Concepto de SOLITON una ola indestructible e historica

Concepto de SOLITON: una ola indestructible e historica en fisica J. Scott Russel Vague dans un canal Ondes internes dans l’océan Tourbillons sur Jupiter Alexandre Stegner, Laboratoire de Météorologie Dynamique, CNRS France. (stegner@lmd. ens. fr)

Concepto de SOLITON: una ola indestructible e historica en fisica SOLITON: qu ’est-ce que c ’est ? cela fait penser à PROTON, NEUTRON. . . une nouvelle particule ?

Concepto de SOLITON: una ola indestructible e historica en fisica L ’histoire commence en août 1834 (Union canal à Hermiston, Edinburgh) Observa une « grande vague de translation » qui se détacha de la proue d ’une péniche et se propagea sur plus 3 ou 4 km sans changer de forme. John Scott Russel, ingénieur écossais Il reproduisit ce type de vague dans un petit canal construit dans son jardin.

Concepto de SOLITON: una ola indestructible e historica en fisica Union canal 1995. . .

Concepto de SOLITON: una ola indestructible e historica en fisica Soliton: c ’est donc une vague …. qui se comporte comme une particule solitaire (? ) - Dynamique d ’une vague à la surface de l ’eau ? TRANSLATION - Une particule ne change pas lors de son mouvement. Qu ’en est-il d ’une vague ?

Concepto de SOLITON: una ola indestructible e historica en fisica La dynamique des ondes dans un canal dépend de deux paramètres h H couche mince L amplitude relative

Concepto de SOLITON: una ola indestructible e historica en fisica Evolution d ’une vague isolée de faible amplitude exemple l = 0. 002 t DISPERSION Diagramme spatio-temporel x

Concepto de SOLITON: una ola indestructible e historica en fisica Evolution d ’une vague isolée de moyenne amplitude exemple l = 0. 02 Les effets non-linéaires compensent la dispersion

Concepto de SOLITON: una ola indestructible e historica en fisica Propriétés de l ’équation de Korteweg-de-Vries (Kd. V) qui gouverne la dynamique des ondes faiblement non-linéaires collision entre deux solitons ! pas de soliton « négatif » !

Concepto de SOLITON: una ola indestructible e historica en fisica Evolution d ’une vague isolée de forte amplitude exemple l = 0. 2 -0. 5 DEFERLEMENT

Concepto de SOLITON: una ola indestructible e historica en fisica Ces notions se généralisent à plusieurs domaines de la physique. Pour obtenir des Solitons il faut: 1 - Un système qui contient des ondes dispersives 2 - Une amplitude suffisante (dynamique faiblement non-linéaire) Dans certains cas seulement, les effets non-linéaires vont contrebalancer la dispersion et des SOLITONS (ondes solitaires cohérentes) vont apparaître.

Concepto de SOLITON: una ola indestructible e historica en fisica Exemple. . . les ondes internes océaniques fluide léger et chaud fluide lourd et froid L ’océan n ’est pas un fluide homogène ! Une modélisation simple à deux fluide. . .

Concepto de SOLITON: una ola indestructible e historica en fisica Les vagues internes se détectent aux oscillations de température

Concepto de SOLITON: una ola indestructible e historica en fisica … et aux observations satellite en lumière rasante (http: //daac. gsfc. nasa. gov/CAMPAIGN_DOCS/OCDST/shuttle_oceanography_web/oss_70. html) nuages train d ’ondes internes

Concepto de SOLITON: una ola indestructible e historica en fisica Solitons intenses en mer d ’Andaman Radar (SAR) images of the ERS-1/2 satellites (http: //earth. esa. int/symposia/papers/alpers 3)

Concepto de SOLITON: una ola indestructible e historica en fisica Soliton dans le détroit de Gibraltar

Concepto de SOLITON: una ola indestructible e historica en fisica Technologie. . . Télécomunication par fibre optique Codage binaire et dispersion signal optique initial 1 0 1 Erreur de codage signal dispersé 1 1 1

Concepto de SOLITON: una ola indestructible e historica en fisica Liaisons transocéaniques: régénérateurs nécessaires ! Amplifier et reconstruire le signal 6500 km Allo ? émetteur Hola? fibre optique régénérateurs récepteur 120 km

Concepto de SOLITON: una ola indestructible e historica en fisica Signal de faible amplitude 1800 km plus tard. . . Signal de forte amplitude 6400 km plus tard. . . Coherence: effet soliton !

Concepto de SOLITON: una ola indestructible e historica en fisica Tourbillons solitaires dans les planètes géantes ? Jupiter Neptune Tourbillons de grande échelle ~10 000 km toujours anticycloniques durée de vie 10 -300 ans !

Concepto de SOLITON: una ola indestructible e historica en fisica Ou sont les ondes ? Ondes de Rossby Ondes planetaires

Concepto de SOLITON: una ola indestructible e historica en fisica Il existe dans ce système d ’ondes, des solutions localisées qui suivent l ’équation dynamique : TOURBILLONS ANTICYCLONIQUES� DE GRANDE ECHELLE (>2000 km atmosphère, > 50 km océan) LONGUE DUREE DE VIE (>plusieurs mois) Solitons de Rossby ? !