Etude en soufflerie des transferts de quantité de mouvement à l'interface air-mer au-dessus d'états de mer complexes

par Fabien Remy

Thèse de doctorat en Mécanique des fluides

Sous la direction de Jean-Paul Giovanangeli.


  • Résumé

    Les transferts de quantite de mouvement a l'interface air-mer sont d'une importance capitale pour la determination et le calcul des quantites oceanographiques. Le flux d'energie mecanique de l'air a l'eau est a l'origine des vagues et contribue a leur amplification. La majeure partie de ce travail reside dans la mesure de ce flux dans des conditions de mer complexes. La superposition en laboratoire d'un champ de vagues de vent pures et d'une onde longue oblique dont la cambrure varie represente ces etats de mer censes simuler des conditions de vents tournants, de houles croisees, etc. . Ce travail se decompose en quatre parties. Un rappel succinct des bases theoriques des equations de la mecanique regissant les mouvements des vagues. Une extrapolation du modele de deardorff au cas d'une contrainte et d'un etat de mer tridimensionnels. Un bref apercu des modeles theoriques et numeriques existants. Dans une deuxieme partie nous posons le cadre experimental de l'etude et faisons une description detaillee du materiel de mesure mis en place. Dans les deux derniers chapitres nous presentons les principaux resultats experimentaux, de facon assez descriptive dans la partie 3 et avec une analyse et des techniques plus fines dans la derniere partie. Cette etude a permis de mettre en evidence l'effet d'une onde longue cambree sur la vitesse de frottement du vent et donc sur le flux de quantite de mouvement transmis par le vent a l'eau. Cette contrainte augmente fortement plus on se rapproche de la surface de l'eau, la majeure partie de cette augmentation etant due a la partie induite de cette contrainte par l'onde longue oblique. Nous observons egalement un fort biais directionnel de cette contrainte dans la direction de l'onde longue alors qu'elle reste alignee avec le vent moyen pour des mer de vent pure ou lorsque l'onde longue oblique est peu cambree. Tous ces resultats confortent et permettent de preciser des resultats d'experiences faites en site naturel. Nous avons aussi travaille sur la methode inertio-dissipative pour arriver a la conclusion que le calcul de la contrainte par cette methode ne tenait ni compte de l'effet induit par les vagues ni des proprietes directionnelles de la contrainte. Cette methode mesure comme nous le montrons seulement la partie haute frequence du terme purement turbulent de la contrainte longitudinale. Ainsi nous avons mis en evidence les effets d'une onde longue oblique sur la structure de la couche limite (disparition de la couche limite a flux constant) et sur la contrainte (augmentation et biais directionnel).


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Informations

  • Détails : 1 vol. ( 189 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr.: p. 185-188

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  • Bibliothèque : Université Aix-Marseille (Marseille. Luminy). Service commun de la documentation. Bibliothèque de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : L32249
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