Lundi 24 février à 11h00, salle des séminaires IRPHE
Résumé : Dans les fluides stratifiés et/ou en rotation ainsi que dans les plasmas, la turbulence et les ondes interagissent pour transférer l’énergie, générant ainsi des inhomogénéités. La dynamique de ces écoulements, comme on l’observe dans les océans et l’atmosphère, peut être influencée par des zones de turbulence caractérisées par des transferts d’énergie et dissipation intenses par rapport au comportement global du système.
En présence d’inhomogénéité et d’anisotropie, les outils d’analyse standards ne suffisent pas à caractériser les transferts et les échanges d’énergie entre les échelles. La technique du filtrage spatial (SF) a donc été utilisée pour étudier l’énergétique des écoulements d’intérêt géophysique et des plasmas, comme ceux générés dans les machines de fusion. En particulier, nous avons ciblé deux phénomènes majeurs : les courants verticaux extrêmes se développant dans les écoulements stratifiés, sous certaines conditions de nombre de Froude, et les événements de reconnexion magnétique observés dans le plasma.
L’application du SF à des simulations numériques directes d’écoulements stratifiés nos a permis de montrer que les courants verticaux injectent de l’énergie, renforçant ainsi la turbulence et la dissipation tout en modifiant les propriétés du mélange turbulent. De même, dans les plasmas cinétiques, il a été démontré pour la première fois que la reconnexion magnétique induit un transfert bidirectionnel d’énergie vers les grandes et les petites échelles. La présence d’événements intermittents représente un défi pour la gestion des vastes volumes de données géophysiques issues de simulations haute résolution et de campagnes d’observation.
Finalement, une méthode d’apprentissage automatique est proposée afin de reproduire les champs physiques dans un écoulement stratifié perturbé par des événements extrêmes, tout en assurant la précision des moments statistiques d’ordre élevé. Ces résultats sont généralisables à d’autres systèmes, notamment pour la reconstruction de champs scalaires intermittents afin d’étudier leurs propriétés de diffusion, ainsi que pour les champs de vitesse dérivés des observations de la couche limite planétaire et de la haute atmosphère.