R´ eduction des fluctuations de vitesse d’un ´ ecoulement turbulent de Gallium sous champ magn´ etique.
Micha¨el Berhanu, Basile Gallet, Nicolas Mordant, & St´ephan Fauve
Laboratoire de Physique statistique de l’Ecole Normale Sup´erieure, CNRS UMR 8550, 24 Rue Lhomond, 75231 PARIS Cedex 05, France
mberhanu@lps.ens.fr
La cr´eation de champ magn´etique `a partir d’un ´ecoulement turbulent par l’effet dynamo est un sujet de recherche tr`es actif [1]. Le m´ecanisme de saturation de cette instabilit´e reste `a comprendre. L’interaction du champ magn´etique sur l’´ecoulement via la force de Laplace devrait freiner le liquide. De nombreux travaux ont ´etudi´e l’action d’un fort champ magn´etique sur la turbulence, mais pour des situations tr`es
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eloign´ees de l’effet dynamo [2]. Pour r´epondre `a ce probl`eme, nous proposons dans un premier temps de mesurer la diff´erence de potentiel entre deux ´electrodes s´epar´ees de quelques millim`etres plongeant dans un ´ecoulement turbulent de Gallium et d’´etudier l’´evolution de cette grandeur en fonction du champ magn´etique appliqu´e. En effet la loi d’Ohm dans un fluide conducteur en mouvement s’´ecritE= σj−v∧B, avec E le champ ´electrique, B le champ magn´etique, j la densit´e de courant ´electrique et v la vitesse du fluide. Nous montrons exp´erimentalement que sous certaines conditions la mesure du potentiel en pr´esence de champ magn´etique, donne acc`es aux fluctuations hydrodynamiques de l’´ecoulement. Nous observons ensuite en augmentant le champ magn´etique impos´e une r´eduction des fluctuations du potentiel, traduisant une diminution globale de l’intensit´e des fluctuations de vitesse par le freinage magn´etique.
Nos mesures compl`etent celles mettant en ´evidence la saturation de l’induction [3] pour le potentiel moyen mesur´e `a grande ´echelle en les liant `a l’hydrodynamique turbulente de l’´ecoulement. Ces r´esultats devraient ainsi contribuer `a l’interpr´etation de la saturation des m´ecanismes d’induction en jeu et donc de l’effet dynamo.
R´ ef´ erences
1. M. Monchaux, M. Berhanu, M. Bourgoin, M. Moulin, P. Odier, J.F. Pinton, R. Volk, S. Fauve, N. Mordant, F. P´etr´elis, A. Chiffaudel, F. Daviaud, B. Dubrulle, C. Gasquet, L. Mari´e, F.
Ravelet , Generation of a magnetic field by dynamo action in a turbulent flow of liquid sodiumPhysical Reviews Letter,8(1), (2007).
2. J. Sommeria and R. Moreau, Why, how, and when, MHD turbulence becomes two-dimensional.Journal of Fluid Mechanics,118, (1982).
3. M. Steenbeck, I. M. Kirko, A. Gailitis, A.P. Klyavinya, F. Krause, I.Y. Laumanis and O.A.
Lielausis, Experimental discovery of the electromotive force along the external magnetic field induced by a flow of liquid metal (α−effect)Soviet Physics - DOKLADY,13(5), (1968).
