Des vagues turbulentes à bord de l'ISS

Publié par Redbran le 07/02/2020 à 14:00
Source: CNRS INSIS
Parmi les travaux scientifiques réalisés à bord de la station spatiale internationale par Thomas Pesquet, l'expérience FLUIDICS étudie la turbulence des ondes en apesanteur. Des chercheurs du CNRS, de l'Université de Paris et de l'École normale supérieure ont ensuite analysé les données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.). Publiés dans la revue Europhysics Letters, ces travaux renforcent la théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer, examiner ». Dans le langage courant, une théorie est une idée ou une...) de la turbulence (La turbulence désigne l'état d'un fluide, liquide ou gaz, dans lequel la vitesse présente en tout point un caractère tourbillonnaire : tourbillons dont la...) d'ondes (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible de propriétés physiques locales. Elle transporte...), qui possède de multiples applications dans des systèmes naturels sur Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus grande et la plus massive des quatre...) et dans l'Espace.


Thomas Pesquet présente le réservoir utilisé dans l'expérience Fluidics. La sphère (En mathématiques, et plus précisément en géométrie euclidienne, une sphère est une surface constituée de tous les points situés...) instrumentée est partiellement remplie d'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.).
© CNES/ESA

Les séjours à bord de la station spatiale internationale (La Station spatiale internationale (en anglais International Space Station ou ISS) est un habitat placé en orbite terrestre basse, occupé en permanence par un équipage...) (ISS) sont l'occasion de mener des expériences impossibles sur la terre ferme. Lors de la mission Proxima, Thomas Pesquet s'est chargé de l'installation de FLUIDICS (1). Cette expérience, développée (En géométrie, la développée d'une courbe plane est le lieu de ses centres de courbure. On peut aussi la décrire comme l'enveloppe de la famille des droites normales à la courbe.) par le CNES et Airbus (Airbus est un constructeur aéronautique européen et également un acteur majeur dans la construction aéronautique mondiale. Filiale à 100 % du groupe...) Defence and Space, vise entre autres à mieux comprendre la turbulence des ondes. L'appareil consiste en un système motorisé d'agitation (L’agitation est l'opération qui consiste à mélanger une phase ou plusieurs pour rendre une ou plusieurs de ces caractéristiques homogènes. Plusieurs types d'opérations liées à...) d'un réservoir sphérique partiellement rempli d'eau. À l'intérieur de cette sphère, l'eau épouse toutes les parois dans toutes les directions grâce à l'impesanteur (L'impesanteur est l'état d'un corps tel que l'ensemble des forces gravitationnelles et inertielles auxquelles il est soumis possède une...), laissant de l'air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et incolore. Du fait de la diminution de la pression de l'air avec l'altitude, il est nécessaire de pressuriser les cabines des avions et autres...) au centre du globe. L'eau ne rencontre alors pas de bord et, sans gravité (La gravitation est une des quatre interactions fondamentales de la physique.), c'est la cohésion du liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est facilement déformable mais difficilement compressible.) qui régit la propagation des vagues. Des chercheurs du laboratoire Matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état solide, l'état liquide, l'état gazeux. La matière occupe de l'espace et...) et systèmes complexes (MSC (En France un MSc est un diplôme d’enseignement supérieur accrédité par la Conférence des grandes écoles.), CNRS/Université de Paris) et du Laboratoire de physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans...) de l'École normale supérieure (LPENS, CNRS/ENS Paris/Sorbonne Université/Université de Paris) ont ainsi pu tester des prédictions théoriques dans un contexte (Le contexte d'un évènement inclut les circonstances et conditions qui l'entourent; le contexte d'un mot, d'une phrase ou d'un texte inclut les mots qui l'entourent. Le concept de contexte issu...) uniquement disponible à bord de l'ISS.

L'agitation par un moteur (Un moteur (du latin mōtor : « celui qui remue ») est un dispositif qui déplace de la matière en apportant de la puissance. Il effectue...) de la sphère de FLUIDICS provoque l'apparition de vagues à l'interface (Une interface est une zone, réelle ou virtuelle qui sépare deux éléments. L’interface désigne ainsi ce que chaque élément a besoin de...) de l'air et de l'eau. Ces vagues se sont réparties, ont interagi puis se sont mélangées, pour atteindre un régime dit de turbulence des ondes. La durée des mesures souligne que cet état est bien stationnaire, car des expériences précédentes effectuées en vols paraboliques se limitaient à une vingtaine de secondes. Des prédictions théoriques sont alors vérifiées, dans des conditions a priori en dehors du domaine de validité du modèle. Le phénomène de turbulence d'ondes est très général et se rencontre aussi bien pour les vagues dans l'océan (Un océan est souvent défini, en géographie, comme une vaste étendue d'eau salée. En fait, il s'agit plutôt d'un volume, dont l'eau est en permanence renouvelée par des courants...), que pour les plasmas magnétisés comme le vent solaire (Le vent solaire est un flux de plasma constitué essentiellement d'ions et d'électrons qui sont éjectés de la haute atmosphère du Soleil. Pour les étoiles autres que le Soleil, on parle généralement de vent stellaire.).

Notes:
(1) Fluid dynamics in space, dynamique des fluides (La dynamique des fluides est l'étude des mouvements des fluides, qu'ils soient liquide ou gaz. La résolution d'un problème de dynamique des fluides demande normalement de calculer diverses propriétés des fluides...) dans l'espace.


Contact:
- Communication (La communication concerne aussi bien l'homme (communication intra-psychique, interpersonnelle, groupale...) que l'animal (communication intra- ou inter- espèces) ou la machine (télécommunications,...) INSIS - insis.communication at cnrs (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français (EPST).).fr
- Michaël Berhanu - MSC - michael.berhanu at univ-paris-diderot.fr

Référence:
Capillary wave turbulence experiments in microgravity,
M. Berhanu, E. Falcon, G. Michel, C. Gissinger and S. Fauve (Fauve se réfère au sens large aux Mammifères carnivores, et en particulier aux moyens à grands félins. Ce terme est également employé pour distinguer les grands félins — grand fauves...).
128, 3, 34001 EPL (Europhysics Letters)
DOI: 10.1209/0295-5075/128/34001
Cet article vous a plus ? Vous souhaitez nous soutenir ? Partagez-le sur les réseaux sociaux avec vos amis et/ou commentez-le, ceci nous encouragera à publier davantage de sujets similaires !
Page générée en 0.451 seconde(s) - site hébergé chez Amen
Ce site fait l'objet d'une déclaration à la CNIL sous le numéro de dossier 1037632
Ce site est édité par Techno-Science.net - A propos - Informations légales
Partenaire: HD-Numérique