Un outil exceptionnel pour l'étude des écoulements géophysiques

 "La plateforme Coriolis est un outil exceptionnel pour modéliser expérimentalement les écoulements atmosphériques et océaniques, lesquels sont des phénomènes majeurs dans la vie de la planète, explique Joël Sommeria, chercheur au LEGI et responsable scientifique de la plateforme. Ses grandes dimensions permettent de minimiser l’influence de la viscosité, reproduisant ainsi les écoulements turbulents tels qu’ils sont dans la nature. La rotation permet en outre d’introduire la force de Coriolis".
 

En effet, tout élément qui se déplace à la surface d’un système en rotation, subit une force perpendiculaire à sa vitesse de déplacement : vers la droite dans l’hémisphère Nord, et vers la gauche dans l’hémisphère sud. C’est la force de Coriolis. S’il est nécessaire de prendre en compte la rotation de la Terre pour étudier les fluides géophysiques, il faut également tenir compte de deux autres paramètres : la topographie des fonds marins (reproduits au cas par cas grâce à des maquettes en résine) mais aussi les variations de température et de densité de l’eau. Les variations de densité sont obtenues en utilisant de l’eau salée obtenue par un fin mélange de saumure et d’eau douce. "En combinant tous ces effets, il est possible de reproduire un grand nombre de phénomènes naturels, comme l’enroulement des cyclones ou le comportement des MEDDIES, ces lentilles d’eau tourbillonnaires provenant de la Méditerranée qui se forment au niveau de Gibraltar et se déplacent dans l’océan Atlantique sur des milliers de kilomètres, contribuant au transport de chaleur et de nutriments", explique Samuel Viboud, ingénieur d’étude au LEGI et responsable technique de la plateforme.
Pour visualiser ces phénomènes, des techniques de mesure tridimensionnelle en volume par un système de balayage de plan laser ont spécialement été mises au point. "Outre le sel, le fluide placé dans la piscine de la plateforme contient des particules que l’on peut visualiser en les éclairant : un faisceau laser balaye verticalement la masse liquide afin de visualiser les courants dans les trois dimensions, explique Samuel Viboud. Des images numériques sont enregistrées à intervalle de temps réguliers par des caméras situées sur le portique surplombant le bassin. Les mouvements des particules, et donc du fluide, sont alors traduits en vitesse par un traitement informatique".