DECORTIQUAGES

L’analyse des tourbillons des bulles de savon pour prévoir l’intensité des… ouragans !

Laboratoire ondes et matière d’Aquitaine CNRS

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© Hamid Kellay

Des bulles de savon pour prévoir l’intensité des ouragans et des typhons ? C’est en partant de cette question qui peut paraître étonnante que des physiciens du Laboratoire ondes et matière d’Aquitaine (CNRS/université de Bordeaux) ont réalisé une expérience pour le moins originale : ils ont utilisé des bulles de savon pour modéliser les écoulements atmosphériques. Résultat : l’étude détaillée de la vitesse de rotation des tourbillons sur les bulles a permis d’en tirer une loi qui régit de façon précise l’évolution de leur intensité et de proposer un modèle simple pour prévoir celle des cyclones. Ces résultats menés en collaboration avec des chercheurs de l’Institut de mathématiques de Bordeaux (CNRS/université de Bordeaux/Institut polytechnique de Bordeaux) et une équipe de l’Université de la Réunion viennent d’être publiés dans la revue Nature Scientific Reports.

Prévoir l’intensité ou la force des vents des cyclones tropicaux, typhons ou ouragans est un objectif majeur en météorologie : la vie de centaines de milliers de personnes peut en dépendre. Or, malgré des progrès récents, cette prévision reste difficile à faire car elle fait intervenir de nombreux facteurs liés à la complexité de ces tourbillons géants et à leur interaction avec l’environnement. Une nouvelle piste de recherche vient d’être ouverte par les physiciens du Laboratoire ondes et matière d’Aquitaine (CNRS/Université Bordeaux 1) qui ont réalisé une expérience originale avec… des bulles de savon. Les chercheurs ont réalisé des simulations d’écoulements sur des bulles de savon, reproduisant la courbure de l’atmosphère et s’approchant le plus possible d’un modèle simple d’écoulements atmosphériques. L’expérience a permis d’obtenir des tourbillons qui ressemblent à des cyclones et dont la vitesse de rotation ou intensité montre une dynamique étonnante : celle-ci commence par être faible au départ ou juste après la naissance du tourbillon puis augmente de façon importante dans le temps. Après cette phase d’intensification, le tourbillon atteint son intensité maximale et amorce ensuite une phase de décroissance.
 
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© Hamid Kellay.
 

L’étude détaillée de la vitesse de rotation de ces tourbillons a permis d’en tirer une loi simple qui régit de façon précise l’évolution de leur intensité. Cette loi permet par exemple d’estimer l’intensité maximale que va atteindre le tourbillon et la durée nécessaire pour l’atteindre à partir de son évolution initiale. Cette prévision peut commencer une cinquantaine d’heures après la formation du tourbillon, période représentant à peu près le quart de sa durée de vie pendant  laquelle les vitesses des vents s’intensifient. Les chercheurs ont ensuite voulu vérifier que ces résultats étaient applicables sur de vrais cyclones. En appliquant la même analyse sur près de 150 cyclones de l’océan Pacifique et de l’océan Atlantique, il s’est avéré que cette loi était valable pour ces dépressions météorologiques. Ces travaux de physique proposent donc un modèle simple qui pourrait aider à l’avenir les météorologues à mieux prévoir l’intensité des ouragans.

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