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Detailed view PhD thesis
Ecole Polytechnique X (22/09/2005), Daviaud Francois (Dir.)
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Bifurcations globales hydrodynamiques et magnetohydrodynamiques dans un ecoulement de von Karman turbulent
Florent Ravelet1

Nous étudions ici expérimentalement l'écoulement de von Kármán, produit dans un cylindre entre deux turbines coaxiales. Nous nous plaçons plus particulièrement en régime de turbulence pleinement développée, pour un écoulement contrarotatif forcé inertiellement. Nous étudions dans un premier temps la transition à la turbulence de cet écoulement fermé, depuis les régimes laminaires. Nous insistons sur le rôle des grandes échelles lentement variables
de la couche de mélange. Nous étudions alors la stabilité de l'écoulement moyen et mettons en évidence une bifurcation des grandes échelles en régime turbulent. Nous étudions statistiquement le rôle des fluctuations sur le déclenchement des transitions. Ces transitions peuvent également avoir une dynamique intermittente à temps long.
Dans un deuxième temps, nous étudions la possibilité d'un effet dynamo pour le champ de vitesse moyenné dans le temps. L'effet dynamo est une instabilité du champ magnétique dans un fluide conducteur en écoulement. Nous définissons ainsi la configuration de l'expérience VKS2, en sodium liquide, et discutons enfin les premiers résultats de l'expérience. Nous y retrouvons la trace des instationnarités des grandes échelles de l'écoulement.
1:  DRECAM - Département de Recherche sur l'Etat Condensé, les Atomes et les Molécules
Turbulence – bifurcation – dynamo – grandeurs globales – statistique de transitions

Hydro and magnetohydrodynamical global bifurcations in a turbulent von Karman flow
We report experimental studies of the turbulent von Kármán flow, inertially stirred between counter-rotating impellers. We first study the flow and its transition from laminar to turbulent regime. We highlight the role of slowly varrying large scales, due to the presence of an azimuthal mixing layer. The large scales of this flow can be unstable in turbulent regime. We study the statistics of the transitions between the different mean states. The second part is dedicated to an experiment in liquid sodium, called VKS2. We optimize the time-averaged flow in order to allow kinematic dynamo action. We report the very first results of the experiment, and discuss the role of the large scales temporal instationarity.

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