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Opération 31 : Structure de la turbulence

Auteur : Nicolas Mordant

Nous menons des recherches à caractère fondamental sur les propriétés statistiques de deux types de turbulence :
- la turbulence hydrodynamique d’une part avec notamment une approche lagrangienne qui consiste à étudier les trajectoires des particules de fluide. On s’intéresse donc naturellement au problème de la dispersion et du mélange de polluants ou d’aerosols.
- la turbulence d’ondes d’autre part qui cherche à décrire l’état statistique d’un grand nombre d’ondes qui sont couplées par interactions non linéaires. C’est notamment le cas pour les vagues à la surface de l’océan mais on étudie également aux ondes internes de gravité dans les fluides stratifiés en densité ou les ondes de flexion dans les plaques minces.

Particules fluorescentes
particules fluorescentes de 10 microns éclairées par une nappe laser avec un temps de pose long dans un écoulement turbulent. La longueur des segments de trajectoires donne une idée de la vitesse et de la structure désordonnée de l’écoulement.

Dans les deux cas, on développe des techniques expérimentales basées sur de l’imagerie rapide pour suivre des particules de quelques dizaines de micron dans un écoulement turbulent ou pour mesurer la dynamique de la propagation des ondes.