n° 1409 Conférence d'ouverture : Non-symmetric periodic three-dimensional travelling gravity water waves

Gérard Iooss
IUF, Labo J.A.Dieudonné
We consider travelling water waves in a potential flow on an infinitely deep fluid layer, which form a bi-periodic horizontal pattern on the free surface, in absence of surface tension. The pattern is not of diamond type, the two basic wave vectors K1 and K2 having different lengths. The waves may be considered as the nonlinear superposition of two plane waves, with corresponding wave numbers K1 and K2, and amplitudes "1 and "2, provided that at the bifurcation, K1,K2 and the bifurcation parameters mu (related to the Froude number) and the direction of propagation u0, satisfy the dispersion relation. We first show how to build the asymptotic expansion of bifurcating 3-dimensional waves defined up to a horizontal shift, as a power series of the amplitudes "1, "2, the direction of propagation being close to u0. We prove the occurence and compute the principal part of a directional Stokes drift, i.e. a discrepancy, of second order in the amplitudes, between the direction of propagation of the waves and the asymptotic direction of the trajectories of particles at the free surface, in the moving frame. Due to the occurence of small divisors, the main difficulty for proving the existence of solutions, possessing the above asymptotic expansions, is the in- version of the linearized operator at a non zero point, for applying the Nash Moser theorem. This operator is the sum of a second order differentiation along the horizontal projection of the particles velocity field (having a non zero rotation number) and an integro-differential operator of first order (the Dirichlet-Neumann operator), both depending periodically of coordinates. The idea of the method follows the works of Iooss et al. (2005), with the additional difficulty due to the above non zero rotation number. Thanks to a diophantine condition on the rotation number, an appropriate descent method allows to transform the above linear operator into a diagonal operator on which a diophantine estimate applies, plus a smoothing operator. We are then able to prove that, for nearly all choices of wave vectors K1 and K2, and choosing amplitudes "1, "2 in a set of asymptotically full measure near 0, there exist bifurcating doubly-periodic non-symmetric waves corresponding to the above asymptotic expansion.
communication programmée pour jeudi matin 11H20 salle J

n° 332 Transformation des ondes en zone de surf et de swash

Olivier David de Drézigué Damien Sous Vincent Rey Adrien Lambert
Laboratoire LSEET
Une campagne de mesures a été réalisée sur la plage du Truc Vert, dans le cadre du programme ECORS. L’objectif est d’améliorer nos connaissances sur les dynamiques des zones de surf et de swash ainsi que l’impact sur la dynamique sédimentaire. Un réseau de capteurs de pression et des courantomètres ont été déployé en cross-shore couvrant toute la zone inter-tidale jusqu’à la berme afin de caractériser les transformations des ondes courtes et longues et leur infiltration dans la nappe d’eau.
communication programmée pour jeudi matin 12H00 salle J

n° 440 Etude expérimentale de la célérité des vagues en zone de surf

Marion Tissier Philippe Bonneton Rafael Almar Bruno Castelle Natalie Bonneton
Université de Bordeaux 1, CNRS, UMR 5805 EPOC
L'estimation de la célérité des vagues en zone de surf est une étape essentielle dans la modélisation de la circulation littorale. Nous présentons une étude de ce paramètre basée sur les données de la campagne de mesure internationale ECORS 2008. En particulier, nous analysons, pour des houles très energétiques, l'influence des non-linéarités et évaluons plusieurs modèles prédictifs de célérité. Enfin, nous discutons l'influence des pulsations très basse-fréquence de la circulation sur la célérité.
communication programmée pour jeudi matin 12H20 salle J

n° 984 Etude expérimentale des modes piégés à la surface d'un liquide

Pablo Cobelli Philippe Petitjeans Agnès Maurel Vincent Pagneux
Laboratoire PMMH
Cette étude constitue la première preuve expérimentale de l’existence des modes piégés autour d’un obstacle dans un guide d’ondes à surface libre. Une nouvelle technique de profilométrie 3D de haute résolution permet de mesurer la déformation de la surface du liquide. La structure spatiale des modes piégés est analysée en décomposant cette déformation en modes linéaire et non-linéaires (amplitude et phase). Les résultats montrent un très bon accord avec les prédictions théoriques et numériques.
communication programmée pour jeudi après midi 14H00 salle J

