Excitation paramétrique et déferlement d'ondes internes en fluide stratifié

par Dominique Benielli

Thèse de doctorat en Sciences

Sous la direction de Joël Sommeria.

Soutenue en 1995

à Lyon 1 .

Le jury était composé de Joël Sommeria.


  • Résumé

    La dynamique des ondes internes est etudiee experimentalement. Des ondes internes sont excitees par instabilite parametrique, ainsi une cuve remplie, soit de fluide continument stratifie en densite, soit par un bicouche de fluide, est soumise a un mouvement oscillant vertical ce qui revient a moduler sinusoidalement la gravite donc la frequence de brunt vaissala. Dans le cas d'un bicouche, les langues de l'instabilite parametrique de chaque mode d'oscillation de l'interface sont isolees, et leur dynamique est en bon accord avec la theorie faiblement non lineaire d'un oscillateur isole, avec toutefois quelques desaccords quantitatifs sur les taux de dissipation et de croissance. Dans le cas d'une stratification continue, la frequence propre depend uniquement de l'angle que fait le vecteur d'onde avec l'horizontale, et differents modes avec le meme angle sont excitables simultanement, toutefois, nous observons souvent un mode simple qui prevaut. L'instabilite parametrique des modes, du moins dans leur phase de croissance est en bon accord qualitatif avec la theorie. Le mode primaire croit, et developpe une onde secondaire par instabilite parametrique. Ce processus conduit au deferlement de l'onde et a son declin avec melange du fluide. Ensuite l'onde se remet en phase avec l'excitation et croit a nouveau. Nous observons ainsi, une dynamique intermittente. Parallelement a cette etude de processus, une etude statistique de la dynamique de ces ondes turbulentes est realisee. Elle met en evidence un spectre d'energie des ondes en k#-#3 caracteristique d'un regime d'ondes saturees qui se retrouve dans les milieux naturels stratifies, l'atmosphere et l'ocean. Le melange est caracterise par un coefficient de diffusion turbulente que nous obtenons experimentalement. Ce coefficient de diffusion peut etre relie a la partie universelle du spectre, ce qui permet de proposer des formules simples pour estimer le melange vertical dans l'atmosphere et l'ocean


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Informations

  • Détails : 1 vol. (169 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 163-169

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  • Bibliothèque : Université Claude Bernard (Villeurbanne, Rhône). Service commun de la documentation. BU Sciences.
  • Disponible pour le PEB
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