Dynamique des superfluides : nucleation de vortex et transition de phase du premier ordre

Superfluid dynamic : vortex nucleation and first order phase transition

• Auteur / Autrice : Christophe Josserand
• Direction : Yves Pomeau
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

Cette these s'interesse a differents aspects de dynamiques de superfluides. Une derivation d'un modele simple par l'intermediaire d'une theorie cinetique quantique est elaboree : il s'agit de l'equation de schrodinger non lineaire (nls). Dans la seconde partie, il est montre que l'instabilite des solitons gris conduit a la nucleation de paires de vortex en dimension deux. La bifurcation noeud-col conduisant a la nucleation de vortex dans un ecoulement transsonique est ensuite etudiee en detail. La resolution de l'equation d'euler-tricomi permet de donner un critere de nucleation plus precis. L'equation de schrodinger non lineaire sous-critique (snls), derivee dans la troisieme partie, prend en compte la possibilite d'une transition liquide/vapeur ; lors d'ecoulements superfluides, cette propriete abaisse fortement le critere de nucleation de vorticite. De plus, l'etude de l'explosion puissante dans snls permet de proposer un scenario pour le rebond de bulle observe lors d'experiences sur la cavitation de d'helium#4. Finalement, si la densite homogene initiale est suffisamment faible, le liquide, lineairement instable, obeit a une dynamique de coalescence gouvernee par differentes lois d'echelle.