n° 187 Sur la distribution alpha stable des pentes des vagues de vent

Maminirina Joelson Marie Christine Néel Gabriel Soriano Marc Saillard
INRA-Université d'Avignon
Nous présentons l'analyse de la distribution de probabilité des pentes de vagues de vent issues d'expériences conduites dans la soufflerie de simulation d'interaction Océan Atmosphère du laboratoire IRPHE-IOA. Les résultats montrent que ces pentes de vagues sont distribuées selon des lois alpha-stable de Lévy à ailes épaisses qui généralisent la loi Gaussienne. Nous montrons aussi des simulations numériques de champs de vagues basées sur un modèle hydrodynamique non linéaire présentent des distributions de probabilité de pentes à ailes épaisses comparables aux lois alpha-stable de Lévy. Nous discutons ensuite de l'impact de ces ailes épaisses de distribution dans les phénomènes de rétro diffusion radar de la surface marine.
communication programmée pour jeudi après midi 14H20 salle J

n° 204 Etude expérimentale de la couche limite dans l’air à proximité immédiate des vagues

Hubert Branger Laurent Grare Jean-Paul Giovanangeli
IRPHE
Sur un « suiveur à vagues », puis sur un dispositif « plongeur », nous avons mis un anémomètre et un capteur de pression pour mesurer le vent et les fluctuations de pression statique au voisinage immédiat des vagues, jusque dans la sous-couche visqueuse. Nous décrivons la répartition des contraintes normales et tangentielles le long des profils des vagues. Nous discutons de l’influence des termes induits par les mouvements de l’interface dans les transferts air-mer.
communication programmée pour jeudi après midi 14H40 salle J

n° 189 Influence du vent sur une vague scélérate en profondeur finie

Julien Chambarel Christian Kharif
Institut de Recherche sur les Phénomènes Hors Equilibre
L'objectif de ces travaux est d'étudier l'influence du vent sur une vague scélérate générée par focalisation dispersive en eaux peu profondes. Nous réalisons des simulations numériques à l'aide d'un code d'intégrales de frontière (BIEM), puis d'un code pseudo-spectral.
communication programmée pour jeudi après midi 15H00 salle J

n° 751 Ondes à courtes crêtes internes à l'interface de deux couches de fluides d'épaisseurs infinies

Mohammed Debiane Nabil Allalou
USTHB FAculté de Physique
L’étude des champs tridimensionnels est essentielle pour une description réaliste des ondes internes. La forme la plus simple de ces vagues est celle des ondes à courtes crêtes. La méthode que nous proposons pour leur calcul est basée sur celle du lagrangien moyen de Whitham. Cette technique nous a permis de calculer leurs profils et d’effectuer une étude de leurs caractéristiques fondamentales.
communication programmée pour jeudi après midi 15H20 salle J

n° 368 Modélisation de l'interaction houle-plaque horizontale immergée par la méthode SPH

Jean-Marc Cherfils Louis Blonce Gregory Pinon Elie Rivoalen
Laboratoire Ondes et Milieux Complexes
Nous présenterons une étude numérique par la méthode Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH), de l'amortissement d'une houle régulière par une plaque horizontale immergée en canal ouvert. L'interaction non-linéaire entre une onde de gravité, la plaque et la surface libre conduit à un transfert d'une partie de l'énergie de la houle incidente vers ses harmoniques, ainsi qu'à la création périodique de tourbillons aux extrémités. Les résultats seront comparés aux expériences.
communication programmée pour jeudi après midi 16H00 salle J

n° 382 Ecoulement bi-fluide : Application à l’impact d’une vague solitaire

Alioune Sambe Frédéric Golay Richard Marcer Damien Sous Philippe Fraunié
IMATH
Nous cherchons à analyser le déferlement d’une vague solitaire sur une plage en présence de macro-rugosités, par simulation numérique sur un code volumes finis tridimensionnel. Le modèle bi-fluide à faible Mach, déjà validé par des confrontations expérimentales, repose sur des schémas numériques optimisés.
communication programmée pour jeudi après midi 16H20 salle J

n° 603 Simulations de l'impact de vagues sur une structure verticale prenant en compte la compressibilité du liquide

