Rogue Waves - Dynamique de groupe d'ondes non linéaire extrême dans des états d'onde directionnels.
Comprendre la nature inattendue des vagues océaniques peut être une question de survie pour les marins. Les groupes de vagues en eau profonde sont connus pour être instables et devenir voyous. Ces vagues scélérates sont des vagues de surface anormalement grandes, imprévisibles et apparaissant soudainement qui peuvent être incroyablement dangereuses, même pour les gros navires.
Ce comportement d'ondes non fiables est causé par l'instabilité de la modulation, qui ne se produit que dans les ondes unidirectionnelles. Lors de l'interaction avec d'autres systèmes d'ondes, la focalisation des ondes (amplification des ondes) devrait également s'affaiblir.
Une équipe dirigée par L'Université de Kyoto a maintenant montré que de tels groupes d'ondes instables se propagent indépendamment des interférences. Leurs conclusions ont été récemment publiées dans la revue Physical Review Letters.
Démonstration d'un groupe d'ondes d'eau non linéaire non perturbé se concentrant en présence d'ondes se propageant en sens inverse, impliquant des états d'ondes directionnels. Crédit : KyotoU / Amin Chabchoub
"Nos résultats semblent soutenir le concept d'un groupe d'ondes d'eau non linéaire non perturbé se concentrant en présence d'ondes se propageant à contre-courant, ce qui implique que les états d'onde sont directionnels", explique l'auteur principal Amin Chabchoub.
À l'aide d'un réservoir à vagues, l'équipe a réalisé des expériences validant les résultats de simulations informatiques basées sur l'équation de Schrödinger non linéaire couplée. Ce modèle d'équation d'onde non linéaire tient compte des interactions complexes d'ondes se propageant à partir de deux directions différentes.
Les découvertes de l'équipe démontrent que le modèle s'accorde bien avec les expériences, y compris la dynamique des ondes indésirables et à contre-propagation.
Des domaines tels que l'ingénierie offshore, l'optique non linéaire, le génie électrique et la physique des plasmas, ainsi que l'étude des vagues océaniques extrêmes, devraient bénéficier d'une meilleure compréhension du rôle de la non-linéarité.
"Notre étude peut motiver davantage des études théoriques et expérimentales pour améliorer notre compréhension de cette dynamique dans la cacophonie de différents systèmes d'ondes", conclut Chabchoub.
Référence : "Experimental Evidence of Nonlinear Focusing in Standing Water Waves" par Yuchen He, Alexey Slunyaev, Nobuhito Mori et Amin Chabchoub, 28 septembre 2022, Physical Review Letters.
DOI : 10.1103/PhysRevLett.129.144502
L'étude a été financée par le RFBR et le Laboratoire des Systèmes Dynamiques et Applications NRU HSE.
