Naissance des dunes sous un régime de vent bidirectionnel
La plupart des mers sablonneuses terrestres se forment aux latitudes subtropicales, où la direction du vent présente des variations saisonnières. Dans ce travail, nous étendons l’analyse de stabilité linéaire bidimensionnelle d’un lit de plat de sable, associée à un vent unidirectionnel, au cas tridimensionnel afin de tenir compte de la variabilité des vents, en terme de force et de direction. Il a été observé (expérimentalement, numériquement et sur le terrain) que l’orientation des dunes dépend du régime de vent.
Date de publication : 12/02/2019
Presse, Recherche
Équipes liées :
Dynamique des fluides géologiques
Thèmes liés : Système Terre
En nous concentrant sur le cas simple de régimes d’écoulement bidirectionnels, nous montrons explicitement la manière dont cette orientation est contrôlée par l’angle entre les deux directions des vents, ainsi que par le rapport de transport entre ces deux. En particulier, nous retrouvons la transition de motifs perpendiculaires au flux résultant de motifs alignés avec ce dernier lorsque l’angle entre les deux vents dépasse 90°. Cette analyse prédit également la longueur d’onde initiale du motif, qui diminue près de l’angle de transition en raison d’un effet géométrique. Pour des directions de vents constantes, cette longueur initiale augmente lorsque la vitesse du vent est proche du seuil de transport.
Cette analyse théorique est complétée par des expériences subaquatiques analogues, où le lit de sédiments est soumis à des écoulements d’eau changeant de direction au cours du temps. Pour des angles plus petits que 90°, les données expérimentales valident le modèle, apportant la preuve de l’effet géométrique prédit, mais aussi de l’augmentation de la longueur d’onde à proximité du seuil de transport. Pour des angles plus grands que 90°, on observe que la longueur d’onde des dunes est systématiquement plus faible que celle prédite. Ceci est interprété comme le signe de non-linéarité accrue induite par le contact direct de l’écoulement avec les phases d’avalanche des dunes lorsque l’écoulement souffle alternativement des deux côtés de la dune.
Réf : C. Gadal, C. Narteau, S. Courrech du Pont, O. Rozier, P. Claudin, Incipient bedforms in a bidirectional wind regime, Journal of Fluid Mechanics, 862, 490-516, DOI : 10.1017/jfm.2018.978
