Méthodologie

Calculateur d'évaporation — Méthodes, coefficients et calibration

Dérivation complète de chaque formule exécutée par notre calculateur d'évaporation, la source revue par les pairs de chaque coefficient, les plages de calibration dans lesquelles chaque méthode est fiable, et les limites que les ingénieurs doivent divulguer dans les soumissions réglementaires.

Penman-Monteith Priestley-Taylor Hargreaves-Samani Aérodynamique Empirique Références

Vue d'ensemble

Cinq méthodes sont proposées car aucune approche unique n'est la meilleure pour tous les sites et toutes les densités de données. Penman-Monteith (FAO-56) est la plus complète et l'option par défaut. Priestley-Taylor est la norme des manuels pour les surfaces d'eau. Hargreaves-Samani est la méthode de secours recommandée par la FAO lorsque seule la température est disponible. Le modèle aérodynamique (Harbeck 1962) est utilisé par les opérateurs de réservoirs pour les comparaisons sur le terrain. La formule empirique ASHRAE est une heuristique piscine/CVC — utile uniquement comme borne supérieure conservatrice.

Penman-Monteith (FAO-56) — défaut

E = (Δ · (R_n − G) + γ · (900 / (T_a + 273)) · u_2 · (e_s − e_a))
    ÷ (λ · (Δ + γ · (1 + 0,34 · u_2)))

Source : Allen et al. 1998, FAO Irrigation et drainage Paper 56, éq. (6). La seule méthode du calculateur qui ferme le bilan énergétique tout en résolvant le terme de transport aérodynamique. Validation FAO-56 : RMSE 0,3–0,7 mm/jour dans les sites tempérés bien instrumentés.

Priestley-Taylor (1972)

E = α · (Δ / (Δ + γ)) · (R_n − G) / λ,  α = 1,26

Source : Priestley & Taylor (1972), Monthly Weather Review 100. Le coefficient α = 1,26 a été confirmé par Stewart & Rouse (1977) et Eichinger et al. (1996) pour les surfaces d'eau libres. Idéal pour les lacs et réservoirs lorsque vous faites confiance au rayonnement mais que les données de vent sont faibles.

Hargreaves-Samani (1985)

E = 0,0023 · 0,408 · R_a · (T_moyenne + 17,8) · √(T_max − T_min)

Source : Hargreaves & Samani (1985), doi:10.13031/2013.26773. FAO-56 §B recommande comme méthode de secours lorsque l'humidité, le vent ou le rayonnement ne sont pas disponibles. La plage diurne √(T_max − T_min) est un excellent proxy du rayonnement solaire.

Aérodynamique (Harbeck 1962)

E = N(A) · u_2 · (e_w − e_a),  N(A) = 0,291 · A^(−0,05) ∈ [0,12, 0,30]

Source : Harbeck (1962), USGS Professional Paper 272-E. Pour un réservoir de 10 acres (40 000 m²), N ≈ 0,166 — 47 % de plus que la valeur de Lake Hefner. Fixer N à la valeur de Lake Hefner sous-estime l'évaporation de 30–80 % sur les sites industriels typiques.

Empirique (style ASHRAE)

g_h = (25 + 19 · u) · A · (X_s − X)   [kg/heure]

Source : Smith, Lof & Jones (1993), ASHRAE Transactions 99(2). Calibré pour les piscines intérieures — surestime l'eau libre de 2 à 4 fois au-dessus de ~25 °C. À utiliser uniquement comme borne supérieure conservatrice.

Références

  • Penman, H.L. (1948). Proc. Roy. Soc. A 193, 120–145. doi:10.1098/rspa.1948.0037.
  • Priestley, C.H.B. & Taylor, R.J. (1972). Mon. Wea. Rev. 100(2), 81–92.
  • Hargreaves, G.H. & Samani, Z.A. (1985). Appl. Eng. Agric. 1(2).
  • Harbeck, G.E. Jr. (1962). USGS Prof. Paper 272-E.
  • Allen, R.G. et al. (1998). FAO Irrigation & Drainage Paper 56.
  • Brutsaert, W. (1982). Evaporation into the Atmosphere. Reidel/Springer.
  • Edinger, J.E., Brady, D.K. & Geyer, J.C. (1974). EPRI Report 14.

Pour la version complète (texte intégral, équations détaillées, validation de calibration), voir la version anglaise.

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