Louis Romain Plumerault Dominique Astruc Mathieu Mory Philippe Maron Philippe Villedieu
Lasagec2 - Université de Pau et des pays de l'Adour
On présentera dans cette communication les résultats d'un modèle bi-fluide de simulation numérique de l'impact de vagues déferlantes sur un mur vertical, dans lequel la compressibilité de l'eau est modifiée par l'adjonction de microbulles dispersées uniformément. Le principe de cette modélisation sera décrit. L'article analysera l'effet de la compressibilité du fluide sur les efforts exercés sur le mur vertical.
communication programmée pour jeudi après midi 16H40 salle J

n° 206 Ecoulement torrentiel autour d’un obstacle émergé

Emmanuel Mignot Nicolas Riviere Nathalie Gonima
LMFA
Les travaux présentés ici traitent de l’effet d’un obstacle émergé placé au sein d’un écoulement à surface libre en régime torrentiel. A l’amont de l’obstacle, deux structures d’écoulement principales sont observées : i) un ressaut hydraulique en surface et ii) un tourbillon en fer à cheval (TFC) sur le fond. Ces deux structures sont détachées à l’amont de l’obstacle. Deux types d’écoulement principaux sont observés. L’analyse dimensionnelle révèle que trois paramètres influent sur ces distances de détachement : les nombres de Froude et de Reynolds de l’écoulement amont, ainsi que le rapport entre la hauteur d’eau de l’écoulement amont et la taille caractéristique de l’obstacle. Pour des écoulements à fort nombres de Froude et de Reynolds, la distance de détachement du ressaut hydraulique est supérieure à celle du TFC alors que pour des écoulements à nombre de Froude plus faible, le détachement du TFC est supérieur. Nous montrons leurs influences en nous basant sur des mesures expérimentales obtenues dans une cuve à onde inclinable.
communication programmée pour jeudi après midi 17H00 salle J

n° 1188 Un modèle de rupture de film fluide

Corinne Rouby Alain Ehrlacher
Université Paris-Est, UR Navier
Un modèle est proposé pour étudier l'écoulement d'un film fluide mince dans un divergent. Une théorie de rupture du film est proposée, mettant en compétition la dissipation énergétique d'origine visqueuse et la création de surface causée par la fissuration du film.
communication programmée pour jeudi après midi 17H20 salle J

n° 1253 Caractérisation spatiotemporelle de l'écoulement d'un liquide léger sur un liquide dense au repos

Ahmad Ahmad Noureddine Latrache Blaise Nsom
LBMS – EA (ENSIETA/ENIB)- UBO - IUT de Brest
Dans ce travail, nous étudions l'écoulement d'un liquide léger à la surface libre d'un liquide ambiant dense au repos dans un bassin. A l'aide de la technique des diagrammes spatiotemporels, nous avons mesuré l'évolution temporelle de l'avancée x, de l'étalement y et de la couche de mélange z du liquide léger dans le liquide dense. La technique de la PIV à grande échelle a été utilisée pour mesurer les champs de vitesse et de vorticité de l'écoulement en fonction du paramètre de contrôle.
communication programmée pour jeudi après midi 17H40 salle J

