Dans le cadre du contrat SHOM 20CP01 (2020-24) porté par A. Wirth et en collaboration avec F. Auclair de l’Université Paul Sabatier (Toulouse), l’étude numérique et expérimentale des courants gravitaires en rotation a été effectué, en se concentrant à la fois sur l’écoulement sur la pente (veine géostrophique et couches d’Ekman), et sur la dynamique de l’intrusion. En particulier, cette étude a permis d’identifier les couches limites du courant étant le mécanisme de production de vorticité à l’intérieur de l’océan (Negretti et al. 2021) et de décrire la circulation globale induite par l’intrusion (Wirth et al. 2022). En outre, il a été montré que (i) deux types de transports vers l’intérieur ont lieu : l’un laminaire et l’autre turbulent. Ce deuxième n’a jamais été identifié auparavant, un mécanisme qui a montré obéir à la criticité auto organisée (Tassigny et al 2024) et qui a révélé être le mécanisme principal de génération de vorticité et de turbulence au large. Une méthode de détection de ces deux types d’intrusion basée sur la structure verticale de la densité à l’intérieur de l’océan caractérisée par sa « scale height » a été défini, et un modèle théorique qui permet de prédire l’épaisseur de l’intrusion en fonction de nombre sans dimension a été développé (Retif et al 2024). Un projet ANR Astrid, porté par ME Negretti, est en cours depuis 2023 incluant une étude de courant gravitaire réaliste dans le détroit de Gibraltar et Golfe de Cadiz (HERCULES).
Figure En haut, champs scalaires (jaune) superposée avec la norme de la vitesse, la vorticité et la vitesse radiale identifiant l’intrusion turbulente par cascading (Tassigny et al 2024). En bas, histogram pour la differentiation entre intrusion laminaire et turbulente en fonction du nombre de Peclet ainsi que le modèle théorique comparé aux données expérimentales pour la prédiction de l’épaisseur caractéristique de l’intrusion en fonction du nombre de Rossby (Retif et al 2024).
Références
Negretti, M. - E., Tucciarone, F., & Wirth, A. (2021). Intruding gravity currents and re-circulation in a rotating frame : Laboratory experiments. Physics of Fluids, 33(9), 096607.
Wirth, A., & Negretti, M. - E. (2022). Intruding gravity currents and their recirculation in a rotating frame : Numerical results. Ocean Modelling, 173, 101994.
Rétif, S., Negretti, M. - E., & Wirth, A. (2024). Predicting the vertical density structure of oceanic gravity current intrusions. Scientific Reports, 14(1), 10274.
Tassigny, A., Negretti, M. - E., & Wirth, A. (2024). Dynamics of intrusion in downslope gravity currents in a rotating frame. Physical Review Fluids, 9(7), 074605.
