Rugosité

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La rugosité est une caractéristique de l’état de surface d'un matériau solide. C'est aussi un paramètre d'un écoulement se produisant sur ce matériau. Elle est susceptible de recevoir plusieurs acceptions techniques :

En géomorphologie[modifier | modifier le code]

En géomorphologie (mais aussi géographie, météorologie, écologie du paysage ...), la rugosité :

  • du paysage, son "grain" (en termes de relief) a un impact important sur les vents (atténuation de la force du vent dans les basses couches de l'atmosphère), les turbulences et, indirectement, sur les envols ou dépôts de poussières, la température, l'évaporation, le mélange de la partie basse de la colonne d'air (de la hauteur des pots d'échappement à la hauteur où sont émis les panaches de cheminées d'usine ou de chaudières urbaines par exemple), la régularité du vent (important pour les installations d'éoliennes ou de fermes éoliennes), etc.

Kalnay et Cai dans la revue Nature avaient en 2003 posé l'hypothèse que les arbres freinaient significativement le vent. En effet, en forêt tropicale dense, hormis lors des tempêtes, les effets du vent sont quasiment imperceptibles depuis le sol. La plupart des arbres n'y produisent leurs puissants contreforts que quand ils émergent au niveau de la canopée où ils sont alors exposés à un éventuel déracinement par le vent.
On a récemment réanalysé les données météorologiques de mesure des vents de surface (jusqu'à 10 mètres de hauteur) qui confirment dans l’hémisphère nord une tendance au ralentissement ; il semble que les forêts puissent, dans une certaine mesure, freiner le vent alors que la désertification l'exacerbe. Là où la forêt a regagné du terrain, la force du vent a diminué (de 5 à 15 %)[1], et ce, de manière d'autant plus visible que le vent est fort. Les vents géostrophiques (induits par les variations de pression atmosphérique) n'ont pas diminué, et les aéroradiosondes ne montrent pas de tendance au ralentissement en altitude[2]. Le bocage est une structure écopaysagère qui modifie également les effets du vent en créant des microclimats atténuant le vent, mais aussi les chocs thermohygrométriques et l'érosion des sols.

  • du sol, du terrain, influence les écoulements d'eau qui s'y produisent.

En tribologie[modifier | modifier le code]

C'est une profondeur caractéristique des stries sillonnant la surface, notée Ra et exprimée en μm ; dans le domaine industriel, la rugosité peut être améliorée par les procédés de polissage ou de tribofinition ; ces procédés utilisent des médias abrasifs ainsi que des équipements tels que vibrateurs ou centrifugeuses satellitaires.

En hydraulique[modifier | modifier le code]

Rugosité de la mer[modifier | modifier le code]

C'est un paramètre important pour la navigation et la modélisation des courants marins et des vents marins (et donc le potentiel éolien offshore).

Comme l'ont montré C. Cox et W. Munk dès 1954, ce paramètre peut être mesuré par l'observation des reflets « paillettes » du soleil levant ou couchant sur l'eau [3], aujourd’hui à partir de l'imagerie satellitale si on le souhaite[4].

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]

Bibliographie[modifier | modifier le code]

Références[modifier | modifier le code]

  1. Robert Vautard (CEA/CNRS/UVSQ), Julien Cattiaux, Pascal Yiou, Jean-Noël Thépaut, Philippe Ciais, Northern Hemisphere atmospheric stilling partly attributed to an increase in surface roughness, ; Nature Geoscience, en ligne : 17 oct 210 (Résumé en anglais, graphiques)
  2. Gruber, C. and Haimberger, L. On the homogeneity of radiosonde wind time series. Meteorologische Zeitschrift,17, 631-643 (2008).
  3. C. Cox, W. Munk (1954), "Measurements of the roughness of the sea surface from photographs of the sun's glitter" ; Journal of the Optical Society of America, n°44, pp. 838-850
  4. J. A. Shaw (1999), "Glittering light on water" Optics and photonics news, vol. 10, no 3, p. 43-45.