Des cyclones et des bulles

Yaroslav Pigenet

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H. Kellay/F. Seychelles

Mieux que la tempête dans un verre d’eau, l’ouragan dans une bulle de savon. En chauffant des bulles d’eau savonneuses, une équipe de physiciens est parvenue à y créer des turbulences similaires à celles observées dans l’atmosphère lors des cyclones. Leurs travaux viennent d’être publiés dans la revue «Physical Review Letters». Ces modèles réduits pourraient à l’avenir servir de micro-laboratoires pour comprendre la dynamique des ouragans.

Une atmosphère de savon

«Dans la paroi d’une bulle, l'eau confinée par deux fines couches de savon s'écoule de façon turbulente, ce qui évoque par exemple le comportement de l'atmosphère, sorte de fine couche d'air autour du globe» explique Hamid Kellay, qui a dirigé l’expérience au sein du Centre de Physique Moleculaire Optique et Hertzienne de Talence (France). «Cela permet d'étudier des propriétés différentes, notamment à de petites échelles: c'est une manne d'informations, facile à reproduire et à contrôler.»

Bulle chauffée

Dans cette expérience, les chercheurs ont d’abord créé une demi-bulle de savon qu’ils ont chauffée «à l’équateur» et refroidie «aux pôles». Cette différence de température a donné naissance, dans la paroi de la bulle, à un gros tourbillon unique, similaire à un ouragan… ou à la grande tâche rouge de Jupiter. Les physiciens ont ensuite enregistré et analysé l’évolution de ces tourbillons à l’aide d’une caméra numérique. Voici l’une des séquences enregistrées par l’équipe:

Loi superdiffusive

En analysant finement les trajectoires de quelques cyclones récents comme Ivan, Jane ou Nicolas, Kellay et ses collègues ont constaté que les turbulences observées dans les bulles de savon ont une dynamique aléatoire comparable au mouvement des ouragans réels. «D’un point de vue statistique, les ouragans et les tourbillons de bulle semblent suivre une loi bien particulière: la loi superdiffusive», précise Hamid Kellay. «Il nous reste maintenant à comprendre pourquoi cette loi s’applique à ces deux phénomènes.»

Mieux prédire l’imprévisible

La prise en compte de cette part aléatoire dans la prévision de la trajectoire des ouragans sera utile pour anticiper la probabilité d’impact sur un site ou une localité donnée. En effet, si la trajectoire moyenne des ouragans - contrainte en grande partie par le mouvement de rotation de la Terre - commence à être bien simulée par les météorologistes, la partie aléatoire de ce phénomène était jusqu’ici méconnue.