Exposé 1
« Transport, turbulence et lois d’échelle »

Stéphan Fauve (professeur ENS et Académie des sciences, ENS)

I. Modes de transport de l’énergie. Exemples des échanges énergétiques de la Terre
– Soleil (radiation)
– Vents et courants (convection)
– Cycle des précipitations (convection avec changement de phase)
– Géothermie (diffusion)
II. Lois d’échelle de la diffusion
– Aspects microscopiques
– Loi de conservation et équation de diffusion
– Analyse dimensionnelle et lois d’échelle
III. Transport turbulent
– Diffusivité de Taylor
– Régimes sous-diffusif et super-diffusif
– Advection et diffusion : transport convectif versus diffusivité moléculaire
– Loi de Richardson : transport par la turbulence atmosphérique
– Convection turbulente et lois d’échelle


Éléments de bibliographie :
• J. Agassi : « The Kirchhoff-Planck radiation law », Science 156, 1967, 30–37
• D. Bolster, R. E. Hershberger, R. J. Donnelly : « Dynamic similarity, the dimensionless science », Physics Today 64, 2011, 42–47
• S. Gil, M. Mayochi, L. J. Pellizza : « Experimental estimation of the luminosity of the Sun », American Journal of Physics 74, 2006, 728–733
• L. P. Kadanoff : « Turbulent heat flow: structures and scaling », Physics Today 54, 2001, 34–39
• L. F. Richardson : « Atmospheric diffusion shown on a distance-neighbour graph », Proceedings of the Royal Society of London A 110, 1926, 709–737
• G. I. Taylor : « Diffusion by continuous movements », Proceedings of the London Mathematical Society 20, 1922, 196–212