Mécanisme de perturbation d'amplitude finie et de croissance de spots dans l'écoulement de Couette plan

L'écoulement de Couette plan, un écoulement de cisaillement linéairement stable pour toutes les valeurs du nombre de Reynolds, R, est étudié expérimentalement. Une perturbation d'amplitude finie, locale à la fois dans le temps et l'espace, est créée afin de déstabiliser l'écoulement. Une amplitude critique, Ac(R), en dessous de laquelle les perturbations ne sont pas soutenues est mesurée. Au-dessus de cette amplitude, un spot turbulent se développe vers un état turbulent spatialement limité, persistant sur des périodes longues par rapport à son temps de croissance typique. L'amplitude critique, Ac(R), semble diverger lorsque R approche du nombre de Reynolds critique non linéaire RNL=325±5 par le haut. En dessous de cette valeur du nombre de Reynolds, aucune déstabilisation ne se produit avec ce type de perturbation, quelle que soit son amplitude. Le comportement divergent à l'approche de RNL est caractérisé en termes de loi de puissance. Ce résultat éclaire les différences précédemment observées entre les mesures du nombre de Reynolds critique. Le spot est ensuite analysé en termes de sa structure interne, des taux d'expansion, ainsi que des ondes et des profils de vitesse proches du spot, afin de le comparer aux spots d'écoulement de Poiseuille plan et de couche limite. L'évolution du spot semble très similaire à celle observée pour le spot de Poiseuille plan. Il est montré que la croissance du spot de Couette plan peut être décrite par le mécanisme de « croissance par déstabilisation ».