Projet TSUNAMI

• *Animatrice : Amanda IMAKHLAF amanda.imakhlaf@etu.upmc.fr Secrétaire : Aminetou CHEIKH MOHAMEDOU aminetou.cheikh_mohamedou@etu.upmc.fr Intendante : Phuong Thao LE phuong.le2@etu.upmc.fr Scribe : Djénabou BAYO djenabou.bayo@etu.upmc.fr </WRAP> ====== Introduction ====== Les tsunamis sont d'énormes vagues engendrées le plus souvent par des séismes et sont très destructrices lorsqu'elles atteignent les côtes. Ces vagues correspondent à une série d'ondes de très grande période qui se propagent à travers un milieu aquatique. Le Tsunami se déroule en 3 phases: le déclenchement, la propagation et le déferlement. Dans ce projet nous avons choisit de nous concentrer sur la propagation de la vague de Tsunami. PROBLEMATIQUE: Quelles sont les caractéristiques fondamentales de la propagation de la vague de tsunami et quelles sont les lois qui régissent la vitesse de cette vague? OJECTIFS DU PROJET: - comprendre le déclenchement d'un tsunami - présenter les caractéristiques d'une vague de tsunami - présenter les différentes lois qui régissent la vitesse de la propagation de la vague en fonction de la profondeur du fond marin - modéliser les tsunamis a travers une expérience dans laquelle on fait varier plusieurs paramètres - exploiter les résultats de l'expérience (graphe de la vitesse de la vague) ORGANISATION DU WIKI: Ce wiki se présente sous la forme de 3 principales parties: * le diagramme de Gantt et le journal de bord * un document pdf contenant toute la documentation: explication théorique du phénomène (déclenchement, caractéristiques, lois de vitesse) * présentation de l'expérience réalisée et analyse des résultats ==== Diagramme de Gantt ==== ==== Journal de bord ==== Pour accéder au journal de bord contenant les synthèses des réunions cliquez sur le lien suivant ☛ journal_ici ===== Approche théorique ===== Ce pdf contient toute la documentation: latexpourwiki_22.pdf ===== Approche expérimentale ===== Objectifs de l'expérience: * tracé de la vitesse de la vague * mise en évidence du ralentissement de la vitesse sur la pente * voir le comportement du déferlement de la vague en fonction de la forme de la pente * observation de la variation de la hauteur de la vague lors de la propagation Description de l'expérience: <note>Matériel: -aquarium d'environ 2,5 m de longueur (laboratoire L'OCEAN) -eau + colorant pour la mise en évidence du phénomène -plaque pour la cote -camera pour l'étude sur Kinovéa</note> Nous avons essayé de modéliser la propagation d'une vague de tsunami afin d'observer la variation de la vitesse de cette vague en fonction de la profondeur. Vous pouvez suivre au fur et à mesure notre démarche lors du traitement des vidéos que nous avons réalisé: https://youtu.be/B6uxpfe-YEY Nous avons donc utilisé un aquarium (laboratoire L'OCEAN) dont les dimensions sont les suivantes: * 246,5 cm de longueur * 16,6 cm de largeur * 37,5 cm de hauteur Nous avons placé une planche qui modélise la cote. Nous avons fait varier de cette planche afin d'observer l'impact de la pente sur la propagation de la vague. Voici un schéma explicatif du principe: image du laboratoire L'OCEAN (à droite l'aquarium) Nous avons réalisé 7 différentes vidéos avec 7 différentes pentes:

  pente 1 pente 2 pente 3 pente 4

  pente 5 pente 6 pente 7

  La quantité d'eau qui est rajoutée comme indiqué dans les photos précédentes (pour créer la vague) est toujours la même pour éviter de fausser nos mesures. Ensuite nous avons utilisé le logiciel Kinovéa afin de réaliser le pointage du sommet de la vague; on obtient alors un tableau de données (composantes selon les axes X et Y et le temps) Puis on utilise le logiciel Qtiplot pour le tracé de la vitesse. On utilise les formules suivantes: * Vx=(col(“X”, i+5)-col(“X”, i-5))/(col(“t”, i+5)-col(“t”, i-5)) * Vy=(col(“Y”, i+5)-col(“Y”, i-5))/(col(“t”, i+5)-col(“t”, i-5)) Voici les liens des vidéos des expériences: https://youtu.be/zQzMo5iKAO8 https://youtu.be/tm0TMUqJQus https://youtu.be/Mm4E1gue8BI https://youtu.be/XC9-Ug690aM https://youtu.be/I_ubIW-d99g —- Résultats obtenus, analyse et explications: En utilisant Kinovéa et Qtiplot voici les courbes de vitesse que nous avons obtenues: * Expérience pente 7: Voici 4 images de la vague (de l'expérience pente 7) à 4 moments clés de la courbe (voir la courbe en même temps) :

  1)formation de la vague

  2)vitesse maximale

  3)augmentation de la vitesse entre les positions 800 et 1000

  4)diminution de la vitesse par l'effet de la pente (diminution de la profondeur d'eau

  On peut décomposer le mouvement de la vague en 3 phases: * la formation de la vague: cela est du à la grande quantité d'eau qui a été rajoutée au volume initial * l'accélération de la vague : contrairement à l'océan où la vague peut se propager dans plusieurs directions, dans notre modélisation, le sens de propagation est unidirectionnel (le volume d'eau à l'origine de la formation de la vague étant à l'extrémité de l'aquarium).Par conséquence, le volume qui était bloqué par la plaque s'ajoute au volume non bloqué, entrainent une seconde accélération * la décélération: sur la pente (profondeur diminue donc), la vitesse a diminué. Cela est en accord avec la théorie qui dit que à l'approche de la cote la vitesse de la vague diminue. —- Comparaison avec la théorie: Comme noté dans la documentation, la vitesse de la vague suit 2 lois différentes: Théoriquement, la courbe que l'on doit obtenir est la suivante: Réalisation avec Matlab La vitesse diminue effectivement lorsque la profondeur du fond marin diminue. Avec notre expérience nous avons constaté cette diminution. Cependant plusieurs paramètres ont modifier les résultats théoriques attendus, notamment une profondeur d'eau peu importante par rapport au volume qui est à l'origine de la formation de la vague. —- Voici les courbes d'autres expérience avec des pentes différentes: On constate une allure similaire dans ces différentes courbes. —- Etude sur la hauteur de la vague:**

En utilisant les 2 logiciels Kinovéa et Qtiplot, voici le tracé de la variation de la hauteur de la vague en fonction du temps:

On constate bien que la hauteur de la vague augmente à l'approche de la plaque modélisant la côte, ce qui est en accord avec la théorie.

Voici d'autres courbes de la variation de la hauteur de la vague:

Bibliographie

☛ biblio_ici