Alain Cartellier & Martin Obligado (Lille)
Collaboration : University of Washington
De nombreuses questions subsistent sur la dynamique des particules inertielles dans les environnements climatiques et atmosphériques. Les particules, comme les gouttelettes d’eau micrométriques, ne suivent pas exactement l’écoulement gazeux en raison de leur inertie, ce qui entraîne des comportements complexes. Un phénomène clé est la concentration préférentielle, où la turbulence ne disperse pas uniformément les particules mais les regroupe en amas, augmentant localement leur densité jusqu’à dix fois la moyenne. Un autre effet important concerne la vitesse de sédimentation, qui peut être accélérée ou ralentie par l’interaction entre les particules et la turbulence environnante. Les lois d’échelle contrôlant ces processus restent mal comprises, ce qui complique la modélisation d’événements tels que la formation de pluie ou la dispersion de cendres volcaniques. Dans le cadre des thèses de D. Mora et A. Ferran, des expériences ont été menées en soufflerie au LEGI avec des grilles turbulentes actives et passives pour explorer une large gamme de conditions. Des mesures ont permis de caractériser la formation des amas de particules et d’affiner les lois d’échelle existantes. D’autres expériences ont analysé la vitesse de sédimentation dans différents écoulements turbulents, montrant que l’augmentation de cette vitesse est fortement atténuée lorsque le nombre de Reynolds est élevé. Enfin, l’impact des différentes échelles de la turbulence sur ces phénomènes a été étudié de manière détaillée.