Au cours des deux heures et demie que nous avons passé avec les chercheurs, nous avons appris de nombreuses choses que nous avons pu rajouter à notre TPE et qui nous ont permis d'avoir une plus ample compréhension de notre complexe sujet. Ils ont introduit des nouvelles notions telles que les groupes de vagues et l'énergie de groupe.
L'installation permet de réaliser toutes sortes d'expériences pour comprendre la formation et le déferlement des vagues à l’aide de grandes souffleries construites en 1970, mais pas seulement comme le montre le projet actuel d'éolienne. Ces souffleries constituent en fait un circuit fermé où le vent suit un conduit dans lequel sa turbulence est cassée par des anneaux avant d'entrer dans la salle du bassin. L’action du vent sur l’eau se fait par friction et forme des vagues de mouvement égal à la masse fois la vitesse (masse de l'air * vitesse = quantité de mouvement transférée sur l’eau). Il faut donc un vent d’une vitesse de 2 mètres par seconde au minimum pour former des vagues. En plus de ce vent se trouve un batteur à houle permettant comme son nom l'indique de former de façon régulière de la houle.
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La longueur totale du plus grand bassin (il y en a 2) est de 40 mètres. La sonde à vagues est utilisée afin de mesurer les variations de la hauteur des vagues. L’appareil est constitué d’un fil de nickel qui fait office de conducteur tandis que le téflon qui l'entoure joue le rôle d 'isolant. L'ensemble est relié par des fils à de l'électronique qui transmet les donnés à l'ordinateur. L'unité de mesure ici utilisée est le Farad.
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Observer le phénomène du déferlement a également été possible à l'aide d'une autre maquette faite de verre d'environ 15 mètres de long. Dans ce cas là, une petite plage artificielle dissipe les vagues pour les empêcher de revenir dans l'autre sens en direction du batteur à vagues qui créé le mouvement voulu à l'aide d'un système de pistons. Nous avons ainsi pu faire varier l'amplitude des vagues créées par la maquette en modifiant les paramètres variables de l'expérience, tels que les mouvements du batteur, ainsi que rajouter du vent. Nous avons ainsi pu constater le lien entre la forme de la vague et le type de déferlement. Par exemple, lors de la propagation des vagues, certaines devenaient instables, roulaient sur elles-mêmes et formaient de toutes petites capillaires sur l'avant, ce qui permet de déduire que le déferlement de ces vagues ne sera pas plongeant. Ainsi, le vent apporte de l'énergie mais le déferlement la dissipe.
Au sein de la maquette; nous avons aussi observé que le vent créé des ondes de pression amplifiées au fur et à mesure. On peut observer au départ de petites vagues capillaires qui se forment. La dissipation des vagues est proportionnelle à l'inverse de longueur d'onde au carré. Cette dissipation d'énergie est réalisée par déferlement; on voit que les vagues courtes se dissipent plus vites que les longues. Le vent au-dessus des vagues devient un air visqueux et se déforme ; il « accroche » plus les vagues, la pression exercée est plus grande et donc cela entraîne l’amplification des mouvements de vagues.
Cette sortie nous a aussi fait découvrir le phénomène des groupes de vagues tout comme les équations de Navier-Stokes ou équations de la mécanique des fluides. Ces équations étant beaucoup trop complexes pour des élèves de 1S, nous les avons ainsi écartées.
PS: toutes les photos et les vidéos de cette partie nous appartiennent et ont été réalisées lors de notre sortie.
Remerciements : Nous tenions à remercier Hubert Branger et Guillemette Cauliez de nous avoir accueilli sur leur site à Luminy et accordé de leur temps. Grâce à eux, notre savoir en la matière s'est grandement enrichi.
Au sein de la maquette; nous avons aussi observé que le vent créé des ondes de pression amplifiées au fur et à mesure. On peut observer au départ de petites vagues capillaires qui se forment. La dissipation des vagues est proportionnelle à l'inverse de longueur d'onde au carré. Cette dissipation d'énergie est réalisée par déferlement; on voit que les vagues courtes se dissipent plus vites que les longues. Le vent au-dessus des vagues devient un air visqueux et se déforme ; il « accroche » plus les vagues, la pression exercée est plus grande et donc cela entraîne l’amplification des mouvements de vagues.
Cette sortie nous a aussi fait découvrir le phénomène des groupes de vagues tout comme les équations de Navier-Stokes ou équations de la mécanique des fluides. Ces équations étant beaucoup trop complexes pour des élèves de 1S, nous les avons ainsi écartées.
PS: toutes les photos et les vidéos de cette partie nous appartiennent et ont été réalisées lors de notre sortie.
Remerciements : Nous tenions à remercier Hubert Branger et Guillemette Cauliez de nous avoir accueilli sur leur site à Luminy et accordé de leur temps. Grâce à eux, notre savoir en la matière s'est grandement enrichi.
Voici ici ce que nous avons pu observer dans la plus petite des deux maquettes. Ce modèle réduit est très intéressant car il nous permet vraiment d'avoir une vision de ce qu'est la houle. D'un côté, nous avons le batteur qui produit des ondulations régulières et de l'autre nous avons le vent qui en plus du batteur exerce une pression sur les ondulations déjà présentes, les rendant encore plus grandes et ce qui forme des vagues capillaires à l'avant de la vague qui perd sa stabilité; un "mini" déferlement survient à cause de la pression. Nous voyons qu'au fil de la distance, ces vagues ne réduisent en aucun cas de taille, phénomène expliqué dans la partie "propagation"