Reçu le 31 mars 2003 ; accepté le 5 juillet 2003Résumé Cet article porte sur l'étude expérimentale et numérique de la nature d'une instabilité secondaire, observée dans un écoulement de Poiseuille en canal rectangulaire chauffé par le bas et refroidi par le haut. Dans une telle configuration, il est connu qu'au delà d'un nombre de Rayleigh critique et pour un nombre de Reynolds suffisamment élevé, apparaissent des structures longitudinales sous la forme de rouleaux contrarotatifs dont le diamètre est de l'ordre de la hauteur du canal. Une étude numérique de stabilité linéaire temporelle de cette solution en rouleaux longitudinaux menée en 1991 a mis en évidence d'une instabilité secondaire sous la forme de rouleaux sinueux. Notre étude, réalisée expérimentalement et numériquement par simulation directe 3D dans un canal de dimensions 14,45×150 × 2800 mm, a permis de confirmer l'existence de l'instabilité secondaire et de montrer que cette instabilité est de type convectif. À notre connaissance, c'est la première fois que cette instabilité en rouleaux sinueux est observée expérimentalement et par simulation directe. 2003 Éditions scientifiques et médicales Elsevier SAS. Tous droits réservés.
AbstractA both experimental and numerical study of a mixed convective flow in a rectangular channel heated at the bottom and cooled at the top is reported. In such configuration, it is well known that for a Rayleigh number above a critical value and for sufficiently high Reynolds number, longitudinal counter-rotating rolls develop. A linear temporal stability analysis conducted in 1991 detected the onset of a wavy instability of the longitudinal rolls. In our study, experimental results and 3D direct simulations clearly show the development of the wavy pattern and point out the convective behaviour of this instability. To the knowledge of the authors, it is the first time that this instability is observed. 2003 Éditions scientifiques et médicales Elsevier SAS. Tous droits réservés.