Etude de la turbulence d'ondes élastiques et gravito-capillaires : de l'idéal théorique aux conditions réelles ?

Résumé : La turbulence d'onde faible (TTF) est une théorie statistique appliquée à un ensemble d'ondes aléatoires non cohérentes et dispersives. En supposant un domaine infini et une nonlinéarité infinitésimale, une prédiction sur la cascade d'énergie entre échelles par le biais d'interactions résonantes des échelles d'injection aux échelles dissipatives est alors possible. La théorie semble souvent mise en défaut par la confrontation expérimentale pour les ondes de surface. Une explication potentielle de cette divergence entre expérience et théorie est l'aspect fortement restrictif des hypothèses nécessaires à la validité de la théorie. Nous proposons dans cette thèse d'explorer l'impact du non-respect de certaines de ces hypothèses sur les propriétés statistiques de la turbulence. Des expériences à l'interface de deux liquides non-miscibles ont été entreprises afin d'étudier l'impact de l'augmentation de la dissipation visqueuse et donc de la réduction du temps dissipatif sur la mise en place de la cascade d'énergie. Une expérience à la surface de l'eau avec un confinement progressif de la largeur de la cuve a été effectuée afin d'observer une potentielle coexistence de la turbulence discrète, dans la direction confinée, et continue, dans la direction non confinée. Une analyse expérimentale des ondes gravito-capillaires où la dispersion a été réduite a permis de mettre en lumière une transition d'un régime de TTF vers un régime contenant des structures cohérentes localisées que sont les solitons. Afin de vérifier si une telle transition peut être visible sur un système physique différent, une étude expérimentale et numérique ont été conduites sur les ondes dans une plaque élastique précontrainte. Dans ce milieu l'effet de dispersion des ondes de flexion et en compétition avec le caractère non-dispersif des ondes de tension. Nous nous intéresserons par ailleurs numériquement aux régimes faiblement et fortement non-linéaires des ondes purement non-dispersives dans la membrane.
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Thèse
Mécanique des fluides [physics.class-ph]. Université Grenoble Alpes, 2018. Français. 〈NNT : 2018GREAI064〉
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Soumis le : jeudi 20 décembre 2018 - 09:53:09
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Roumaissa Hassaini. Etude de la turbulence d'ondes élastiques et gravito-capillaires : de l'idéal théorique aux conditions réelles ?. Mécanique des fluides [physics.class-ph]. Université Grenoble Alpes, 2018. Français. 〈NNT : 2018GREAI064〉. 〈tel-01961656〉

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