Etudes expérimentales en fluide stratifié : couche limite et interactions fluide-structure

Cette thèse présente deux études expérimentales en milieu stratifié, i.e. possédant un gradient vertical de densité. Nous traitons des conséquences d’une telle caractéristique dans deux cas classiques de mécanique des fluides, considérant d’une part un écoulement de couche limite et d’autre part un problème d’interaction fluide-structure.La couche limite étudiée est générée par un plan incliné transversalement d'un angle α. Une approche théorique montre que le profil usuel de Blasius peut-être retrouvé, mais superposé à un écoulement transverse du fait de l’angle introduit. Cet écoulement est ensuite perturbé par des ondulations transverses de la plaque qui induisent une divergence de l’écoulement transverse, se traduisant par l’émission d’ondes internes localisées dans la couche limite. Réalisant alors des expériences, nous observons ce phénomène pour la première fois grâce à de la vélocimétrie par images de particules. Les résultats montrent un bon accord quantitatif entre les prédictions théoriques et les mesures expérimentales. Dans un second temps nous présentons la première étude de ‘’vortex induced vibration’’ (VIV, phénomène d'oscillation d'un objet induit par le détachement tourbillonnaire de son sillage) en fluide stratifié. Pour cela, nous avons tracté des cylindres attachés à des bras rigides pouvant tourner autour d’un axe horizontal. Les expériences ont mis en évidence l'existence de deux régimes d'oscillation : le premier est interprété comme de la VIV, et le second comme résultant d'une instabilité