M´ ecanisme d’une collision

La dune cible, Dc est construite avec une masse mc = 6.5 ± 0.01 g plac´ee directement

sous la forme d’un cˆone sur la plaque de l’exp´erience. Apr`es tc = 40 mn le cˆone initial

s’est transform´e en une belle barchane. On ajoute alors une dune impactante de masse mi = 0.75 ± 0.01 g. Celle ci se rapproche petit `a petit de la dune cible et une collision se

produit rapidement. La Fig. 6.7 pr´esente des images en vue de dessus de cette collision. Le premier constat, c’est que mˆeme sans que les dunes ne se touchent, le bras gauche de la dune cible se d´eforme. Ceci montre qu’il y a une interaction `a distance entre les deux dunes : le sillage de la dune impactante perturbe en effet suffisamment l’´ecoulement pour affecter la dune cible sur une zone correspondant approximativement `a la largeur de Di.

Pendant cette p´eriode d’interaction, le flux de sortie est beaucoup plus important pour la corne gauche que pour la corne droite, ce qui se voit tr`es bien en regardant les traˆın´ees au niveau des cornes. Le deuxi`eme constat, c’est le passage par un ´etat ”excit´e” o`u une

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Fig. 6.7 – Collision de deux barchanes dans l’exp´erience ”aquarium”. Il y a 10 aller-retours du chariot entre deux images. La barchane incidente perturbe la barchane cible avant mˆeme de l’impacter. Les r´esultats de la collision sont : l’´emission de petites barchanes, issues de la d´estabilisation d’une corne de la dune cible, et la fusion entre le reste de la dune cible et la dune impactante.

petite dune se s´epare de la dune cible alors que la dune cible n’a pas encore compl`etement fusionn´e avec la dune impactante. Finalement lors de la finalisation de cette fusion, une deuxi`eme petite barchane est ´emise et la dune impactante prend la place de l’une des cornes de la dune cible. On cerne donc d´ej`a mieux le m´ecanisme de la collision. Le sillage de la dune cible, puis sa bulle de recirculation perturbe la dune impactante, qui en vient `a augmenter sa perte naturelle de sable en ´emettant une ou plusieurs dunes pour ensuite fu- sionner et former une barchane reconstitu´ee. Remarquons que cette analyse est compatible avec la stabilit´e structurale des barchanes discut´ee dans le chapitre 3 `a partir du mod`ele Cc_c.

En effet, la forme excit´ee passe par une forme pr´esentant un ”creux” qui est combl´e avec le temps, ce qui confirme la pr´esence d’un flux de sable dans le sens de la pente pour l’exp´erience. Remarquons aussi, que la d´estabilisation de la corne qui conduit `a un exc`es de flux et donc `a l’apparition d’une barchane, est un m´ecanisme d´ej`a mis en ´

evidence lors du chapitre sur la nucl´eation des barchanes. Enfin, la comparaison avec le mod`ele Cc<sub>c</sub> est remarquable, surtout si l’on consid`ere que dans le mod`ele Cc<sub>c</sub> la bulle de recirculation est prise en compte de mani`ere approch´ee : il n’y a pas d’´ecoulement dans la bulle de recirculation, mais le seul fait de cr´eer une zone de vitesse nulle dans la simulation suffit `a faire ´emerger le mˆeme type de m´ecanisme que dans l’exp´erience pr´ec´edente. Nous pouvons donc conclure dans un premier temps que les collisions de dunes suivent un processus complexe, ce qui, n´eanmoins, ne pr´evaut en rien du caract`ere stabilisant ou non des collisions produites par nos deux m´ethodes d’investigations.

Pour pr´eciser la nature de l’´etat ”excit´e”, il est int´eressant de savoir ce que devient le sable apport´e par Di. Pour r´epondre `a cette question, nous avons r´ealis´e une collision

Fig. 6.8 – Collision et r´epartition des grains. A partir de la collision de deux barchanes de couleur diff´erente, le m´elange des barchanes est bien plus facile `a comprendre. En particulier, la dune ´emise provient de la dune cible, tandis que la dune reconstitu´ee est compos´e de billes vertes et de billes rouges et est donc bien un m´elange des dunes cible et impactante. Les images sont prises environ tous les 10 allers retours de la plaque.

vertes. On obtient apr`es collision la dune ”arlequin” pr´esent´ee en couverture de ce chapitre. Plus pr´ecis´ement, la Fig. 6.8 retrace les diff´erents ´ev´enements de la collision bicolore. On constate que les billes vertes remplacent compl`etement les billes rouges sur la partie concern´ee par la collision. La zone de m´elange, prenant la couleur noire `a la cam´era, concerne au plus deux ou trois tailles de grains, ce qui r´ev`ele que les grains sont peu d´evi´es par l’´ecoulement lat´eral sur la dune. Ce dernier point est encore une justification de la comparaison entre le mod`ele Cc_cet l’exp´erience ”aquarium”. La dune ´emise est uniquement compos´ee de grains rouges issus de Dc. Cela montre l’existence d’un m´ecanisme de type

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qui s’en va sous forme d’une petite barchane.