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Un manège pour la science
23.10.2017, par
La plateforme tournante Coriolis est un outil de recherche unique au monde dédié à la mécanique des fluides. Installée au Laboratoire des écoulements géophysiques et industriels à Grenoble en 1960, elle y a été reconstruite en 2014 avec des performances améliorées. Elle permet aux scientifiques du monde entier d’étudier les effets de la force de Coriolis, une force physique induite par la rotation de la Terre, sur les turbulences atmosphériques et océaniques.
Le Laboratoire des écoulements géophysiques et industriels est une unité mixte de recherche commune au CNRS, à l’université Grenoble-Alpes et à l’Institut polytechnique de Grenoble.

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Cette machine tournante de grande dimension permet de mener des expériences en recréant les conditions mécaniques de la rotation terrestre. Sa cuve mesure 13 mètres de diamètre et peut contenir 130 tonnes d’eau. La hauteur totale de l’instrument est de 12 mètres.
C. Frésillon/LEGI/CNRS Photothèque

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Ce dispositif de grande échelle peut accueillir les scientifiques au sein même de la plateforme en rotation. Les expériences sont pilotées en direct depuis le poste de suivi, sur le portique d’instrumentation. Surplombant la cuve, le portique supporte également les équipements nécessaires : lasers, profileurs, caméras…
C. Frésillon/LEGI/CNRS Photothèque

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Plateforme vue du dessous. La dalle de béton de 220 tonnes supportant la cuve d’eau repose sur un pivot central et un rail circulaire. Tout autour de la cuve, une série de galets jaunes porteurs et de galets bleus moteurs permettent de faire tourner le rail et d’entraîner la plateforme, reproduisant ainsi la force de Coriolis.
C. Frésillon/LEGI/CNRS Photothèque

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À plus petite échelle, les scientifiques utilisent une plateforme pédagogique de 40 centimètres pour expliquer le principe de la force de Coriolis aux visiteurs. Grâce à un fluide et à un colorant, elle permet de visualiser l’effet Coriolis : tout objet en mouvement à la surface de la Terre est dévié de sa trajectoire en raison de la rotation terrestre. Comme ici, ce typhon dans l’hémisphère Nord (océan Pacifique), dont la trajectoire est déviée vers la gauche (nord géographique à droite).
C. Frésillon/LEGI/CNRS Photothèque - Météo France

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Un scientifique ajoute des particules dans l’eau pour visualiser les tourbillons qui se forment. Cette expérience, qui se déroule dans le cadre du projet européen Milestone EUHIT (associant le CNRS et l’université de Stockholm), a pour but de comprendre la turbulence dans des milieux comme l’océan ou l’atmosphère, constitués de plusieurs couches de densités différentes.
C. Frésillon/LEGI/CNRS Photothèque

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En haut à droite, un cylindre se déplace horizontalement et met l’eau en mouvement, un peu comme une cuillère. Sur la gauche, une caméra enregistre le déplacement des particules éclairées par un laser.
C. Frésillon/LEGI/CNRS Photothèque

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Dans l’eau, les tourbillons créés après le passage du cylindre sont visualisés grâce aux paquets de particules. Ces trajectoires et la structure de leur écoulement sont ensuite mesurées par les scientifiques afin d’améliorer leur compréhension des phénomènes météorologiques et climatiques.
C. Frésillon/LEGI/CNRS Photothèque

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La plaque tournante Coriolis telle qu’elle était dans les années 1960. Ce modèle réduit, reproduisant une partie de la Manche, était destiné à étudier l’influence de la rotation terrestre sur les courants et les marées dans le cadre d’un projet d’usine marémotrice. On peut voir, en bas, le littoral français et, en haut, les côtes anglaises.
V. Rambaud/IMG/CNRS
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