Vagues de tsunamis générées par écoulements gravitaires peu denses

La thèse de doctorat en physique avec un financement CNRS-MITI dans le cadre du projet TEGRAV (Génération de Tsunamis par Écoulements GRAVitaitres peu denses) dont l’intitulé est « Vagues de tsunamis générées par écoulements gravitaires peu denses » se déroule à cheval sur deux laboratoires, au FAST à l’Université Paris-Saclay avec l’encadrement de Philippe Gondret et de Cyprien Morize, et au LMV de l’Université Clermont-Auvergne avec l’encadrement d’Olivier Roche et de Raphaël Paris.

Bien que de nombreux tsunamis soient générés par des tremblements de terre, certains le sont par des écoulements gravitaires subaériens qui peuvent intervenir non seulement dans les océans, mais aussi dans les lacs ou les rivières. Leur compréhension constitue un grand défi pour la mécanique des fluides environnementaux car les mécanismes à l’oeuvre dans la génération de ces vagues sont très complexes, avec trois phases en interaction : les grains solides, le gaz interstitiel et l’eau.

Les expériences menées au FAST à Orsay comprennent un canal de 2 m de long, avec une colonne granulaire rectangulaire composée de billes de polypropylène de 5 mm de diamètre et dont la densité proche de celle de la glace. Celles menées au LMV à Aubière comprennent un canal de 7 m de long, avec une colonne rectangulaire composée de billes de polystyrène de 80 µm de diamètre et de densité 1050 kg/m³, fluidisée dans le réservoir et le long d’une rampe avant impact dans l’eau. L’acquisition des données se fait par le biais de caméras haute vitesse et par l’analyse d’images avec la détection des interfaces air/eau et eau/grains.

Expérience d’effondrement de colonne granulaire réalisée au FAST. Les dimensions de la colonne sont 39 x 10 x 15 cm³, la hauteur d’eau est 3 cm. L’eau est colorée avec de la fluorescéine pour améliorer le contraste. Les billes utilisées sont des billes de polypropylène (900 kg/m³) de 5 mm de diamètre. Le traitement d’image est réalisé sur Matlab.