Acronyme du projet : FLAVE
Titre du projet : « Projet Energétique des écoulements turbulents naturels : l’impact des ondes et des radiations ».
Chercheur (PI) : Basile GALLET
Institution d’accueil (HI) : CEA
Détails de l’appel : Starting Grant (StG), PE3, ERC-2017-STG
Résumé :
La turbulence dans les flux naturels est un défi exceptionnel avec des implications clés pour l’énergétique des planètes, des étoiles, des océans et du système climatique terrestre. Ces écoulements naturels interagissent avec des ondes, des rayonnements ou une combinaison de ceux-ci : ondes de surface et rayonnement solaire sur les océans et les lacs, ondes de masse et rayonnement à l’intérieur du soleil en rotation rapide et conducteur d’électricité, etc. Les modèles simplifiés standards négligent souvent les ondes, le rayonnement ou les deux, ce qui a des conséquences dramatiques sur le bilan énergétique des flux naturels : les modèles géostrophiques négligent les ondes et la convection thermique de Rayleigh-Bénard considère que la chaleur est injectée de manière diffuse à travers une frontière solide, ce qui contraste fortement avec le chauffage radiatif. L’objectif du présent projet multidisciplinaire est de développer une description cohérente et couplée des flux naturels interagissant avec les vagues et le rayonnement, afin d’évaluer correctement leur bilan énergétique :
- Étant donné que la résolution des vagues de surface dans les modèles océaniques globaux restera hors de portée pendant des décennies, je dériverai et étudierai des équations réduites décrivant leur couplage bidirectionnel avec les courants océaniques, avec des implications opportunes pour la remontée des nutriments, la force de la circulation océanique globale et, en fin de compte, la séquestration du CO2 et le système climatique.
- En m’appuyant sur mes récentes avancées dans le domaine de la turbulence rotative et magnétohydrodynamique, je dériverai un ensemble d’équations réduites pour simuler de tels flux turbulents à proximité de la transition où des ondes 3D apparaissent sur un flux turbulent 2D. Cette approche me permettra d’atteindre des régimes de paramètres sans précédent, dépassant de plusieurs ordres de grandeur les simulations numériques directes (DNS) 3D les plus récentes.
- Enfin, je combinerai les DNS de pointe avec une plateforme expérimentale polyvalente pour déterminer la structure, l’énergie cinétique et le transport de chaleur de la convection radiative turbulente dans diverses géométries. J’extrapolerai les lois d’échelle résultantes à la circulation océanique, au mélange dans les lacs et à la tachocline solaire.
Date de début : 2018-03-01, Date de fin : 2023-02-28.