Brouillard salin

Un nouveau capteur a été développé pour mesurer la concentration en chlore dans le brouillard salin. Le capteur s’apparente aux capteurs existants de bougie humide utilisée en bordure de milieux marins chauds. Plus de détail sur le capteur de brouillard salin est décrit au Chapitre 4.

3.2. Validation et vérification

Afin de valider les mesures acquises pendant la campagne de monitorage, des validations et des vérifications ont été réalisées. La validation des capteurs de MexStUL et des capteurs provisoires ont le même agencement que dans la section précédente et sont décrite ci-après. Plusieurs capteurs sont comparés avec des capteurs des stations à proximité du site étudié, soit (A) la Station Environnement Canada Ste-Foy, U-Laval (46°46'49"N 71°17'15"O) et (B) la Station Environnement Canada Jean-Lesage (46°48'13"N 71°22'54"O). Un tableau résume à l’annexe D les types de données, les unités de mesure, ainsi qu’une idée des validations effectuées sur les capteurs.

3.2.1. MexStUL 3.2.1.1.Vent

Le capteur est certifié par le fournisseur. En plus de cette certification, une vérification compare l’anémomètre de MexStUL aux stations A et B. La différence du site montre la différence des mesures, puisque la station A se situe proche d’une autoroute, la station B se situe à l’aéroport et MexStUL se situe à l’université entre une forêt et un bâtiment de dix étages. Cependant, chaque anémomètre reporte des moments de vent intenses, moyens et nuls durant les mêmes périodes.

3.2.1.2.Climat

3.2.1.2.1.Température de l’air

Le capteur de température de l’air est certifié par le fournisseur. Les valeurs acquises sont aussi comparées avec les stations météorologiques A et B (Figure 31a) et avec les capteurs du monitorage complémentaire, décrit au chapitre 3.2.2.2. Les valeurs obtenues présentent la même tendance et le même ordre de grandeur des autres stations, ce qui valide les résultats obtenus.

(a) (b)

Figure 31 - Validation des données de température (a) d’humidité relative (b)

3.2.1.2.2.Humidité relative

Le capteur d’humidité relative est certifié par le fournisseur et a été validé en condition de laboratoire. Les valeurs acquises ont aussi comparé avec les stations météorologiques A et B (Figure 31b), et avec les capteurs du monitorage complémentaire (chapitre 3.2.2.2). L’humidité relative présente le même comportement que les deux stations et la magnitude des valeurs.

3.2.1.2.3.Pression atmosphérique

Le capteur de pression atmosphérique est certifié par le fournisseur et a été mis à jour pendant le monitorage de l’hiver 2018/19. Les valeurs acquises ont aussi comparé avec les capteurs du monitorage complémentaire (chapitre 3.2.2.2) et la station météorologique B (Figure 32a). Les valeurs présentent la même tendance et le même ordre de grandeur. Une légère différence, d’environ 0.9 kPa en moyenne, est noté. Cette différence équivaut à 0.8% d’erreur sur les valeurs mesurées, ce qui est acceptable pour l’étude de ce projet. De plus, d’autres capteurs ont été placés proche de celui et qui sera discuté plus en détail au Chapitre3.2.2.2.

(a) (b)

Figure 32 - Validation des données de pression atmosphérique (a) de point de rosée (b)

3.2.1.2.4.Point de rosée

La détermination du point de rosée est calculée automatiquement par la station MexStUL, en considérant la température, l’humidité relative et la pression atmosphérique. La température qui correspond à la pression atmosphérique de saturation est le point de rosée. [27]. En-dessous de cette température, la vapeur d'eau contenue dans l'air se condense sur les surfaces. Les valeurs acquises sont aussi comparées aux stations météorologiques A et B (Figure 32b).

