tp courant côtier (jussieu) - ens

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Fiche récapitulative des paramètres et résultats TP COURANT COTIER (Jussieu) Groupe Haussman, Lambaerts, Boschat, Bourgain I. MODELISATION D’UN COURANT COTIER ET DE SES INSTABILITES 1. Protocole : on appelle H-ho=h1 2. Paramètres : imposés par les dimensions de la cuve : Rc =10 cm L = 32 cm Ω =1 rad/s=9.5 tr/min (rotation de la cuve) Autres paramètres : gravité réduite g*= 8,3 cm/s² salinité 15 g/L Veau douce = 0,688L ho = 3,16 cm Rd*=2,56 cm H=8,9 cm δ = ho/H = 0,355

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Page 1: TP Courant côtier (Jussieu) - ENS

Fiche récapitulative des paramètres et résultats

TP COURANT COTIER (Jussieu)

Groupe Haussman, Lambaerts, Boschat, Bourgain

I. MODELISATION D’UN COURANT COTIER ET DE SES INSTABILITES

1. Protocole :

on appelle H-ho=h1

2. Paramètres :

imposés par les dimensions de la cuve : Rc =10 cm

L = 32 cm

Ω =1 rad/s=9.5 tr/min (rotation de la cuve)

Autres paramètres : gravité réduite g*= 8,3 cm/s²

salinité 15 g/L

Veau douce = 0,688L

ho = 3,16 cm

Rd*=2,56 cm

H=8,9 cm

δ = ho/H = 0,355

Page 2: TP Courant côtier (Jussieu) - ENS

3. Influence de la topographie (15% et 30%, en configuration courant côtier)

(ho et h1 sont mesurés à la verticale de l'interface eau douce/eau salée)

On garde les mêmes paramètres pour isoler l'influence de la topographie, le seul paramètre qui change est la hauteur d'eau salée:

pente 15% Pente 30% h1 (cm) 6,6 7,53 δ=ho/h1 0.48 0.42

To 0,309 0,616

To a été calculé à partir du rapport de la topographie et de la pente de l'interface. La pente de l'interface a été obtenue à partir de la conservation du volume en supposant que l'interface est linéaire.

Page 3: TP Courant côtier (Jussieu) - ENS

II. RESULTATS :

Expérience 1 : Fond plat Observations :

- Ajustement géostrophique très rapide (de l’ordre de quelques secondes) - Visualisation de l’évolution du courant côtier avec apparition de plusieurs modes plus

ou moins intenses - Apparitions de tourbillons (régime non linéaire)

Résultats par traitement d’images :

Apparition de l’instabilité à environ t= 8 Ti et à partir du rayon d’ajustement d’environ 14,5 cm.

Apparition des modes 3, 4, 5, 6, 7 et 8 au cours du temps, avec une dominance plus marquée du mode 4, que l’on observe d’ailleurs bien visuellement dans l’expérience :

Evolution spatiale de l’intensité du mode dominant au cours du temps

Spectres d’intensité des modes à 2 rayons distincts

Page 4: TP Courant côtier (Jussieu) - ENS

Evolution spatiale de l’intensité du mode dominant au cours du temps

Estimation des taux de croissance expérimental σ des modes principaux (obtenu en moyennant l'intensité spatialement autour de rayon d'ajustement de 14,5 cm) : Remarques : σ en unité Ti. Comparaison des modes 3 à 8 dans les3 expériences. (Analyse et comparaison avec théorie linéaire, et calcul d’erreur dans le rapport) Expérience 2 : Topographie (pente de 15%)

Apparition de l’instabilité à environ t=7 Ti, à un rayon de 13 cm.

Etalement du front à t=45s (fond plat) Etalement du front à t=45s (topographie)

Page 5: TP Courant côtier (Jussieu) - ENS

On retrouve bien un effet stabilisateur d’une topographie (théorie linéaire), avec un étalement plus limité de la lentille d’eau douce, des modes d’intensités plus faibles et avec des taux de croissance plus faibles également. Estimation des taux de croissance pour les même modes que exp 1 (modes 3 à 8):

Expérience 2 : Topographie (pente de 30%) Pour une même expérience, en augmentant la pente de la topographie, l’estimation donne :

Page 6: TP Courant côtier (Jussieu) - ENS

mode σ

Tableau récapitulatif des taux de croissance estimés expérimentalement :

n°3 n°4 n°5 n°6 n°7 n°8

Exp 1 : fond plat 0,270 0,350 0,640 0,110 0,320 0,650

Exp 2 : pente 15% 0,001 0,240 0,250 0,285 0,190 0,090

Exp 3 : Pente 30% 0,045 0,120 0,200 * 0,020 0,149

* On obtient expérimentalement un taux de croissance négatif, c’est pourquoi nous avons choisi de ne pas considérer ce mode dans le cadre de l’expérience 3 avec topographie.