Institut de recherche sur les lois fondamentales de l'Univers

Afin de déterminer les lois de transport de l’He II, des études fondamentales sont menées au SACM. Les transferts de chaleur dans un milieu poreux saturé d'He II sont étudiés en utilisant le modèle à deux fluides décrivant le comportement thermomécanique de l’He II. La méthode de moyennage volumique appliquée au système d’équations à l’échelle des pores a conduit à caractériser le milieu par une grandeur macroscopique homogène à une perméabilité. La perméabilité émanant de ce modèle a été calculée sur un réseau de cellules unitaires pour des températures de 1,4 K à 2,1 K et a été jugée égale à la perméabilité intrinsèque du milieu poreux, indépendamment du flux de chaleur et de la température. Le modèle proposé, en particulier la structure des équations macro-échelle avec les termes de perméabilité et de "tortuosité" peuvent servir de point de départ pour l'extension à un modèle incluant la turbulence superfluide.

Des mesures de perméabilité réalisées de façon indépendante en hélium gazeux à 5 K et en hélium II sont en accord raisonnable avec les prédictions théoriques. Toutefois, les expériences montrent une augmentation de la perméabilité en He II à mesure que la température diminue. Il est assez difficile de savoir si cette augmentation est due à un artefact de mesure ou liée à un problème plus fondamental parce que la composante superfluide domine le flux aux températures proches de 1,4 K. Des expériences et une analyse théorique plus raffinées sont maintenant nécessaires dans la gamme de température de 1,4 K à 1,8 K.