Dans le cadre du projet ANR SOGOOD, des chercheurs du LEGI (T. Leduque, M. Kaczmarek, E. Bartélemy, H. Michallet, N. Mordant) effectuent une campagne de mesure de grande ampleur au bassin LHF de la compagnie Artelia. Ce bassin a une taille de 27mx30m et est équipé d’un mur de 60 batteurs indépendants permettant de sculpter des ondes à volonté. Le but de la campagne est d’étudier les vagues dans un régime de faible profondeur d’eau (35 cm) qui se caractérise notamment par la présence de solitons.
Dans une propagation 1D les solitons sont des vagues localisées qui se propagent sans changer de forme et qui interagissent entre eux à la manière de quasi-particules.
Dans le cas d’une propagation 2D, comme c’est le cas dans le bassin LHF quand les ondes ne sont pas alignées avec les murs, la propagation est nettement plus riche avec des lois de réflexion non intuitives sur les parois et des interactions entre solitons plus complexes du fait de leur orientation relative.
Par ailleurs, nous étudions également le cas de régimes de houles aléatoires où la question qui se pose est celle de la présence ou non de solitons en fonction de l’amplitude de la houle et de sa fréquence principale.
Cette campagne se caractérise par l’utilisation de deux systèmes de paires de caméras à haute résolution permettant la reconstruction 3D de la surface de l’eau sur de grandes surfaces, de l’ordre de 200 mètres carrés et de manière résolue en temps. Ces systèmes permettent des analyses spatio-temporelles qui permettent de caractériser finement la présence des solitons.
Vue d’une partie du bassin avec un soliton. A gauche, on peut distinguer le système de caméras et les éclairages du bassin. La surface de l’eau est rendue visible aux caméras par l’ajout de particules de plastique flottant à la surface. Par ailleurs, une vingtaine de sondes locales de hauteur d’eau sont disposées dans le bassin pour compléter les mesures vidéo.
La vignette en tête d’article représente une vue de la surface de l’eau dans le cas d’une excitation d’onde à haute fréquence.
Vue d’une onde de raréfaction dans la zone centrale du bassin.
Reconstruction 3D de la propagation d’un soliton incliné de 45° par rapport au plan des batteurs. Les parois du bassin sont situées en x=0 et x=27m dans un sens et y=0 et y=30m dans l’autre direction.