À côté des courants de gravité, un autre phénomène contribue aux échanges océaniques : les ondes internes. Ces ondes, qui existent dans tous les milieux stratifiés, atmosphère et océan, peuvent d’une part générer des courants moyens, source de transport, et d’autre part être à l’origine de mé- lange turbulent. La contribution de ces ondes à ce type de phénomène est encore mal connue par les océanographes. En collaboration avec Thierry Dauxois, qui étudie les ondes internes sous leur aspect fondamental depuis quelques années, j’ai mis en place et travaillé sur plusieurs expériences visant à mettre en évidence expérimentalement d’une part le phénomène de génération d’écoule- ment moyen par les ondes, et d’autre part de quantifier le mélange qu’un train d’ondes peut générer dans le milieu stratifié.

Pour débuter ce travail, nous nous sommes focalisés en particulier sur une instabilité inhérente aux ondes internes, l’Instabilité Paramétrique Subharmonique (voir figure), qui est une instabilité résonante à trois ondes dont nous avons mesuré le taux de croissance, ce qui n’avait jamais été réalisé expérimentalement. Dans le cas d’une onde plane, nous avons comparé les caractéristiques de l’instabilité avec un modèle théorique, avec un très bon accord, et nous avons aussi montré que la largeur finie du faisceau d’ondes joue un rôle important sur le démarrage de l’instabilité, tout comme sur la direction du transfert d’énergie associé à cette instabilité.

Nous avons par ailleurs caractérisé un écoulement moyen que peuvent générer les ondes dans certains situations, et dont l’ordre de grandeur des vitesses est voisin de celui des mouvements dus à l’onde elle-même. L’origine de cet écoulement moyen réside dans l’aspect tridimensionnel du dispositif expérimental, et en particulier dans l’extension latérale finie du générateur d’onde. Enfin, nous nous sommes aussi intéressés au profil de vitesse du champ d’onde à la réflexion à l’angle critique (angle de paroi égal à l’angle de propagation des ondes). Grâce une mesure de vitesse par PIV à haute résolution, nous avons corroboré (pour la première fois expérimentalement) des résultats théoriques obtenu il y a 15 ans par Thierry Dauxois sur cette réflexion critique.

Destabilisation of an internal wave beam by PSI