Écoulements gravitaires et tsunamis associés: une approche expérimentale

Séminaire d’Alexis Bouguoin, Universita della Calabria, Arcavacata (Italie)

Les coulées de lave riches en cristaux solides peuvent présenter un comportement rhéologique surprenant, appelé rhéo-épaississement, où la viscosité effective augmente, parfois de façon spectaculaire, avec le taux de cisaillement.

Récemment, le rhéo-épaississement des suspensions micrométriques (par exemple, la fécule de maïs dans l’eau) a été expliqué et modélisé par une transition frictionnelle à l’échelle des grains. Basé sur ces avancées récentes, l’écoulement gravitaire d’une suspension rhéo-épaississante modèle a été étudié expérimentalement en considérant la configuration emblématique de dam-break. Dans ce séminaire, je montrerai que ces suspensions présentent une dynamique surprenante, avec une propagation du front à vitesse constante et indépendante de l’épaisseur, pilotée par un front super-dissipatif.

Lorsque les éruptions volcaniques ont lieu à proximité du littoral, les écoulements gravitaires, notamment pyroclastiques, peuvent atteindre la mer et générer des tsunamis. Pourtant, ce processus de génération est encore mal compris, ce qui limite une prédiction fiable de cet aléa. Dans ce contexte, des expériences d’écoulements granulaires fluidisés entrant dans l’eau ont été réalisées. Dans ce séminaire, je montrerai que les écoulements composés de grains fins ou d’eau génèrent des vagues semblables, toutes choses égales par ailleurs. Les écoulements de grains grossiers, quant à eux, génèrent des vagues de plus faibles amplitudes, soulignant l’importance de la perméabilité de l’écoulement sur le processus de génération.