Liens entre fluctuations et trainée en turbulence: vers une compréhension de la réduction de trainée – LIFT

Que ce soit dans le transport aérien ou le transport de fluides dans des pipelines, la dissipation d'énergie des écoulements turbulents, ou trainée, limite sévèrement les performances et produit des pertes considérables d'énergie. La compréhension de la variation de ces pertes avec les propriétés des écoulements reste limitée malgré des efforts soutenus depuis plus d'un siècle. Des théories récentes indiquent qu'une brique essentielle à cette compréhension est le lien entre les propriétés statistiques des fluctuations en turbulence et les propriétés macroscopiques comme la trainée turbulente. Ce lien est familier en physique statistique où les grandeurs macroscopiques sont liées directement aux fluctuations mais n'a pour l'instant pas d'équivalent en turbulence. En utilisant des écoulements bidimensionnels obtenus dans des films de savon, nous avons montré récemment que ce lien peut expliquer la variation des pertes visqueuses à la fois pour les écoulements avec des parois lisses qu'avec des parois rugueuses. Le but principal de ce projet est de se pencher maintenant sur la réduction de trainée turbulente en présence de polymères et examiner si le lien entre propriétés statistiques représentées par le spectre des fluctuations de vitesse et ses modifications suite à l'ajout de polymères peut expliquer cette réduction. La réduction de trainée par l'ajout de polymères est un procédé très répandu mais les mécanismes derrière restent à élucider. Nous pensons que ce projet amènera un nouvel éclairage sur ce problème ancien mais mal compris et dont l'utilité est indéniable.