Le premier axe scientifique est consacré à la caractérisation des traînées de condensation de la formation au vieillissement ainsi qu’à l’étude de leur éventuelle évolution en cirrus induits. Pour chacune de ces phases, on cherchera à améliorer la compréhension et la modélisation des différents mécanismes qui interviennent dans l’évolution de la traînée et influencent ses propriétés radiatives à l’échelle climatique.
Les travaux aborderont les différentes phases de vie des traînées de condensation à partir de la sortie du moteur:
- Formation des traînées de condensation en champ proche (régime jet) avec prise en compte de :
- la dilution du panache sous l’influence de la dynamique propre aux écoulements dans le sillage d’un avion;
- et les processus chimiques et microphysiques responsables de la formation des cristaux de glace.
- Évolution des traînées aux échelles intermédiaires (essentiellement régimes vortex et de dissipation)
- Évolution des traînées aux échelles climatiques (régime de diffusion) avec prise en compte des conditions propices à leur persistance et à la formation de cirrus induits et évaluation de l’impact radiatif d’une traînée.
Le premier objectif est d’identifier et de modéliser les mécanismes chimiques et microphysiques de nucléation homogène et hétérogène en fonction notamment du type de combustible utilisé.
Le second objectif est d’améliorer la modélisation de la formation des traînées en champ proche par : la consolidation des modèles intégrés dans le code CEDRE, le choix de stratégies numériques mieux adaptées pour simuler l’évolution du jet du moteur dans le sillage de l’avion (modèles de turbulence, maillage, etc.) et enfin, la comparaison avec des mesures expérimentales. Un essai spécifique en soufflerie est prévu pour acquérir des données expérimentales.
Le troisième objectif est d’étudier, dans premier temps, l’influence des mécanismes de mélange et de la configuration de l’avion sur la formation des traînées, et dans un deuxième temps, d’évaluer les possibilités d’action sur le sillage pour agir sur l’évolution de la traînée.
Le quatrième objectif est de mieux cerner l’influence du champ proche et de la configuration de l’avion sur les propriétés à grande échelle des traînées, influence qui reste mal connue à ce jour.
Le cinquième objectif est de simuler le devenir de traînées de condensation à l’échelle synoptique.
Le sixième objectif est de comparer plusieurs méthodes numériques de résolution de l’équation du transfert radiatif sur des calculs ciblés de transfert radiatif à l’échelle d’une traînée et/ou d’un cirrus.