Etude de l’instabilité d’un courant côtier

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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

Dispositif expérimental 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) ρ2 ρ1

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

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

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

Expérience 2 Introduction d’une topographie Pente 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

Expérience 2 Observation: Faibles instabilités Apparition des instabilités au bout de 5 min Visualisation d’un mode 9

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

Expérience 2 Influence de la topographie Pente interface : 15-25% Pente topographie : -15% Rapport des deux pentes To = - 1-0.6 Stabilisation

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

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)

Superposition de plusieurs modes Expérience 3 Superposition de plusieurs modes

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

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