Etude de linstabilité dun courant côtier Agathe Germe Elodie Gagnaire-Renou.
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Etude de l’instabilité d’un courant côtier
Agathe GermeElodie Gagnaire-Renou
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Objectif
• Simulation d’un courant côtier par injection d’un fluide le long d’un anneau circulaire
• Etude des instabilités baroclines
• Etude de l’influence de la topographie sur les instabilités
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Dispositif expérimental
ρ1
ρ2
• Utilisation d’une plateforme tournante
• Vitesse de rotation = 22 tours/min
• Rayon cylindre = 5.5 cm• Rayon cuve = 34 cm • Eau dense salée (ρ1)• Injection eau douce
colorée (ρ2 < ρ1)
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Expérience 1
• Etude des instabilités baroclines par fond plat
• Paramètres:• Hauteur d’eau au repos : 6 cm• Salinité de l’eau dense : 10 ‰• f = 4.6 s-1
• Hauteur de la couche de surface observée : 1 cm
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Expérience 1• Observation :
– Apparition des instabilités– Visualisation des différents
modes
• Rayon de déformation barocline : Rd*= (g.h)1/2/f
Rd = 0.6 cm • Vitesse du courant côtier
(Détermination à l’aide des confettis)
v = 1.0 cm/s
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Expérience 1
• Nombre de Rossby : Ro = V/(f.L) Ro = 0.35• Longueur d’onde
– pour un mode 5 : λ = 10.8 cm– pour un mode 6 : λ = 8.6 cm
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Expérience 2
• Introduction d’une topographiePente de la topographie et de l’interface de sens opposé
Paramètres:
•Pente de la topographie : 15 %•Hauteur d’eau au repos
•Au large: 11 cm•A la côte: 6.5 cm
•Salinité de l’eau dense : 10 ‰•f = 4.6 s-1
•Hauteur de la couche de surface observée : 2 cm
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Expérience 2
• Observation:– Faibles instabilités– Apparition des
instabilités au bout de 5 min
– Visualisation d’un mode 9
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Expérience 2
• Rayon de déformation barocline :
Rd = 0.8 cm
• Vitesse du courant côtier V= 0.8 cm/s
• Nombre de Rossby : Ro = 0.22
• Longueur d’onde – pour un mode 9 : λ = 6.4 cm
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Expérience 2
• Influence de la topographie– Pente interface : 15-25%– Pente topographie : -15%– Rapport des deux pentes To = - 1-0.6
Stabilisation
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Expérience 3
• Pente de la topographie et de l’interface de même sens
Paramètres:
•Pente de la topographie : 15 %•Hauteur d’eau au repos
•Au bord de la côte: 6.3 cm•Salinité de l’eau dense : 10 ‰•f = 4.6 s-1
•Hauteur de la couche de surface observée : 2 cm
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Expérience 3
• Observation:
– Apparition des instabilités au bout de 4 min
– Visualisation d’un mode 9– Superposition de plusieurs
modes(mode 5 et développement d’un phénomène plus complexe)
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Expérience 3
Superposition de plusieurs modes
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Expérience 3
• Rayon de déformation barocline :
• Rd = 0.8 cm
• Vitesse du courant côtier : V= 1.0 cm/s
• Nombre de Rossby : Ro = 0.17
• Longueur d’onde – pour un mode 9 : λ = 5.8 cm– Pour un mode 5 : λ = 15 cm
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Expérience 3
• Influence de la topographie– Pente interface : 15-25%– Pente topographie : 15%
– Rapport des deux pentes To = 0.6-1.0
Stabilisation moins importante