Cellule de convection

Une cellule de convection est une zone d'un fluide où celui-ci circule en circuit fermé. Le sens de rotation du fluide est cohérent au sein d'une même cellule, et son déplacement est de même sens de part et d'autre d'une paroi séparant deux cellules adjacentes. L'organisation en cellules de convection est l'un des modes de la convection, que l'on observe quand le déséquilibre (thermique, notamment) à l'origine des mouvements convectifs est relativement modéré (pour un fort déséquilibre on passe à différents types de régimes turbulents, sans individualisation de cellules). vignette|Convection de Rayleigh-Bénard dans une couche d'acétone contenant des paillettes d'or. La convection s'est organisée en cellules. vignette|Représentation en coupe des mouvements de convection organisés en cellules mitoyennes. Instabilité de Rayleigh-Bénard Quand la base d'une couche de fluide est chauffée par le bas ou refroidie par le haut, le fluide peut rester en équilibre immobile ou être le théâtre de courants de convection, en fonction du déséquilibre thermique ΔT entre la base et le sommet : tant que ΔT est suffisamment faible, le fluide reste immobile, ou tend à s'immobiliser s'il est initialement l'objet de mouvements ; quand ΔT atteint et dépasse une certaine limite qui dépend de la gravité, des propriétés du fluide, des dimensions de la couche fluide et des conditions aux limites, plus précisément quand le nombre de Rayleigh Ra atteint et dépasse une certaine valeur critique Ra (qui ne dépend que des conditions aux limites), le fluide se met et se maintient en mouvement. Quand le rapport Ra/Ra reste suffisamment petit, le fluide s'organise en cellules de convection stationnaires, mitoyennes les unes des autres. Au sein d'une même cellule l'écoulement du fluide est laminaire et s'effectue dans un même sens de rotation.