 |
Pour les interfaces solide/fluide, le couplage entre un écoulement et un changement de phase en ablation, qu'il soit physique (sublimation/fusion) ou chimique (dissolution), peut conduire à la formation de motifs topographiques. Dans la nature, c'est la rétroaction positive entre la géométrie et le transfert de masse qui peut entraîner la formation spontanée de formes caractéristiques à différentes échelles. L'échelle de ces paysages contraste avec l'échelle des mécanismes physiques qui régissent leur dynamique évolutive. C'est en effet la taille typique des couches limites atmosphériques ou des films d'eau de fonte/soluté qui limitent le transfert de chaleur/concentration à l'interface de changement de phase, et donc le taux d'ablation du solide. Dans de nombreuses situations, ces couches sont contrôlées par l'écoulement du fluide, de type convection naturelle ou forcée. Dans le premier cas, la flottabilité de la fonte/dissolution elle-même, entraîne une stratification en densité causée par des gradients de température/concentration, qui peut être stable ou instable. Dans le second cas, l'écoulement forcé par des vents ou des pentes peut être considéré comme un écoulement de hauteur infinie ou finie, tels que les écoulements à surface libre. Dans tous les cas, le flux de masse modifie la topographie, qui en retour impacte les écoulements de couches limites (fines ou épaisses) et donc le taux d'ablation de manière rétroactive. De nombreux paysages sont ainsi façonnés selon des motifs réguliers et répétés, qu'ils soient pointus, en forme de cupules, à ligne de crêtes parallèles entre elles ou encore en marches d'escaliers. Ces formes géométriques seraient-elles seulement des curiosités géologiques ou bien est-il possible de les utiliser comme des marqueurs morphologiques pour contraindre les environnements dans lesquels elles se forment ? Dans cet exposé, nous recensons les expériences dédiées à l'étude des motifs générés par différents modes de transport des flux sur des substrats solides soumis à des changements de phase physiques ou chimiques. Nous souhaitons ainsi mettre en avant le rôle du mode de transport des flux dans la diversité des motifs observés sur des matériaux analogues. Si les changements de phase jouent un rôle morphologique majeur dans l'évolution de certains paysages terrestres et planétaires tels que sur Terre, sur Mars ou Pluton, alors l'étude expérimentale des empreintes laissées par les écoulements est un premier jalon vers la modélisation des processus en jeu pouvant dans certains cas aboutir à la détermination de nouvelles lois d'échelles.