n° 739 Ecoulements turbulents des eaux peu profondes

Sergey Gavrilyuk Henri Gouin
Université Aix-Marseille, UMR CNRS 6595, IUSTI
Les équations de Saint-Venant des eaux peu profondes sans effet de tourbillon sont analogues aux équations de la dynamique des gaz avec une loi d'état polytropique. Lorsque le tourbillon est pris en compte, on en déduit des équations qui sont analogues aux écoulements turbulents des gaz avec une structure simplifiée des équations du mouvement. Cette structure correspond aux équations avec un tenseur des contraintes de Reynolds sans termes sources. Les équations d'évolution prennent en compte seulement les effets géométriques. Une structure mathématique simple de ces équations nous permet ainsi "l'intégration " des équations de Reynolds. Des lois de conservation non-usuelles nécessaires pour l'étude des sauts hydrauliques turbulents sont aussi déterminées
communication programmée pour vendredi matin 9H30 salle J

n° 1211 Dessiner des interfaces statiques à l'aide de champs magnétiques

Marie-Charlotte Renoult Charles Rosenblatt Pierre Carles
FAST
Notre équipe a récemment initié l'utilisation de la lévitation magnétique pour l'expérimentation sur les instabilités d'interfaces sous accélération (e.g. Rayleigh-Taylor). Dans ce contexte, nous avons développé une méthode permettant, à l’aide d’un champ magnétique modulé spatialement, de déformer de manière statique l’interface entre deux fluides selon une forme quasi arbitraire. Nous présenterons ici nos premiers résultats théoriques et leur application à notre installation expérimentale.
communication programmée pour vendredi matin 9H50 salle J

n° 1278 Etude expérimentale et numérique de l'instabilité de Faraday entre deux liquides miscibles

Farzam Zoueshtiagh Sakir Amiroudine Ranga Narayanan
IEMN CNRS 8520
Nous avons étudié l'instabilité paramétrique de Faraday dans le cas particulier d'une interface entre deux liquides miscibles. Dans cette configuration l'instabilité développée est transitoire et ses caractéristiques physiques dépendent de l'épaisseur de l'interface. Nous présentons ici ces caractéristiques et les mécanismes derrière cette instabilité grâce à une étude à la fois expérimentale et numérique.
communication programmée pour vendredi matin 10H10 salle J

n° 914 Numerical simulation of Faraday waves

Nicolas Périnet Damir Juric Laurette Tuckerman
Laboratoire PMMH
Motivés par la variété des motifs offerts par l'instabilité de Faraday (quasi-cristaux, oscillons, super-réseaux), nous en réalisons la première simulation 3D non linéaire par un code joignant les méthodes de différences finies et de 'front-tracking'. Les seuils d'instabilité et les modes propres s'accordent avec la théorie. Les motifs carrés et héxagonaux observés expérimentalement ont été retrouvés. Cependant, le régime héxagonal serait transitoire et appartiendrait à une orbite hétérocline.
communication programmée pour vendredi matin 10H50 salle J

n° 818 Instabilité de Rayleigh–Taylor d’un film mince visqueux

Laurent Duchemin Michael Le Bars
IRPHE
Cette étude numérique concerne le développement de l'instabilité de Rayleigh-Taylor d'un film mince aux temps longs. Nous présenterons une étude de stabilité linéaire générale, ainsi que les différents régimes observés aux temps longs, en fonction des paramètres sans dimensions du problème.
communication programmée pour vendredi matin 11H10 salle J

n° 727 Rétraction capillaire d'une nappe liquide

Gilou Agbaglah Christophe Josserand Stéphane Zaleski
Institut Jean Le Rond D’Alembert
L'objectif de la présente étude, est d'une part l'analyse 2D de la dynamique et de la stabilité du bourrelet de Taylor-Culick formé au bout d'une nappe liquide sous l'effet de la tension de surface puis une étude numérique par des simulations 2D d'une nappe liquide se rétractant dans un milieu gazeux. La nappe liquide ainsi que le bourrelet formé au bord, sont d'autant plus instables que la viscosité du liquide diminue.Cette transition est étudiée à partir d'un critère quantitatif de stabilité.
communication programmée pour vendredi matin 11H30 salle J