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1 Concepto de SOLITON: una ola indestructible e historica en fisica Alexandre Stegner, Laboratoire de Météorologie Dynamique, CNRS France.

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1 1 Concepto de SOLITON: una ola indestructible e historica en fisica Alexandre Stegner, Laboratoire de Météorologie Dynamique, CNRS France. J.Scott RusselVague dans un canalOndes internes dans locéanTourbillons sur Jupiter

2 2 Concepto de SOLITON: una ola indestructible e historica en fisica SOLITON: qu est-ce que c est ? cela fait penser à PROTON, NEUTRON... une nouvelle particule ?

3 3 Concepto de SOLITON: una ola indestructible e historica en fisica L histoire commence en août 1834 (Union canal à Hermiston, Edinburgh) John Scott Russel, ingénieur écossais Observa une « grande vague de translation » qui se détacha de la proue d une péniche et se propagea sur plus 3 ou 4 km sans changer de forme. Il reproduisit ce type de vague dans un petit canal construit dans son jardin.

4 4 Concepto de SOLITON: una ola indestructible e historica en fisica Union canal

5 5 Concepto de SOLITON: una ola indestructible e historica en fisica Soliton: c est donc une vague …. qui se comporte comme une particule solitaire (?) - Dynamique d une vague à la surface de l eau ? TRANSLATION - Une particule ne change pas lors de son mouvement. Qu en est-il d une vague ?

6 6 Concepto de SOLITON: una ola indestructible e historica en fisica La dynamique des ondes dans un canal dépend de deux paramètres couche minceamplitude relative H L h

7 7 Concepto de SOLITON: una ola indestructible e historica en fisica Evolution d une vague isolée de faible amplitude exemple = DISPERSION Diagramme spatio-temporel t x

8 8 Concepto de SOLITON: una ola indestructible e historica en fisica Evolution d une vague isolée de moyenne amplitude exemple = 0.02 Les effets non-linéaires compensent la dispersion

9 9 Concepto de SOLITON: una ola indestructible e historica en fisica Propriétés de l équation de Korteweg-de-Vries (KdV) qui gouverne la dynamique des ondes faiblement non-linéaires collision entre deux solitons ! pas de soliton « négatif » !

10 10 Concepto de SOLITON: una ola indestructible e historica en fisica Evolution d une vague isolée de forte amplitude exemple = DEFERLEMENT

11 11 Concepto de SOLITON: una ola indestructible e historica en fisica Pour obtenir des Solitons il faut: Ces notions se généralisent à plusieurs domaines de la physique. 1- Un système qui contient des ondes dispersives 2- Une amplitude suffisante (dynamique faiblement non-linéaire) Dans certains cas seulement, les effets non-linéaires vont contrebalancer la dispersion et des SOLITONS (ondes solitaires cohérentes) vont apparaître.

12 12 Concepto de SOLITON: una ola indestructible e historica en fisica Exemple... les ondes internes océaniques L océan n est pas un fluide homogène ! Une modélisation simple à deux fluide... fluide léger et chaud fluide lourd et froid

13 13 Concepto de SOLITON: una ola indestructible e historica en fisica Les vagues internes se détectent aux oscillations de température

14 14 Concepto de SOLITON: una ola indestructible e historica en fisica … et aux observations satellite en lumière rasante (http://daac.gsfc.nasa.gov/CAMPAIGN_DOCS/OCDST/shuttle_oceanography_web/oss_70.html) train d ondes internes nuages

15 15 Concepto de SOLITON: una ola indestructible e historica en fisica Solitons intenses en mer d Andaman Radar (SAR) images of the ERS-1/2 satellites (http://earth.esa.int/symposia/papers/alpers3)

16 16 Concepto de SOLITON: una ola indestructible e historica en fisica Soliton dans le détroit de Gibraltar

17 17 Concepto de SOLITON: una ola indestructible e historica en fisica Technologie... Télécomunication par fibre optique Codage binaire et dispersion signal optique initial signal dispersé Erreur de codage

18 18 Concepto de SOLITON: una ola indestructible e historica en fisica Liaisons transocéaniques: régénérateurs nécessaires ! émetteur récepteurrégénérateurs fibre optique Allo ?Hola? 6500 km 120 km Amplifier et reconstruire le signal

19 19 Concepto de SOLITON: una ola indestructible e historica en fisica Signal de faible amplitude Signal de forte amplitude 1800 km plus tard km plus tard... Coherence: effet soliton !

20 20 Concepto de SOLITON: una ola indestructible e historica en fisica Tourbillons solitaires dans les planètes géantes ? JupiterNeptune Tourbillons de grande échelle ~ km toujours anticycloniques durée de vie ans !

21 21 Concepto de SOLITON: una ola indestructible e historica en fisica Ou sont les ondes ? Ondes de Rossby Ondes planetaires

22 22 Concepto de SOLITON: una ola indestructible e historica en fisica Il existe dans ce système d ondes, des solutions localisées qui suivent l équation dynamique : TOURBILLONS ANTICYCLONIQUES DE GRANDE ECHELLE (>2000 km atmosphère, > 50km océan) LONGUE DUREE DE VIE (>plusieurs mois) Solitons de Rossby ?!


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