Effet Coandă
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L'effet Coandă s'observe lors de l'écoulement d'un fluide. Lorsque celui-ci rencontre un obstacle, le fluide en épouse la surface avant de s'en détacher avec une trajectoire différente de celle qu'il avait en amont.
C'est ce qu'on observe lorsqu'on penche un récipient pour verser un liquide. Si la vitesse du liquide à la sortie du récipient est relativement lente, le jet reste collé à la paroi. Ce phénomène est mieux observable en l'absence d'un bec verseur, dont le rôle est d'accélérer le liquide lorsque celui-ci se déverse vers l'extérieur du récipient.
Un autre phénomène bien connu de l'effet Coanda est celui consistant à maintenir une balle légère au-dessous d'un flux d'air continu propulsé hors d'un tube vertical. Le fluide (l'air) rencontre la balle et a tendance à la ramener sous le flux d'air. Dans ce genre d'expérience, le fluide propulsé vers le haut est dévié de sa trajectoire vers le bas en contournant l'obstacle .
Ces phénomènes ont été appliqués pour la première fois par l'aérodynamicien Henri Coanda: dans ces applications un gaz est émis par une fente mince dont une paroi est prolongée par une série de facettes planes de longueur croissante qui divergent progressivement de l’axe de la fente : le jet se réattache à la paroi après chaque discontinuité , il est ainsi progressivement dévié, en association avec une diminution de la pression à la paroi.
On a certainement observé depuis très longtemps que l'écoulement d'un fluide qui rencontre un obstacle en épouse la surface avant de s'en détacher avec une trajectoire différente de celle qu'il avait en amont. Le phénomène a été signalé à l’attention de la communauté scientifique il y a plus de deux siècles en 1800 ou en 1806 , “à l’aube de l’aérodynamique”, par le physicien britannique Thomas Young dans les termes suivants:
“The lateral pressure which urges the flame of a candle towards the stream of air from a blowpipe is probably exactly similar to that pressure which eases the inflection of a current of air near an obstacle. Mark the dimple which a slender stream of air makes on the surface of water. Bring a convex body into contact with the side of the stream and the place of the dimple will immediately show the current is deflected towards the body; and if the body be at liberty to move in every direction, it will be urged towards the current”
Traduction: “ La pression latérale qui attire la flamme d’une bougie vers le flux d’air d’un tube de soufflage (de verrier) est peut-être exactement la même que la pression qui aide la déviation d’un courant d’air près d’un obstacle. Marquons l’impact produit par un mince filet d’air à la surface de l’eau. Mettons un corps convexe en contact avec le bord du filet, et la place de l’impact montrera aussitôt que le courant est dévié vers le corps; et si le corps est libre de se mouvoir dans toutes les directions, il sera attiré vers le courant.”
En quelques lignes Young a décrit des expériences qui permettent de produire le phénomène, de le reproduire et de le mesurer et en a donné l’explication correcte : la pression latérale qui attire.
En 1930, les expériences dont le principe avait été esquissé ont été reproduites par Henri Bouasse , professeur de physique à l’Université de Toulouse et compilateur de vieux papiers. Bouasse précise que si un obstacle arrondi dévie vers lui le courant gazeux, le courant gazeux attire le corps arrondi, avec une force égale à la variation de la quantité de mouvement produite par la déviation du jet, en vertu du théorème d'Euler. Il explique aussi que le théorème de Bernoulli ne s'applique à aucun des phénomènes faisant l'objet de ses expériences, qu'on appelle depuis 1948 effet Coanda: le jet crée en son voisinage un vide relatif dans un espace confiné où la vitesse est quasi nulle et la pression plus petite que dans le jet, donc l'équation de Bernoulli ne s'y applique pas.
[modifier] Références
- T. Young, “Outlines of Experiments and Inquiries respecting sound and light” in Proceedings Royal Society of London 16 Jan 1800 or 1806
- J.L. Pritchard, “The Dawn of Aerodynamics” in Journal of the Royal Aeronautical Society, March 1957.
- H.Bouasse, “Tourbillons” tome II (Delagrave PARIS, 1931) pp. 341-347
