Phénomène de "Downwelling"


Phénomène de "Downwelling"


Comment est-ce que les déchets, quand ils arrivent au point de convergence, stagnent à cet endroit pour former la plaque de déchets alors que l'eau elle ne s'accumule pas ? C'est la question à laquelle il faut répondre avant d'analyser le profile de distribution le long de la colonne d'eau.

Les zones de convergences des océans sont les régions où l'eau est amenée sous l'effet du transfert d'Ekman. Elle s'accumule dans le centre de la zone de circulation et par l'effet des courants géostrophiques elle est finalement poussée vers le fond. Pour comprendre ce phénomène et connaitre les ordres de grandeurs mis en jeu, on applique ici l'équation de continuité :

$$\frac{\partial U}{\partial x}+\frac{\partial V}{\partial y}+\frac{\partial W}{\partial z}=0$$

Pour faire l'analyse dimensionnelle on choisit les ordres de grandeur suivants :

$L_x\equiv L_y\equiv$ longueurs surfaciques$\sim 10^6$

$U\equiv V\equiv$vitesses surfaciques$\sim 10^{-1}$

$H\equiv$longueur verticale$\sim 10^3$

En procédant à une analyse par ordre de grandeur : $\frac{\partial U}{\partial x}+\frac{\partial V}{\delta y}+\frac{\partial W}{\partial z}=0\Rightarrow \frac{U}{L_x}+\frac{V}{L_y} +\frac {W}{H} \sim 0\Rightarrow W\sim10^{-4} ms^{-1}$

Du fait du transfert d'Ekman et du courant géostrophique le fluide est poussé vers le fond. On trouve une première estimation de la vitesse de l'écoulement qui semble très faible, $W\sim 10^{-4} m.s^{-1}$. Les lois de traînée d'une particule solide dans une fluide nous donne un rayon minimal pour que la particule puisse vaincre la force de l'écoulement qui la pousse vers le fond: $R_{min} = 5*10^{-5} m$. Nous n'allons donc pas pouvoir récupérer tous les déchets plastiques jetés à la mer puisque ceux de rayon $R\leqslant R_{min}$seront entraînés par le courant de plongée de l'eau.

(Source : Hydrodynamique côtière et littorale. Alexandre Stegner et.al.)