Plateforme expérimentale
Plateforme expérimentale pour l'étude des processus dynamiques atmosphérique ou océanique à méso ou sous-méso échelle
Les transferts d’énergie de l’échelle synoptique à la petite échelle, dans l’atmosphère ou l’océan, sont difficiles à étudier et à modéliser car ils font intervenir de multiples échelles spatiales et temporelles. Les modèles méso-échelle (WRF, MésoNH, Roms, Némo) ou la simulation numérique directe ne peuvent reproduire explicitement les processus de dissipation et de mélange qui se produisent lors des interactions entre onde et écoulement, de la déstabilisation agéostrophique de cisaillements intenses ou lors du développement d’instabilités inertielles car ces mécanismes induisent des structures 2D ou 3D de très petite échelle (cf. Section III-1-3). Une alternative à la modélisation numérique haute résolution consiste à réaliser des expériences de laboratoire en cuve tournante.
Pour cela, une convention a été signée avec l’unité de mécanique UME de l’Ensta afin de valoriser et développer une plateforme expérimentale pour étudier les processus dynamiques atmosphérique ou océanique à méso ou sous-méso échelle sur le site de Palaiseau. La table tournante de l’UME qui repose sur coussin d’air a été largement instrumentée et de nombreux dispositifs expérimentaux ont été développés par des chercheurs, post-doctorant et thésards du laboratoire. D’un diamètre plus modeste (1.4m) que la plateforme Coriolis à Grenoble (13m) cette cuve tournante permet d’effectuer des expériences avec des nombres de Reynolds modérés Re=500-5000. En combinant des mesures de Fluorescence Induite par Laser (LIF) et de la Vélocimétrie par Image de Particules (PIV) sur des images haute résolution (2000x3000 pixels) nous avons développé une technique non intrusive permettant de mesurer quantitativement la vorticité potentielle et la dynamique des ondes rapides dans une couche de l’écoulement. Dans les années à venir nous allons généraliser cette méthode pour obtenir des mesures simultanées dans plusieurs couches ainsi que les techniques de suivi lagrangien de traceur passif.
Collaborations : Ensta, LadHyX, LPO, Universidad de Las Palmas de Gran Canaria
