dans cette épaisseur, tu montes. Quand tu sors par dessous, tu n’es plus dans l’épaisseur de la bulle… mais elle continue bien de monter.
Si la pente était la même pour les deux, tu rentres à la moitié de l’épaisseur de la bulle et tu peux sans risque atteindre le plafond.
Comme la vitesse de montée (donc la pente) est différente, tu finis tôt ou tard par sortir par en-dessous (imagine ça avec un ciel sans plafond bien sûr !)

Pour la représentation graphique que tu me suggères, là il faut faire intervenir b. Même b1 et b2 où b1 sera le sommet de la bulle à un instant t et B2 la base de la bulle à un instant t. Si on arrive à connaître b1, b2 “a” pour la bulle et “a” pour la voile (si le pilote est un tant soit peut régulier), il n’y a aucun problème pour prédire quand il sortira de la bulle par le bas. Je tente la représentation graphique ce week-end.

Pas du tout Patrick: cela signifierait que la bulle et la voile ne subisse pas le même vent à la même altitude puisqu’ils n’ont pas parcouru la même longueur horizontalement !

Oui, mais non. En fait, par ton pilotage tu restes dans la bulle qui monte plus vite que toi. Les deux n’ont pas la même vitesse d’ascension donc forcément elles n’ont pas la même pente de montée par rapport au temps !!! Et c’est là où se situe le problème, c’est que tout se joue par rapport au temps !

Euh, au départ, je ne m’occupais que des bulles je te signale, qui est-ce qui est venu rajouter une voile là-dedans ? :mrgreen:
Sur ce coup-là ce n’est pas la dérive de la bulle qui faut prendre en compte, mais la dérive du post en degrés :bu: ROTFL

Mais ceci dit, tout cela est bien intéressant.

Pour les colonnes, j’assimilerais plutôt ça à des bulles de très grande hauteur, avec une espèce de pulsation que l’on voit bien sur les images en timelapse.

#36

Ça dépend:
Si l’on considère que dès que l’air quitte le sol (colonne pas encore détachée) l’air a déjà sa trajectoire horizontal maximum (vitesse du vent), alors les deux trajectoires seront identique, et je rejoins ce que dit Patrick (le parapente, cherchant a rester dans la bulle, aura le même trajectoire que la bulle).
Par contre, si l’on considère que tant que la bulle n’est pas décrochée du sol, elle aura une vitesse horizontal plus faible, l’angle de déplacement du parapentiste et de la bulle seront différent. J’ai essayé de faire un petit schéma pour que ce soit plus parlant.

https://lh5.googleusercontent.com/-moy3CAvJGC4/TsZI_alV9jI/AAAAAAAAD68/Zpdg-W7-Qps/s800/bulle.jpg

#37

:grat: vous pensez pas que la bulle change d’angle quand elle quitte le sol?

#38

Si l’on considère qu’il faut plus se recentrer au vent dans une colonne que dans une bulle, alors oui, la dérive de l’air ascendant n’est pas la même avant et après le détachement de la bulle.
Et je crois me souvenir que Cortella en parlait dans une des vidéos…

#39

@ Suspente

Dans ce fil je pense que c’est moi qui à parlé en premier de voiles, d’ailes ou de parapente. Maintenant dans le tout 1er post avec lequel tu a lancé ce fil de discussion, deux éléments, à mon avis, laissait penser qu’il n’étais pas uniquement de réfléchir à les dérives de bulles thermiques orphelines :

  1. la citation de Wad … (je sais plus qui) qui dit que si on à un gps on peut calculer l’angle de la dérive (ou quelque chose d’approchant …) Je pense qu’en plus d’avoir un gps il est aussi utile d’être dans la bulle (c’est vrai qu’avec une montgolfière ce serait peut-être plus simple, histoire de ne pas avoir à tourner)

  2. Ta propre remarque qu’en tu dis : qu’au-delà d’une certaine force de vent la bulle devient inexploitable. En ce qui nous concerne sur ce forum si ce n’est pas en parapente … à la limite je ne vois pas en quoi l’inexploitabilité de la dite bulle me dérangerais.

Car enfin et tant que les bulles thermiques n’auront pas une belle couleur rose (par exemple) qui nous permettrait de les voir gonfler et décoller du sol à un moment “T” de façon à ce que l’on puisse déterminer quel cap de collision prendre pour ne pas les louper. Il n’y à guère que quand on les rencontre qu’on sait qu’elle (la bulle) est là.

Désolé si j’ai compliqué le fil en parlant de voile si cela n’étais pas ton choix. Le fil est intéressant dans tous les cas et démontre que le vent fort est préjudiciable à de rares exceptions près au cross (exception = DL vent de c…) en parapente et au cross sympa (A-R, triangle) dans tous les cas.

Salutations sincères

#40

Moi ce qui m’embrouille surtout c’est les parapentes ronds et les bulles rectangulaires … mais dans quel monde vivez vous donc ?