Drôle de question ! Et pourtant, il est souvent d’usage en physique de simplifier des problèmes trop complexes par des raisonnements 2D.
Mais parfois, il n’est plus question de simplifications car le réel peut 𝘃𝗿𝗮𝗶𝗺𝗲𝗻𝘁 se comporter en deux dimensions…
🔍 𝗖𝗼𝗺𝗺𝗲𝗻𝘁 𝗲𝘀𝘁-𝗰𝗲 𝗽𝗼𝘀𝘀𝗶𝗯𝗹𝗲 ?
Si l’on s’imagine un obstacle placé dans un écoulement alors il est facile de comprendre que le fluide le contourne dans 𝘁𝗼𝘂𝘁𝗲𝘀 𝗹𝗲𝘀 𝗱𝗶𝗿𝗲𝗰𝘁𝗶𝗼𝗻𝘀.
Autrement dit, le fluide passe 𝗮𝘂-𝗱𝗲𝘀𝘀𝘂𝘀, 𝗮𝘂-𝗱𝗲𝘀𝘀𝗼𝘂𝘀 et 𝘀𝘂𝗿 𝗹𝗲𝘀 𝗰𝗼𝘁𝗲𝘀 de l’objet.
Mais si le fluide est en rapide rotation, alors les choses se passent différemment…
🎠 𝗨𝗻 𝗰𝗮𝗿𝗿𝗼𝘂𝘀𝗲𝗹 𝗯𝗶-𝗱𝗶𝗺𝗲𝗻𝘀𝗶𝗼𝗻𝗻𝗲𝗹
C’est ce qu’illustre cette expérience réalisée par des chercheurs du SpinLab (UCLA). Lorsque l’écoulement est 𝘂𝗻𝗶𝗳𝗼𝗿𝗺𝗲𝗺𝗲𝗻𝘁 𝗿𝗼𝘁𝗮𝘁𝗶𝗳 alors le fluide ne se déplace 𝗽𝗮𝘀 par dessus l’obstacle.
🧐 𝗣𝗼𝘂𝗿𝗾𝘂𝗼𝗶 ?
🔸Cet effet est le fruit du théorème de 𝗧𝗮𝘆𝗹𝗼𝗿-𝗣𝗿𝗼𝘂𝗱𝗺𝗮𝗻 : dans une configuration 𝗿𝗼𝘁𝗮𝘁𝗶𝘃𝗲, l’écoulement est 2D et confiné entre deux plans 𝗽𝗲𝗿𝗽𝗲𝗻𝗱𝗶𝗰𝘂𝗹𝗮𝗶𝗿𝗲𝘀 à l’axe de rotation.
🔸Pour un disque, cela implique la formation d’une 𝗰𝗼𝗹𝗼𝗻𝗻𝗲 𝗰𝘆𝗹𝗶𝗻𝗱𝗿𝗶𝗾𝘂𝗲 𝗳𝗶𝗰𝘁𝗶𝘃𝗲 autour de l’obstacle qui est 𝗰𝗼𝗻𝘁𝗼𝘂𝗿𝗻𝗲𝗲 sur les côtés par le fluide tournant.
Cette colonne est appelée 𝗰𝗼𝗹𝗼𝗻𝗻𝗲 𝗱𝗲 𝗧𝗮𝘆𝗹𝗼𝗿 : tout se passe comme si l’objet avait une dimension infinie dans la direction de l’axe de rotation !
🌀 𝗥𝗲𝘀𝘂𝗹𝘁𝗮𝘁 ?
Un écoulement 𝟮𝗗 dans un monde 𝘢 𝘱𝘳𝘪𝘰𝘳𝘪 𝟯𝗗 🌪️
