Plateforme PERPET Premiers pas (ou premiers tours…) Philippe ODIER Sylvain JOUBAUD (Plateforme pour lEtude en Rotation de Phénomènes et dEcoulements Terrestres)

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1 Plateforme PERPET Premiers pas (ou premiers tours…) Philippe ODIER Sylvain JOUBAUD (Plateforme pour lEtude en Rotation de Phénomènes et dEcoulements Terrestres)

2 Origin of the project Born in and lead by the « internal waves » team in Lyon Internal Collaborations: Turbulence (J.F. Pinton, R. Volk) Convection (F. Chillá, B. Castaing) MHD (N. Plihon) Granular flows (N. Taberlet, J.C. Géminard) External collaborations in Lyon LST – ENS Lyon (T. Alboussière, S. Labrosse) LMFA Ecole Centrale- équipe Onde et Turbulence (F. Godefert, A. Lawrie) Open to any proposal from outside…

3 Funding CNRS : 62% ENS : 30% Fédération de Recherche A.M. Ampère : 5% LMFA : 3%

4 Scientific Aims Stratified fluids– internal waves Convection Cristallisation Turbulence MHD ? Granular flows ? …

5 Stratified fluids in rotation Competition inertial waves/internal waves Coriolis parameter f=2, buoyancy frequency N or Dispersion relation: (oceanic situation)

6 Stratified fluids in rotation Reflection at critical angle T. Dauxois and W. Young. Near-critical reflection of internal waves. J. Fluid Mech., 390:271–295 (1999). P. Odier, J. Chen, M. K. Rivera, and R. E. Ecke. Fluid mixing in stratified gravity currents: the Prandtl mixing length. PRL, 102(13), 134504 (2009). S. Joubaud, J. Munroe, P. Odier, T. Dauxois, Experimental parametric subharmonic instability in stratified fluids Phys. Fuids 24, 041703 (2012). Instability and contribution to oceanic mixing G. Bordes, F. Moisy, T. Dauxois, and P.-P. Cortet. Experimental evidence of a triadic resonance of plane inertial waves in a rotating fluid. Phys. Fluids, 24 :014105, 2012.

7 Turbulence in rotation F. Godefert (LMFA), A. Lawrie (U. Bristol) Entrainment by an axisymmetric jet in a rotating fluid LES simulation (radial velocity component) z u(z) Ro(z) Re(z) r(z)

8 Turbulence in rotation Placing the LEM on the turntable !!! Entrainment by an axisymmetric jet in a rotating fluid

9 Convection Regime of convection in rotation where rotation and gravity axis are not parallel Excentered convection cell on the turntable Non vertical « gravity » F. Chillá, B. Castaing (ENS Lyon)

10 Cristallisation Influence of rotation on cristallisation (cristallisation of Earth core) Influence of a magnetic field T. Alboussière (LGL)

11 Mise en place de la plate-forme Début 2013 Caractéristiques : diamètre=2 m Ω max =60 tr/min M max =750 kg

12 Mise en place de la plate-forme Possibilité de construire sur la table une structure adaptée à la manip en cours

13 Quelques problèmes rencontrés Mesure précise de la vitesse de rotation

14 Quelques problèmes rencontrés Fixation au sol de la table « refixation » de la table Mesure précise de la vitesse de rotation

15 Collab. Thierry Alboussière Stéphane Labrosse (LGL) Convection pénétrative en rotation Dans le noyau terrestre, comme dans latmosphère, existence dun gradient adiabatique dT/dz | adiab (liquide mais… très fortes pression) Contrairement à latmosphère, on est dans un milieu bon conducteur de la chaleur (métal) existence dun flux conductif le long du dT/dz | adiab Flux de chaleur radial à évacuer (chaleur résiduelle+latente+radioactivité)

16 Gradient sous-adiabatique dans le noyau terrestre Zone radiative/zone convective dans les étoiles (tachocline) Collab. Thierry Alboussière Stéphane Labrosse (LGL) Convection pénétrative en rotation

17 Schlieren synthétique Sondes Pt100

18 Convection pénétrative en rotation Sans rotation

19 Convection pénétrative en rotation Sans rotation

20 Convection pénétrative en rotation

21 Ω= 1 rpm Ro=U/ΩL~10 -1 (cas sans rotation)

22 Convection pénétrative en rotation Ω=15 rpm Ro=U/ΩL~10 -2 (cas sans rotation)

23 Convection pénétrative en rotation Ω=15 rpm Ro=U/ΩL~10 -2

24 Perspectives La table est (quasiment) opérationnelle Une première campagne achevée, beaucoup de données à traiter mais on est dans la bonne gamme de paramètres influence importante de la rotation sur la convection pénétrative Deuxième campagne (jet en rotation) dès lundi prochain ! Stratifié tournant à lautomne (collab. Tom Peacock (PIT)) Tout nouveau projet est bienvenu ! …

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26 Quelques problèmes rencontrés Fixation au sol de la table Mesure précise de la vitesse de rotation Commandes de vitesse complexes