Turbulence superfluide de vortex sur une surface courbée – VORTECS

Le projet VORTECS (Turbulence superfluide de vortex sur une surface courbée) est une collaboration théorie-expérience pour étudier la dynamique superfluide sur la surface d’une bulle. Il vise premièrement à démontrer l’existence d’ondes de Rossby, de grande longueur d’onde, et d’écoulement zonal (azimutal) sous l’influence d’une force de Coriolis dépendant de la latitude, réalisant un analogue superfluide de phénomènes d’hydrodynamique atmosphérique. Les paramètres expérimentaux pertinents peuvent être variés sur une grande plage de valeurs : la vitesse de rotation de subsonique à hypersonique et la latitude du pôle sud à l’équateur. Deuxièmement, afin de visualiser les trajectoires individuelles des vortex, nous mettrons en œuvre une imagerie in situ, non destructive, et de haute résolution. Nous développerons aussi un modèle cinétique effectif décrivant un gaz de vortex dilué pour décrire quantitativement les processus de redistribution en énergie et impulsion. Cela nous permettra d’étudier la dynamique de grands clusters de vortex, un aspect caractéristique de la turbulence bi-dimensionnelle. Le modèle cinétique servira à guider les expériences pour produire et caractériser des états turbulents. Finalement, nous mettrons en évidence l’interaction entre les effets de courbure, de rotation, d’instabilité à grande échelle et de dynamique des vortex, sur la compétition entre la formation de clusters de vortex et d’écoulements azimutaux à grande échelle.