3.2.1.2.5.Précipitation

Le capteur de précipitation est un capteur qui est en développement. Les valeurs obtenues sont approximatives (mm/h), lorsque les précipitations sont sous forme solide, et divergent des valeurs réelles provenant des stations A et B. Cette quantité de précipitation doit être prise avec précaution. Il est également possible de détecter avec le système RCM 500 NT le type de précipitation (pluie, mixte, neige). Le système peut différencier la pluie de la neige aisément. Cependant lors de faibles précipitations solides, il apparaît comme précipitation de pluie (Figure 33). Les mesures montrent qu’il y a précipitations de pluie à une température au-dessous d’environ-0.9o_{C [27] lorsque}

(a) (b)

Figure 33 - Validation des données de précipitation selon la température (a) et selon l’humidité relative (b) Par conséquent, ces valeurs ont été utilisées à titre indicatif pour connaître les périodes de précipitation et le type de précipitation.

3.2.1.3.Trafic

Le radar de trafic est certifié par le fournisseur. La validation du radar a été faite en trois étapes : (i) le comptage des véhicules a été validé en comparant les passages avec la caméra qui se trouve avec le radar; (ii) la taille des véhicules est vérifiée aussi avec la caméra et comparée avec un véhicule de dimensions connues; (iii) la vitesse a été évaluée avec un véhicule privé où le conducteur roulait différentes vitesses connues entre environ 40 et 70 km/h. Aucune dispersion importante de résultats n’a été trouvée.

3.2.1.4.Ensoleillement

La vérification du pyranomètre a été faite en comparant des valeurs acquises pendant des jours sans nuages dans le ciel avec des valeurs théoriques. Les valeurs théoriques sont obtenues par le calcul du rayonnement des ondes courtes incidentes [118].

𝑅𝑆 = 𝑆. 𝑇𝑅. sin 𝜓 (12)

où :

S : insolation solaire [W/m2_]

TR : transmissivité atmosphérique (égal à 0.732 pour cette étude)

Ψ : angle d’élévation solaire

Le rayonnement des ondes courtes incidentes arrive sur la Terre sous forme d’un faisceau parallèle. En considérant que la surface perpendiculaire à ce faisceau intercepte la densité maximale d’énergie, le rayonnement des ondes courtes incident est alors, fonction de l’angle d’élévation solaire, qui varie selon sa latitude et longitude. L’insolation solaire est fonction de la distance de la planète par rapport au Soleil :

𝑆 = 𝑆0. ( 𝑑_𝑇−𝑆 ̅̅̅̅̅̅ 𝑑𝑇−𝑆 ) 2 (13) (𝑑𝑚𝑇−𝑆 𝑑_{𝑎𝑇−𝑆}) 2 ≈ 1 + 0.033 cos (2𝜋𝑑 365) (14) où :

S0 : constante solaire (égal à 1365 W/m2)

dmT-S : distance moyenne Terre-Soleil

daT-S : distance actuelle Terre-Soleil

d : jour de l’année

Pour cette vérification deux journées ont été analysées : (i) le 12/03/2019 et (ii) le 19/03/2019 (Figure 34).

(a) (b)

Il est important de mentionner que des obstacles (immeubles, arbres, nuages, etc.) environnants peuvent faire de l’ombrage aux mesures du pyranomètre, ce qui pourrait expliquer les différences des mesures de la Figure 34.

3.2.1.5.Chaussée

Tous les capteurs de la sonde de la chaussée sont certifiés par le fournisseur et ont été validés en condition de laboratoire à 20o_{C. La validation a été faite en trois étapes : (i) la}

température a été vérifiée avec une chambre de température contrôlée; (ii) la concentration a été validée avec la vérification des solutions connues; (iii) l’épaisseur du film d’eau a été vérifiée par la mesure avec un pied à coulisse avec une précision de 0.4 mm.

3.2.1.6.Caméra de haute résolution

La caméra est certifiée par le fournisseur et la résolution des images a été validée par les analyses pour déterminer le temps d’épandage (Chapitre 3.3.1.6).

3.2.2. Monitorage complémentaire