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Accueil > Équipes > Equipe MEIGE : Modélisation, Expériences et Instrumentation pour la Géophysique et l’Environnement > Diffusion scientifique > Dernières thèses soutenues

Réflexions non-linéaires d’ondes de gravité internes

Nicolas Grisouard, Vendredi 29 octobre 2010.

Les ondes internes sont des ondes mécaniques omniprésentes dans les fluides géophysiques. Le mélange turbulent qu’elles induisent dans l’océan est un facteur clé de la compréhension de sa structure thermodynamique. Cependant les processus exacts par lesquels ce mélange se produit restent en grande partie à découvrir et cette thèse se propose d’en étudier quelques-uns, liés à la transformation non-linéaire de ces ondes en présence d’obstacles fluides ou solides. La génération d’ondes solitaires consécutive à la réflexion d’ondes sur une pycnocline est tout d’abord étudiée numériquement. Dans un premier temps, une étude académique, 2D est réalisée à l’aide de simulations numériques directes. Nous montrons que des ondes solitaires de différents modes et piégées dans la pycnocline peuvent être générées et un critère pour comprendre la sélection d’un mode donné est défini, reposant sur l’égalité de vitesses de phase entre le rayon forçant linéaire et les ondes piégées non-linéaires. Ces critères sont ensuite comparés aux conditions du Golfe de Gascogne en été, toujours à l’aide de simulations numériques. Nous montrons qu’un rayon d’ondes internes seul peut générer des ondes solitaires en accord avec le critère précédemment défini mais que les caractéristiques de ces ondes ne correspondent pas aux observations. Ceci est corrigé en prenant en compte l’interaction avec la composante sub-surface de la marée, négligée jusqu’à présent. Une étude de la réflexion d’ondes planes sur une paroi inclinée est enfin réalisée, cette fois expériementalement sur la plate-forme Coriolis à Grenoble. Les résonances prédites entre différents harmoniques n’apparaissent pas comme prévu. En revanche, un fort écoulement moyen horizontal apparaît. 70 à 80% du flux d’énergie incident sont convertis en énergie interne microscopique ou en écoulement moyen macroscpique, ce dernier étant alimenté par dépôt de quantité de mouvement lors de la dissipation des ondes.

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