FAVIER Benjamin
Instabilités, turbulence et dynamos générées par libration, marées et précession
Comme tous les fluides en rotation, les enveloppes fluides des planètes et des étoiles sont le siège de mouvements oscillatoires appelés ondes inertielles, dont la fréquence se situe entre plus ou moins deux fois la fréquence de rotation. Ces ondes peuvent être excitées par des processus naturels tels que la libration, la précession et les marées gravitationnelles, correspondant respectivement à des perturbations régulières de la vitesse de rotation, de la direction de l'axe de rotation, et de la forme des systèmes planétaires. Différents écoulements peuvent alors être générés par forçage direct ou par résonance paramétrique d'ondes inertielles. La compréhension de ces écoulements et l'étude de leurs répercussions planétaires et stellaires constituent l'objet de nos recherches.
Plus précisément, nous nous focalisons actuellement sur deux challenges fondamentaux, en combinant les approches théoriques, expérimentales et théoriques : caractériser la turbulence générée par ces forçages mécaniques, et caractériser les dynamos qui leur sont éventuellement associées. Au delà de ces questions fondamentales, notre objectif est de déterminer, dans le cadre de collaborations toujours plus fortes avec des collègues géophysiciens et astrophysiciens, les observables des systèmes planétaires et stellaires indubitablement reliées aux aspects rotationnels de leur mécanique des fluides.
Des questions similaires se posent dans les fluides stratifiés, notamment les océans de subsurface des satellites de glace, où les ondes internes de gravité peuvent être excitées par les forçages harmoniques. Une turbulence d'ondes internes peut alors être excitée, dont nous cherchons à mesurer l'efficacité de mélange.
Participants
- LE BARS Michael
- LE DIZES Stephane
- MEUNIER Patrice
- NOBILI Clement
Autre(s) participant(s)
Anciens éudiants sur le sujet:
- LE REUN T. (PhD)
- MARCOTTE F. (PostDoc)
- REDDY S. (PostDoc)
Collaboration(s)
J. Aurnou (UCLA, USA), A. Barker (University of Leeds, UK), J. Noir (ETH Zurich, Suisse), D. Cébron et N. Schaeffer (ISTerre, Grenoble), Emma Kaufman et Daniel Lecoanet (Northwestern, USA)
Financements
ANR Lipstic (2014-2017), ERC Fludyco (2016-2021), Bourse Chateaubriand (2024)
Publications
- Le Reun, Thomas, Benjamin Favier, Adrian J Barker, et Michael Le Bars. « Inertial wave turbulence driven by elliptical instability ». Physical Review Letters 119, no 3 (2017): 034502.
- Le Reun, Thomas, Benjamin Favier, et Michael Le Bars. « Evidence of the Zakharov-Kolmogorov spectrum in numerical simulations of inertial wave turbulence ». Europhysics Letters 132, no 6 (2021): 64002.
- Le Reun, Thomas, Benjamin Favier, et Michael Le Bars. « Experimental study of the nonlinear saturation of the elliptical instability: inertial wave turbulence versus geostrophic turbulence ». Journal of Fluid Mechanics 879 (2019): 296‑326.
- Le Reun, Thomas, Benjamin Favier, et Michael Le Bars. « Parametric instability and wave turbulence driven by tidal excitation of internal waves ». Journal of Fluid Mechanics 840 (2018): 498‑529.
- Le Reun, Thomas, Basile Gallet, Benjamin Favier, et Michael Le Bars. « Near-resonant instability of geostrophic modes: beyond Greenspan’s theorem ». Journal of Fluid Mechanics 900 (2020): R2.
- Le Reun, Thomas, et Michael Le Bar. « Rotational dynamics of planetary cores: instabilities driven by precession, libration and tides ». Fluid Mechanics of Planets and Stars, 2020, 91‑127.
- Nobili, C, Patrice Meunier, Benjamin Favier, et Michael Le Bars. « Hysteresis and instabilities in a spheroid in precession near the resonance with the tilt-over mode ». Journal of Fluid Mechanics 909 (2021): A17.
- Reddy, K Sandeep, Benjamin Favier, et Michael Le Bars. « Turbulent kinematic dynamos in ellipsoids driven by mechanical forcing ». Geophysical Research Letters 45, no 4 (2018): 1741‑50.
