Les ondes hydrothermales constituent un système modèle d'ondes non-linéaires dont nous étudions expérimentalement la transition vers le chaos spatio-temporel. A une dimension d'espace, par comparaison entre une cellule annulaire périodique et une cellule rectangulaire de taille finie, nous montrons que l'instabilité primaire en ondes ne survient dans ce dernier cas que lorsque la transition convectif /absolu est franchie. Nous isolons de même pour l'instabilité secondaire d'Eckhaus les régimes d'instabilité convective et absolue. A deux dimensions d'espace dans une cellule cylindrique, nous étudions la structuration de l'écoulement de base en rouleaux corotatifs, puis les différents modes d'instabilités en fonction de la différence de température appliquée et de la hauteur de fluide : spirales d'Archimède, cibles, fleurs et rayons apparaissent chacuns par bifurcation de Hopf supercritique. Deux modes d'ondes hydrothermales sont alors distingués. Nous tentons d'expliquer l'existence de ces deux modes différents par une étude théorique et numérique : nous quantifions les effets de la courbure sur les instabilités à deux dimensions.
Hydrothermal waves constitute an ideal non-linear waves system which we
are studying experimentaly the transition to spatio-temporal chaos. When
the system is unidimensional, we compare an annular cell and a
rectangular cell of finite extent and show that the primary instability
into travelling waves occurs in the rectangular case only when the
convective/absolute threshold is reached. With the same arguments, we
distinguish two regimes for Eckhaus secondary instability in finite
geometry : a convective and an absolute one. When the system is
two-dimensional and the geometry is cylindrical, we study first the
basic flow structuration, then the different instability modes depending
on fluid depth and temperature difference across the cell : Archimedean
spirals, targets, flowers and radial lines each appear through a
supercritical Hopf bifurcation. Two hydrothermal waves modes are isolated.
We present a theoretical and numerical study of the curvature effects in
the two-dimensional geometry which may explain some of the differences
between the two modes.
Nicolas Garnier, garnier@spec.saclay.cea.fr