Une cuve cylindrique transparente est remplie d’eau et contient en son centre un fin cœur d’air, formant un vortex de vidange d’environ 40cm de long pour seulement quelques millimètres d‘épaisseur.
Une cuve cylindrique transparente est remplie d’eau et contient en son centre un fin cœur d’air, formant un vortex de vidange d’environ 40cm de long pour seulement quelques millimètres d‘épaisseur.

Les ondes de Kelvin : des tourbillons quantiques aux tornades géophysiques

Résultat scientifique

Les ondes de Kelvin sont des excitations fondamentales qui se propagent le long des lignes de vortex et jouent un rôle clé dans la redistribution de l’énergie et la stabilité des écoulements en rotation. Elles sont importantes pour comprendre des phénomènes allant des turbulences quantiques aux tourbillons atmosphériques.
Dans cette étude, les chercheurs ont observé expérimentalement la propagation de ces ondes le long d’un vortex stable et contrôlé, et en mesurent la relation de dispersion. Leurs mesures spatio-temporelles mettent en évidence différents modes, comme des déformations hélicoïdales et des ondes en double hélice, en accord avec les prédictions théoriques.
Leurs résultats aident à mieux comprendre comment l’énergie circule dans les turbulences et peuvent éclairer des phénomènes concrets comme les tornades ou les turbulences derrière les avions.

Références :
Kelvin wave propagation along vortex cores, Jason Barckicke, Eric Falcon, Christophe Gissinger, Nature Physics 22, 409–414 - Publié le 10 février 2026.
DOI : 10.1038/s41567-026-03175-w

Ces recherches ont été menées dans les laboratoires CNRS suivants :

  • Laboratoire Matière et Systèmes Complexes (MSC, CNRS / Université Paris Cité)
  • Laboratoire de Physique de l’Ecole Normale Supérieure de Paris (LPENS, CNRS / ENS-PSL / Sorbonne Université / Université Paris Cité)

Contact

Eric Falcon
Directeur de recherche CNRS au laboratoire Matière et Systèmes Complexes (MSC)
Christophe Gissinger
Enseignant-chercheur ENS-PSL, Laboratoire de physique de l'ENS (LPENS)
Communication CNRS Physique