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Université Paris-Diderot - Paris VII (30/09/2003), Fauve Stéphan (Dir.)
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Transport de moment cinétique et de champ magnétique par un écoulement tourbillonnaire turbulent: Influence de la Rotation
Louis Marié1

L'écoulement de von Karman est l'écoulement produit par la rotation de deux disques coaxiaux placés en vis-à-vis. Dans la première partie de cette thèse, nous présentons un certain nombre de résultats expérimentaux visant à la caractérisation des fluctuations à grande échelle d'un écoulement d'allongement sensiblement unitaire. Dans certaines circonstances, nous mettons notamment à jour une "bifurcation globale" ainsi qu'un comportement "intermittent" de la structure de l'écoulement. Nous présentons par ailleurs une relation qui relie les statistiques des fluctuations de l'écoulement aux valeurs des couples fournis par les moteurs. Enfin, nous ébauchons l'étude de l'influence de la force de Coriolis sur l'écoulement. La deuxième partie de cette thèse présente des résultats numériques et expérimentaux portant sur l'étude des caractéristiques magnéto-hydrodynamiques de l'écoulement, et notamment sur sa capacité à produire un champ magnétique par "effet dynamo". Les résultats expérimentaux ont été obtenus à haut nombre de Reynolds magnétique dans le montage "VKS", qui utilise du sodium liquide.
1:  SPEC - URA 2464 - Service de physique de l'état condensé
Ecoulement de von Karman – hydrodynamique – fluctuations turbulentes – transport turbulent – force de Coriolis – magnéto-hydrodynamique

Angular momentum and magnetic field transport in a turbulent swirling flow: influence of rotation.
The generic term "von Karman flows" designates the class of flows induces by the rotation of two coaxial disks facing each other. We have collected in the first part of this dissertation a variety of experimental results pertaining to the characterization of the large-scale fluctuations of the flow generated in a cylindrical vessel of nearly unitary aspect ratio. We show that in certain circumstances the overall structure of the flow can undergo a "global bifurcation", or have an "intermittent behaviour". Independently, we report on a relationship linking quantitatively simple flow statistics to the torque exerted on the flow by the driving mechanism. We then present a brief survey of the influence of global rotation on the flow. The second part of this dissertation gathers numerical and experimental results related to the magneto-hydrodynamical properties of the flow. A particular emphasis is set on the study of its ability to generate a magnetic field through the "dynamo effect". The experimental results have been obtained for large values of the magnetic Reynolds number in a dedicated setup using liquid sodium, the "VKS" apparatus.
Von Karman flows – hydrodynamics – turbulent fluctuations – turbulent transport – Coriolis force – magneto-hydrodynamics

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