Visite de la plateforme Coriolis au LEGI à Grenoble

La plateforme Coriolis est la plus grande plateforme tournante au monde (fig.1) permettant de modéliser les écoulements géophysiques de notre planète, en prenant en compte sa rotation. Elle mesure 13 mètres de diamètre pour environ 1 mètre de profondeur (profondeur variable), pour un poids de 150 à 300 Tonnes avec une période de rotation maximale jusqu’à 4 tours/minute.
Ces conditions permettent de s’approcher des régimes inertiels qui caractérisent la dynamique océanique terrestre. Afin d’imiter la complexité de l’océan, il y a bien évidemment des approximations faites, notamment sur le rapport des longueurs verticales et horizontales, l’effet du changement d’échelle ou la modélisation de l’océan en 2 à 3 couches de salinités différentes. 

Figure 1 – Photos de la plateforme Coriolis

Figure 2 – Maquette réduite du modèle physique de la manche

Cependant, toutes ces approximations ne semblent pas trop éloigner les résultats obtenus des observations réalisées in situ. Cette plateforme permet ainsi d’étudier des masses d’eau selon la topographie, en reproduisant en maquette à échelle réduite des topographies existantes. Par exemple, la reproduction de la Manche à l’échelle 1/50000e (fig.2) a permis d’étudier de 1960 à 1983 l’impact de l’onde de marée sur l’implantation et du fonctionnement de l'usine marémotrice dans la baie du Mont Saint Michel.
Elle permet également de superposer 2 à 3 couches de masses d’eau différentes en fonction de leurs salinités et de suivre la vitesse d'écoulement grâce à des particules colorées, introduites dans le liquide et suivies en temps réel grâce à plusieurs lasers à haute fréquence, ainsi que des caméras à haute résolution et haute  fréquence.
Pour faire le lien avec la théorie étudiée en cours, un montage à plus petite échelle, composé d’une plaque tournante a été utilisé. À l’aide d’une caméra qu’il est possible de mettre en rotation à la même vitesse que le bassin, il est possible d’effectuer deux observations, chacune associée à un référentiel :
L’un en rotation (caméra image de droite) et l’autre statique (observateur) (voir fig.3). Le Dr. Wirth souhaitait mettre en évidence le phénomène de  déplacement en colonne d’eau, du fait que la prise en compte de ce type de déplacement est très importante. Cela a permis l’observation de tourbillons (image de gauche) créés par la pseudo-force de Coriolis.
 

Figure 3 - Photos de la petite plateforme en rotation avec
un colorant bleu. Vue de profil (référentiel statique) à
gauche et vue de dessus (référentiel en rotation).





Pourquoi la plus grande plateforme océanique tournante est-elle à Grenoble ? Pour répondre à cette question, il faut remonter dans le passé, en 1867, un industriel de la papeterie, du nom d’Aristide Berges, installa une usine de papier alimentée uniquement par la puissance hydraulique. Cette utilisation de l’eau comme source d’énergie permit à Grenoble d’être l’une des premières villes électrifiées de France. Grenoble se spécialisa ainsi dans l’étude de l’hydrodynamique. 
C’est afin d’étudier des systèmes d’exploitation de l'énergie marémotrice que la plateforme Coriolis a été créée, permettant ainsi aux chercheurs d’étudier les phénomènes entrant en jeux dans la dynamique des fluides en rotation, sans avoir à mettre en place des expériences grandeurs nature.


Actualité rédigée par Florian Attias, Sam Chester, Mia Egermann, Charline Gauthey, Benjamin Heurgue, Tess Mathon