Etude numerique des transferts de masse et de chaleur par évaporation d'une retenue d' eau de grande dimension sous les conditions climatique du BURKINA FASO
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Une étude numérique des transferts de chaleur et de masse dans une retenue d’eau de grande dimension est présentée. Cette retenue d'eau est assimilée à un réservoir parallélépipédique dont la face supérieure, en contact avec le milieu ambiant et soumise à un flux solaire, est le siège d'une évaporation par convection naturelle. Les équations qui régissent la convection naturelle dans l'eau sont résolues par la méthode des volumes finis et l'algorithme de Thomas. L'adéquation entre les champs de vitesse et de pression est assurée par l'algorithme SIMPLE. Nous analysons l'influence de la profondeur d'eau, de la densité du flux solaire captée par la surface d'eau libre, des conditions ambiantes (température et l'humidité relative de l'air ambiant, vitesse du vent) sur les distributions spatio-temporelles de la température et de la vitesse dans la retenue d'eau et le débit massique d’eau évaporée. Cette modélisation est complétée par une simulation, en utilisant les données météorologiques du Burkina Faso et la notion de journée type de l'évaporation de cette retenue d'eau. La vitesse d’évaporation fonction du gradient de la concentration de vapeur dans l’eau joue un rôle important dans le processus d’évaporation. En effet, une étude de l’évaporation en fonction de la vitesse d’évaporation est analysée. Nous avons évalué les pertes d’ eau de six(6) barrages dans les quatre(4) bassins que contient le Burkina Faso pour une période de trente(30ans) ,c’est-à-dire du 1er janvier 1991 au 15 mars 2020 .Les résultats obtenus montrent que le débit d’eau évaporé augmente avec un taux de flux solaire élevé et diminue pour un taux d’humidité relative élevé et les mois de janvier, décembre, aout, septembre présentent un débit d’évaporation moins élevé contrairement aux autres mois représentés et les flux des différentes chaleurs ont des effets non négligeables sur le taux d’évaporation. Quant à la vitesse d’évaporation, elle représente un impact négatif sur la quantité d’évaporée. Concernant les six barrages, selon le volume d’eau réellement stocké pour une année hydrologique seul le barrage de moussodougou dans le bassin versant de la Comoé a un taux d’ évaporation inférieur à 40% du volume total stocké, les autres barrages présentent un taux d’ évaporation supérieur à 40% du volume d’eau stocké. En effet le taux d’évaporation dans chaque barrage augmente avec le taux de remplissage d’eau dans la retenue : Nous pouvons observer les résultats suivants pour chaque barrage ; à la date du 27/02/1988 au 13/03/2020, le barrage de Loumbila a reçu un volume total d’eau stocké de 22,02Mm3 et 10,57Mm3comme volume total d’eau évaporé à la même date. Du 01/01/1991 au 31/05/2020, le barrage de Moussodougou a stocké 23,44 Mm3 et 8,905 Mm3 comme volume d’évaporé à la même date. Quant au barrage de Ouaga(2+3) ,il a stocké un volume d’eau de 4,06 Mm3 et a évaporé 2 ,03 Mm3 du son volume de stockage pour compter du 01/01/1988 au 05/07/2016. En ce qui concerne le barrage de Yaran 134,67 Mm3 est stocké tandis que 60,105 Mm3 a été évaporé pour la période du 01/01/1988 au 31/12/2019. Pour le barrage de Seytenga 4,968 Mm3 est stocké et 2,409 Mm3 a été évaporé du 02/07/1989 au 31/12/2019. Le barrage de Bagré pour finir, a stocké 745,16 Mm3 d’eau et 365,13 Mm3 comme volume d’eau évaporé du 01/01/1993 au 31/03/2020. Afin de minimiser les pertes d’eau par évaporation des méthodes de réduction ont été proposées dans ce document.