Transition vers la turbulence de l'écoulement de Couette de torsion

Abstract

Cette étude présente le comportement statistique de structures localisées – appelées « spots »- qui se propagent dans l'écoulement entre un disque tournant et un disque stationnaire quand ceux-ci sont très proches l'un de l'autre. Dans ces conditions l'écoulement s 'appelle l'écoulement de Couette de torsion. En utilisant une analyse d'images originale, la présente étude permet de décrire les caractéristiques des spots dont le nombre augmente avec le nombre de Reynolds jusqu'à ce que ceux-ci envahissent totalement l'écoulement. Nous proposons un modèle statistique qui prévoit une forme de type « fonction erreur » pour la probabilité d'observation d'un spot à une position radiale donnée. Cette prévision est confirmée par l'analyse d'images et la courbe de stabilité de l'écoulement de Couette de torsion est déduite de ces observations. Cette courbe présente un comportement en loi de puissance du type (Re-Rec)-3/2 , compatible avec les courbes de stabilité des autres écoulements de Couette.