Étude expérimentale des ondes de gravité internes en présence de topographie. Émission, propagation, réflexion

Experimental study of internal gravity waves in presence of a topography. Emission, propagation, reflection.

• Auteur / Autrice : Louis Gostiaux
• Direction : Thierry Dauxois
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Lyon, École normale supérieure (sciences)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Océanographie

Hydrodynamique

Ondes de gravité

Mécanique des fluides

Résumé

L'étude physique des enveloppes externes de la Terre est fortement influencée par leur stratification. Cette dernière permet la propagation d'ondes anisotropes appelées ondes de gravité internes. L'interaction de ces ondes avec la topographie gouverne la génération et la dissipation de ces ondes, et joue un rôle non négligeable dans le bilan énergétique global de la planète. Nous avons mis au point une technique de visualisation des ondes internes par strioscopie synthétique, et mené parallèlement des expériences à grande échelle sur leur réflexion critique. Nous avons également élaboré un nouveau type d'excitateur d'ondes internes planes. Ces expériences nous ont permis de valider une théorie analytique d'émission par des corps oscillants et de l'appliquer à la génération d'ondes par un talus continental. Nous avons également confirmé la présence d'effets nonlinéaires lors de la réflexion critique. Enfin, nous avons étudié l'influence de la force de Coriolis sur ces phénomènes.

The dynamics of atmosphere and ocean is strongly influenced by their stratification, that allows the propagation of internal gravity waves. Those waves interact with topography, leading both to their generation and dissipation, and play a key role in the global energy budget of the Earth. We designed a syntehic schlieren setup to visualize those waves, and led large scale experiments on internal waves critical reflection. We also designed a novel internal waves generator. With those experiments, we verified analytical predictions on internal waves emission by oscillating bodies and applied it to tidal conversion at a continental shelf. We also analyzed nonlinear effects during critical reflection. Last, we led the first experiments on gravito-inertial waves propagation.