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Des vagues en forme d’étoile décorent le portail Physics de l’APS




Le mouvement des vagues à la surface de l’eau est régi par un ensemble d’équations non-linéaires. Ce milieu est aussi dispersif, c’est-à-dire que la vitesse des ondes dépend de leur longueur. La conjonction des effets non linéaires et dispersifs peut donner lieu à des phénomènes remarquables, telles les ondes solitaires, les tsunamis ou les vagues scélérates [1,2]. Une autre conséquence remarquable des propriétés du milieu est qu’elles peuvent engendrer des vagues présentant des géométries particulières [3]. Par exemple, les vagues en forme de "fer à cheval" [4] résultent de l’interaction non linéaire entre cinq vagues [5]. Bien qu’on se serait attendu à l’existence d’une grande variétés d’ondes à la surface de l’eau, en conséquence de ces non linéarités, la mise en évidence de vagues d’un nouveau type reste un événement assez rare [6].

Dans cet article, des chercheurs du LPMC, en collaboration avec un chercheur du LJAD, ont mis en évidence des vagues qui présentent alternativement l’aspect d’une étoile ou d’un polygone. La symétrie de l’étoile (c’est-à-dire le nombre de ses branches) est indépendante de la forme du récipient, et varie avec les paramètres de vibration imposés. Ce type d’onde apparaît, sous certaines conditions, à la surface d’un liquide lorsque celui-ci est soumis à des vibrations verticales. Les résultats montrent qu’un couplage résonant à trois vagues peut être à l’origine de l’instabilité conduisant à l’apparition de telles géométries.

[1] D. J. Korteweg, G. de Vries Philosophical Magazine 39, 422 (1895)

[2] A. Chabchoub, A.P. Hoffmann, & H. Akhmediev, Phys. Rev. Lett. 106, 204502 (2011)

[3] M.C. Cross, P.C. Hohenberg, Rev. Mod. Phys. 65, 851 (1993)

[4] M.Y. Su, J. Fluid Mech. 124, 73 (1982)

[5] D. Fructus, C. Kharif, M. Francius, O. Kristiansen, D. Clamond & J. Grue, J. Fluid Mech. 537, 155 (2005)

[6] J. Rajchenbach, A. Leroux & D. Clamond, Phys. Rev. Lett. 107, 024502 (2011)

- Lien vers l’article sur le site de Physical Review Letters.

- Lien vers l’article sur HAL.

- Cet article a été sélectionné pour être présenté sur le portail "Physics" qui met en avant des articles des revues Physical Review.

Mots-clés

Fluides & Matériaux Complexes, Fluides Complexes