Dynamique non-newtonienne de courants de gravité chargés en particules : Étude en régime turbulent
Résumé
Gravity currents are geophysical phenomena that occur mainly in oceanic environments. These currents have been the subject of numerous studies in the absence of particles. However, their dynamics become significantly more complex when particles are in suspension. In this thesis, we aim to characterize the dynamics of these currents in the presence of particles in multiple configurations corresponding to those found in nature. The use of new measurement techniques with high spatial and temporal resolution enables us to probe the internal structure of these currents in the case of isodense flows, and to isolate the effects of high-concentration viscosity. This technique can then be used to probe the internal structure of particle-laden gravity currents according to their buoyancy properties (sedimentation, isodensity, creaming). Finally, configurations representative of those found in nature reveal dynamics far more complex than expected. The appearance of convection effects is revealed by the study of particle-laden hypopycnal currents.
Les courants de gravité sont des phénomènes géophysiques qui se manifestent principalement dans les environnements océaniques. Ces courants ont été l'objet de nombreuses études en l'absence de particules. Toutefois, leur dynamique devient significativement plus complexe lorsqu'il y a des particules en suspension. Dans cette thèse nous cherchons à caractériser la dynamique de ces courants en présence de particules dans des configurations multiples correspondant à des configurations retrouvées dans la nature. L'utilisation de nouvelles techniques de mesures à haute résolution spatiale et temporelles permet de sonder la structure interne de ces courants dans le cas d'écoulements isodenses et d'isoler les effets de viscosité à haute concentration. Cette technique permet ensuite de sonder la structure interne de courants de gravité chargés en particules selon leur propriété de flottabilité (sédimentation, isodensité, crémage). Pour finir, des configurations représentatives de celles que l'on retrouve dans la nature permettent de mettre en lumière des dynamiques bien plus complexes que celles attendues. L'apparition d'effets de convection est révélée par l'étude de courants hypopycnaux chargés en particules.
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