Nicolas Mordant
Institution d’accueil : UJF
Laboratoire : LEGI
Appel à projet : Consolidator (PE3)
Nom du Projet : WATU – Wave turbulence: beyond weak turbulence
Montant : 1.99M€
Description :
La turbulence des ondes et la turbulence des fluides appartiennent à la même classe d’états turbulents constitués d’un grand nombre de degrés de liberté non linéairement couplés entraînés loin de l’équilibre.
La théorie de la turbulence faible est une théorie statistique des ondes turbulentes de faible amplitude.
La phénoménologie prédite (cascade d’énergie) est très similaire à celle de la turbulence fluide, qui manque cruellement d’une telle théorie statistique.
La turbulence faible est donc un cadre mathématique prometteur pour la turbulence en général.
On l’observe dans de nombreux systèmes comme les atmosphères planétaires, les plasmas astrophysiques, les plasmas de fusion tokomak, la turbulence superfluide ou les condensats de Bose-Einstein par exemple.
La théorie est beaucoup moins avancée dans le cas de la forte turbulence des ondes pour lequel une phénoménologie plus riche apparaît du fait de la génération de structures cohérentes.
De plus, dans une large mesure, la théorie manque de validation expérimentale.
Mon projet vise à étudier plusieurs systèmes physiques (plaque élastique vibrante, ondes de surface d’eau 1D et 2D, ondes internes 3D dans un fluide stratifié) spécifiquement choisis pour mettre en évidence diverses caractéristiques de la turbulence des ondes à la fois dans les régimes faibles et forts.
Sous fort forçage, des structures cohérentes apparaîtront telles que des cônes développables (plaques élastiques), des solitons et des crêtes d’ondes d’eau pointues (ondes de surface d’eau) ou encore des turbulences fluides pour renverser les ondes internes 3D.
J’utiliserai plus particulièrement deux installations uniques à grande échelle disponibles au LEGI (Grenoble, France) : le canal à houle 1D de 30 m pour les ondes de surface et la table tournante Coriolis de 13 m de diamètre pour les ondes de surface et les ondes internes.
Je mettrai en place des techniques avancées de profilométrie et de vélocimétrie résolues dans l’espace-temps adaptées à la dimensionnalité et à la taille de chacun de ces systèmes.
Des outils statistiques avancés sur des ensembles de données massifs fourniront un aperçu approfondi du couplage entre les vagues et les structures dans les différents régimes de turbulence des vagues.