Présentation des travaux d’Habilitation à Diriger des Recherches – Arnaud PRIGENT

M. Arnaud PRIGENT présentera ses travaux dans le cadre de l’obtention de son Habilitation à Diriger des Recherches (HDR) le 17 octobre 2025, à l’Université Le Havre Normandie. Cette soutenance se tiendra dans l’amphithéâtre du Laboratoire Ondes et Milieux Complexes (LOMC).

Sujet des travaux présentés : 

La dynamique des motifs lors de la transition vers la turbulence

Spécialité : 

28 / Milieux denses et matériaux / Physique / Physique des fluides

Unité de recherche :

LOMC – Laboratoire d’Ondes et Milieux Complexes

Composition du jury

• Olivier DAUCHOT – Directeur de recherche, Université Paris Sciences et Lettres

• Patrice LE GAL – Directeur de recherche émérite, Aix-Marseille Université

• Denis MARTINAND – Maître de conférences HDR, Aix-Marseille Université

• Innocent MUTABAZI – Professeur des universités émérite, Université Le Havre Normandie

• Blaise NSOM – Professeur des universités émérite, Université Bretagne Occidentale

• Luc PASTUR – Professeur associé, Institut Polytechnique de Paris

• Bérengère PODVIN – Directrice de recherche, École CentraleSupélec

• Florent RAVELET – Professeur des universités, ENSAM

 Résumé des travaux : 

Le fil conducteur des activités de recherche présentées ici est la description de la dynamique des motifs lors de latransition vers la turbulence. La transition de l’écoulement laminaire vers l’écoulement turbulent est un phénomèneessentiel de la dynamique des fluides, qui a de profondes implications tant d’un point de vue fondamental que dansdes applications pratiques. Malgré son omniprésence dans la nature et l’ingénierie, la compréhension desmécanismes régissant cette transition reste incomplète et peut être adressée par différentes approches :expérimentale, numérique et théorique. Les travaux présentés ici portent essentiellement sur l’approche expérimentale mais ils sont basés sur des modèles théoriques et des collaborations ont permis de  proposer des comparaisons avec  des  simulations numériques. Ils ont été réalisés dans l’écoulement de Taylor-Couette, l’écoulement d’un fluide contenu entre deux cylindres coaxiaux pouvant tourner indépendamment l’un par rapport à l’autre, qui présente de nombreux avantages à la fois théoriques et pratiques pour l’étude de la transitionvers la turbulence.

Deux configurations seront abordées : un écoulement de Taylor-Couette soumis à un gradient radial de température et l’écoulement de Taylor-Couette isotherme. Pour l’écoulement soumis à un gradient radial de température, nous envisagerons le cas sans rotation, les cas d’un petit et d’un grand gradient de température. Nous verrons la diversité des motifs apparaissant dans cette configuration avec notamment l’apparition de motifs de spirale modulée et d’onde solitaire.  Pour l’écoulement de Taylor-Couette isotherme, nous verrons comment un motif de rouleaux turbulents apparaît à partir de l’écoulement complètement turbulent. Nous présenterons aussi une approche originale permettant de provoquer l’apparition de la turbulence dans le système de Taylor-Couette, puis sa décroissance, en arrêtant brusquement les cylindres alors que l’écoulement est initialement laminaire. Cet arrêt a pour effet  de générer une turbulence transitoire. Nous décrierons les différentes étapes de génération et de décroissance de la turbulence, que nous avons caractérisées par des grandeurs dynamiques telles que l’énergie cinétique.