Le gros nuage de cendres qui se promène

Publié le par Laurent

J'ai été assez énervé d'entendre hier soir, sur une chaine télévisée prétendument "culturelle et éducative", des gens sous-entendre que les numériciens qui calculent une trajectoire probable du nuage de cendres émises par le volcan islandais au nom imprononçable étaient des manches "parce qu'on fait décoller des avions à réaction et on voit bien qu'au retour, ils n'ont rien du tout" (presque sic transit). J'adore l'arrogance journalistique lorsqu'elle s'attaque à des sujets difficiles à coups de lieux communs dignes du café du commerce, sachant que ces talking heads, en général, n'ont qu'un bagage scientifique réduit au strict minimum (et encore, lorsqu'il en reste quelque chose bien des années après le baccalauréat).

 

Alors, essayons de faire rapidement un topo sommaire sur la modélisation et la simulation numérique de la propagation dans l'atmosphère des débris volcaniques. Commençons déjà par jeter un coup d'oeil sur l'animation étonnante mise en ligne chez Zero Hedge. La page de référence selon moi sur le traitement mathématique des nuages volcaniques est ici; en particulier, une jeune chercheuse du nom de Marica Pelanti a effectué des calculs 2D sur les colonnes de fumées au sortir du cratère (ainsi que sur d'autres choses), elles sont en ligne ici. En voici un extrait:

 

Marica volcan

 

Très schématiquement, l'écoulement au sortir du cratère est modélisé via 2 systèmes d'équations aux dérivées partielles: le premier modélise l'air (avec de la vapeur d'eau ?) par le biais des habituelles équations d'Euler pour un gaz compressible (c'est un système strictement hyperbolique s'il n'y a pas de vide quelque part, il a des solutions bornées comportant des ondes de choc discontinues qui se propagent à vitesse finie), mais aussi un système bien plus pathologique pour les poussières appelé "système des particules collantes" (sticky particles), ou bien "gaz sans pression". La notion meme de solution pour ces équation n'est pas triviale du tout pour la raison suivante: sans terme de pression, les particules sont susceptibles de se coller les unes aux autres, et on peut avoir des concentrations de masse en certains points. La densité de particules n'est donc plus à proprement parler une fonction, mais une mesure pouvant aller à l'infini en certains endroits! Pour modéliser le produit du volcan, on couple donc un système d'Euler avec un système de "poussières sans pression" aux travers de termes de trainée et d'échange de chaleur. On y ajoute un terme de gravité, ce qui n'est pas non plus si simple puisque celui-ci rend nécessaire l'usage de discrétisations "équilibrées" (well-balanced) permettant de maintenir à tout le moins une atmosphère au repos numériquement. Ce dernier point n'a été rendu possible qu'au milieu des années 90 ... On peut donner aussi quelques références sur les gaz sans pression: l'analyse mathématique est ici, l'approximation numérique est là. Quiconque télécharge ces références pourra se rendre compte de la difficulté considérable inhérente à la prévision numérique de la dispersion du nuage du volcan Eyjafjallajokul,surtout qu'il faut aussi probablement tenir compte d'un terme de vent et aussi d'un autre de Coriolis.

 

Terminons avec la référence principale sur la question avec l'article de Marica ici, d'où on a extrait l'illustration ci-dessus. On aimerait bien quand meme avoir des talking heads qui savent un minimum de choses avant de raconter des clowneries sur des sujets qu'ils ne maitrisent pas du tout ...

Publié dans Boulot

Commenter cet article

Jacques_andre 20/04/2010 23:55



Bonsoir,


Sans vouloir donner spécialement de crédit à cette info, je la trouve cocasse:


Des vidéo d'ovnis dans le nuage du volcans!!! à cette adresse:


http://www.lepost.fr/article/2010/04/19/2038725_nuage-du-volcan-des-ovni-en-videos.html#xtor=AL-235