TURBULENCE

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Quelques exemples de comportements turbulents

La nature des systèmes dynamiques étant absolument quelconque, les comportements qui viennent d'être évoqués s'observent pour les phénomènes les plus variés, dont ils expliquent l'apparence aléatoire. On y retrouve le scénario des bifurcations, en fonction de facteurs externes, d'un état uniforme à un état structuré spatialement et/ou temporellement, puis à un état pleinement turbulent, correspondant au passage des attracteurs d'un point à un tore, puis à un attracteur étrange. Le régime turbulent atteint, les fluctuations du système prennent une importance déterminante dans sa structure comme dans son évolution : irrégularité spatiale et/ou temporelle liée au comportement chaotique, imprédictibilité et non-proportionnalité des effets aux causes liées à la S.C.I. Les catastrophes de toutes natures peuvent encore s'interpréter comme traduisant l'occurrence plus ou moins renouvelable de valeurs extrêmes de ces fluctuations, ou bien comme résultant du passage d'un bassin attracteur à un autre. Réservant pour les chapitres suivants le très vaste domaine des écoulements fluides, nous allons pouvoir citer, sans pour autant être exhaustifs, des sujets assez variés, démontrant ainsi que le comportement turbulent doit être considéré comme habituel plutôt qu'exceptionnel.

Systèmes mécaniques et électromécaniques

Avec sa régularité apparemment immuable, le mouvement des planètes du système solaire a très longtemps constitué l'archétype du processus périodique, à tel point qu'il fournissait encore récemment la base de l'étalon de mesure du temps. On sait aujourd'hui que le déplacement sur son orbite d'une planète comme la Terre est en fait chaotique, par suite de la présence dans le système solaire de plus de deux corps célestes en interaction. Cela n'est évidemment pas sensible à l'échelle de la vie humaine, mais rend totalement impossible la prévision (comme la reconstitution) des positions planétaires à l'échelle d'une centaine de millions d'années. Ce type de conclusion s'étend évidemment à l'ensemble de la dynamique céleste.

Le problème des trois corps et le chaos

Dessin : Le problème des trois corps et le chaos

C'est à propos du problème classique du mouvement de trois corps célestes en interaction newtonienne que H. Poincaré a donné en 1890 la première démonstration rigoureuse de la possibilité d'un comportement chaotique : la représentation ci-dessus (tirée de E. Lorenz, 1993) illustre un... 

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Turbulences : exemples de bifurcations

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Turbulence : exemple de tore T6

Turbulence : exemple de tore T6
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Turbulence : le système de Lorenz et la SCI

Turbulence : le système de Lorenz et la SCI
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Turbulence: un exemple de S.C.I.

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Pour citer l’article

Fabien ANSELMET, Michel COANTIC, Gérard TAVERA, « TURBULENCE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 17 septembre 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/turbulence/