ESPCI web site
Instabilités dans les écoulements entraînés par forçage magnétique
La conversion d’énergie électromagnétique en énergie cinétique par un fluide conducteur de l’électricité est un phénomène omniprésent que l’on trouve dans plusieurs systèmes naturels ainsi que dans de nombreuses applications industrielles. Malgré l’importance de ces applications, plusieurs aspects des écoulements magnétohydrodynamiques restent encore mal compris. Un problème majeur consiste à identifier les mécanismes qui limitent l’efficacité maximale de la transformation d’énergie magnétique en énergie cinétique en présence de turbulence. Ce rendement est en effet systématiquement limité par l’apparition d’instabilités dans l’écoulement, dont l’origine reste très mal comprise.
Au cours de ce séminaire, je décrirai une expérience de laboratoire dans laquelle un métal liquide est entraîné dans un canal annulaire par deux champs magnétiques sinusoïdaux propagatifs. Plusieurs résultats sont obtenus sur le rendement maximal de cette transformation d’énergie, les processus dissipatifs au sein de l’écoulement, ou encore l’apparition d’instabilités à grande échelle.
Je présenterai ensuite des simulations numériques décrivant deux exemples de tels écoulements entrainés par forçage magnétique : les pompes électromagnétiques utilisées pour le refroidissement secondaire des réacteurs nucléaires, et les océans souterrains des lunes de Jupiter. Bien qu’a priori différents, nous verrons que ces deux systèmes correspondent en fait au même problème, pour lequel il est possible de faire plusieurs prédictions.