Laboratoire des Écoulements Géophysiques et Industriels

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Accueil > Équipes > Equipe EDT : Ecoulements Diphasiques et Turbulences > Thèmes de recherche > Structure et dynamique de la turbulence et de la turbulence d’ondes

Turbulence d’onde

N. MORDANT, en collaboration avec P. AUGIER, E. BARTHELEMY, H. MICHALLET, J. SOMMERIA, S. VIBOUD de l’équipe MEIGE

Projet ERC WATU : Wave turbulence : beyond weak turbulence

Dans un ensemble constitué d’un grand nombre d’ondes non linéaires, un état turbulent similaire à la turbulence hydrodynamique peut se développer. Dans le cas où les non-linéarités sont suffisamment faibles, les transferts d’énergie sont supposés se produire uniquement au travers d’interactions résonantes. Cette phénoménologie est connue sous le nom de turbulence faible. Pour des régimes stationnaires, il existe une théorie statistique qui permet de calculer analytiquement le spectre de la cascade d’énergie : ce sont les solutions de Zakharov. Les travaux en cours visent à confronter ces prévisions en utilisant des mesures résolues en temps et en espace et à étudier le cas d’interactions fortes. Plusieurs systèmes ondulatoires sont étudiés expérimentalement grâce aux différentes infrastructures du laboratoire :

  • Les ondes gravito-capillaires à la surface de l’eau dans une cuve à ondes d’environ 50cm. La déformation de la surface est mesurée grâce à la méthode optique de la profilométrie par transformée de Fourier (déformation d’un motif projeté à la surface).
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Schéma du dispositif expérimental pour l’étude des ondes gravito-capillaires.

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Ondes gravito-capillaires en régime non-linéaire

  • Les ondes de surface de gravité à 2D avec une expérience dans la plateforme Coriolis. La surface est reconstruite en ensemençant la surface de particules et en utilisant une méthode stéréoscopique.
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Plateforme Coriolis pendant une mesure d’ondes de surface en régime gravitaire.

  • Les ondes de gravité 1D avec une expérience dans le grand canal à houle.
  • Les ondes internes de gravité avec une stratification bicouche avec une expérience dans la plateforme de Coriolis. Les ondes sont générées à l’interface entre de l’eau douce et salée. Une mesure spatiale basée sur une reconstruction stéréoscopique est utilisée.
  • Les ondes internes de gravité et la turbulence stratifiée avec une stratification linéaire.
  • Les ondes de flexion sur une plaque d’acier.

Ondes de surface dans la plateforme Coriolis

Ondes dans le canal à houle de 36m

Voir par exemple les articles suivants pour les ondes gravito-capillaires :
https://arXiv.org/abs/1503.04110
https://arXiv.org/abs/1605.04091