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15 décembre 2016 Bernard Castaing Turbulence Superfluide

15 décembre 2016 La turbulence superfluide de l’hélium en dessous de 2K Bernard Castaing Professeur à l' Ecole normale supérieure de Lyon, Chercheur au laboratoire de physique de l'ENS Lyon, Membre de l'Académie des Sciences depuis novembre 2002 (Remasterisation décembre 2025) L’hélium, le plus difficile à liquéfier des gaz rares, présente de plus la particularité de devenir superfluide en dessous de deux degrés absolus (-271 °C). Cet hélium superfluide est utilisé de façon quasi industrielle pour refroidir des aimants supraconducteurs, comme ceux du CERN, où fut découvert le boson de Higgs. En raison des débits nécessaires, ces écoulements sont largement turbulents. Mais l’intérêt de la turbulence superfluide ne se limite pas à maîtriser cette application. Son étude apporte aussi un point de vue original sur la turbulence classique. Dans cet exposé, je présenterai d’abord quelques questions que pose cette turbulence classique. J’introduirai ensuite le superfluide, et ce qu’est la turbulence pour lui. Je terminerai par un aperçu des méthodes et des expériences qui visent à étudier cette turbulence superfluide et à la comparer à la turbulence classique. Bernard Castaing, né en 1948, ancien élève de l’École Normale Supérieure, docteur ès sciences, est professeur à l’École Normale Supérieure de Lyon. Il a dirigé l’Institut de la Physique de la matière condensée à Grenoble. Les travaux de Bernard Castaing, tant expérimentaux que théoriques, ont porté sur la physique de la matière condensée et l’hydrodynamique. Bernard Castaing a étudié successivement l’interaction électron-phonon dans les métaux, puis les excitations élémentaires de l’hélium 4 suprafluide, faisant la théorie et les expériences relatives aux rotons en dessous de 1 K. Au Centre de Recherches sur les Très Basses Températures à Grenoble, il a étudié la physique des fluides et solides quantiques. Coauteur d’une méthode devenue classique de polarisation de l’hélium 3 polarisé, il en a établi diverses propriétés, telle la courbe de fusion, et prédit certains effets (instabilité magnétique, fusion dendritique) qui ont effectivement été observés ultérieurement. Il a abordé également la dynamique de croissance des cristaux d’hélium (isotopes 3 et 4). Il s’est ensuite tourné vers la mécanique des fluides et s’est servi de l’hélium pour mener une critique systématique des lois d’échelle en turbulence. Ceci l’a conduit à diverses propositions sur la nature de l’intermittence, propositions qui ont été reprises dans d’autres domaines, comme le traitement du signal. Il a également étudié le régime ultime dans la convection de Rayleigh-Bénard. Ses travaux récents concernent l’instabilité de conduction de poudres métalliques. Mots clés : turbulence, intermittence, convection de Rayleigh-Bénard, cascades multiplicatives 2785/5000