La Cavitation

Bulles

La cavitation est un phénomène hydrodynamique découvert en 1917 seulement, qui peut apparaitre dès qu’un objet solide se déplace à plus de 15 noeuds dans l’eau. Il est surtout connu dans le domaine des hélices et des aubes de turbine, mais dans un précédent article on a vu que la cavitation empêche aussi des profils hydrodynamiques comme des foils, des quilles ou des gouvernails de fonctionner correctement aux alentours de 50 noeuds et au delà.


bulles de cavitation aux extrémités d’une hélice

Destruction

La cavitation a également un effet destructeur : les pièces solides en mouvement rapide dans l’eau sont gravement dégradées par un effet assez incompréhensible de prime abord. Comment comprendre qu’une hélice en acier puisse être rongée en quelques heures par des bulles de vapeur froide ?

Hélice dégradée par la cavitation
Hélice dégradée par la cavitation

Comme on l’a vu, les bulles se créent dans les dépressions car l’eau est incompressible. Mais les bulles implosent ensuite de façon très brutale dès qu’elles se retrouvent dans une zone où la pression est plus élevée, créant une onde de choc suffisamment forte pour désagréger localement la matière!

Mur du son !

Dans un précédent article , un parallèle a été fait entre le mur du son et la cavitation, ce qui peut sembler un peu audacieux. Cette idée est cependant renforcée dans cette page qui indique que la vitesse du son dans de l’eau contenant entre 10% et 90% de gaz est de 25 m/s environ, soit … 50 noeuds!

Comment éviter la cavitation ?

Tout comme les avions supersoniques ont des ailes différentes des avions lents, les engins destinés à dépasser 50 noeuds dans l’eau doivent être conçus différemment. Le site de l’entreprise Supramar AG (suisse… encore …) propose quelques pistes :

  1. les bords d’attaque des profils doivent être vifs pour « séparer le flux » sans créer de vaste dépression (voir exemples de profils « SEABUS » de Supramar)
  2. on peut injecter de l’air à certains endroits du profil pour permettre à la dépression de se créer sans les inconvénients liés à la cavitation « naturelle ».

Ces concepts sont proches de ceux de la supercavitation qui permet à des torpilles russes propulsées par fusée d’atteindre 100 m/s (200 noeuds, ~400 km/h ) sous l’eau !

 

 

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45 commentaires pour La Cavitation

  1. […] Foilers ! plus vite que le vent à la voile « La Cavitation […]

  2. […] voit que des nappes de bulles de cavitation recouvrent la moitié de la surface du safran, alors que les foils horizontaux semblent épargnés, […]

  3. […] 44.9 noeuds depuis 1935. Il est probable que son hélice tournait alors dans une grosse poche de cavitation, phénomène que tous les navires et qui plus est les sous-marins ont tenté d’éviter à […]

  4. Thomas dit :

    Mon prof de méca fluide m’avait parlé de liquéfaction de l’eau du à la rapidité d’une coque. La couche limite de l’eau et de la coque
    sont collés et donc vont à la même vitesse. Plus l’eau va vite et plus la pression diminue (c’est Bernoulli). Et dans ce cas précis si la pression diminue trop alors l’eau change d’état (là c’est la termodynamique avec la loi des gaz parfait appliqué à bernoulli). Et donc de mini bulles de « vapeurs d’eau » se forment sous le bateau.
    serait-ce dans le cas de bateaux à voile et autres engins à vent possible?
    c’est une question!
    Thomas

  5. Dr. Goulu dit :

    Absolument Thomas, c’est exactement ce qui arrive autour de 50 noeuds, d’abord sur les surfaces (convexes) qui créent des dépressions, donc les plans anti-dérive et les safrans pour commencer.

    Tu peux voir une belle image de ceci sur le foil de l’Hydroptère ici

    A plus haute vitesse encore, on peut imaginer que ça concerne toute la « coque » de l’engin, comme dans le cas des torpilles à supercavitation

    Un point qui n’est encore pas très clair concerne les engins de surface fonctionnant par « pression dynamique » et n’ayant pas de zone en dépression (sauf peut-être à l’arrière) comme les kiteboards. Il est possible qu’ils ne cavitent pas du tout, alors que l’aileron des windsurfs se met à faire des spinouts vers 50 noeuds. (qui va nous faire une planche de windsurf sans aileron, qui s’incline dans l’eau comme un kiteboard ?)

    A plus haute vitesse encore, pour les fusées à moteur, je ne sais pas du tout à quoi ressemble l’eau sous la coque de Spirit of Australia. Toute info est bienvenue…

    (P.S. le blog « Science à Voile » de Thomas est très chouette, je l’ai ajouté aux liens)

  6. Bonjour,

    Avant que n’apparaisse le phénomène de cavitation tel qu’on le définit (vaporisation de l’eau), n’y a-t-il pas un phénomène de dégazage de l’eau par les gaz dissous ?

    Quelqu’un connaît-il un document d’étude de ce phénomène ?


    Gérard

  7. Guillaume dit :

    Bonjour,

    Petite question la cavitation se produite vers 40 nœuds ou vers 15 nœuds.

    Il y a deux informations un peut contradictoire.
    D’abord c’est 40 nœuds dans la page .

    Puis c’est 15 nœuds dans cette page.

    Si c’est 15 neuds la cavitation peut largement intervenir dans les cas de spin-out.

  8. Dr. Goulu dit :

    Bien observé, mais ce n’est pas contradictoire, car l’apparition du phénomène dépend beaucoup non seulement de la vitesse, mais aussi (beaucoup) de la forme de l’objet, voire de sa surface (voir l’article « Plouf ou Plop« )

    Donc, ça PEUT intervenir dès 15 noeuds sur un objet qui n’a pas été étudié pour se déplacer dans l’eau (disons un bout de rocher), et c’est INEVITABLE même sur un profil super étudié dès 40 noeuds (environ).

    Au début ça fait juste des petites bulles par ci par là, puis des nappes de plus en plus grandes qui diminuent l’efficacité du profil jusqu’à le rendre totalement inopérant lorsqu’il se retrouve dans une grosse bulle de vide. Ceci peut aussi se produire très brutalement lors d’un changement d’incidence du profil : ton aileron (ou ton safran) va très bien et quand tu essaie de manœuvre de 1 degré, hop! ça dérape.

    A mon humble avis, les bateaux ne franchiront pas les 50 noeuds sans profils supercavitants, qui fonctionnent en « surfant » dans la bulle de cavitation. Les planches sans ailerons (de kite) iront peut être plus vite avant, si elles trouvent des surfaces d’eau assez lisses…

  9. sebek dit :

    J’ai vaincu la cavitation!

    Bon OK il s’agit de science fiction 🙂
    J’ai publié une nouvelle de 20 pages sur le futur de la course à la voile et ca parle beaucoup de foils et de cavitation.

    http://apreslebaril.tuxfamily.org/

    Je serai intéressé par avoir votre avis sur d’éventuelles erreurs que j’aurai pu écrire.

    Si ça vous intéresse de publier un article ou directement la nouvelle, pas de problèmes (licence creative commons)

    Cordialement

  10. […] ça revient à accepter qu’il y ait de l’air sur l’extrados du foil, donc pas de cavitation proprement dite. Dans ce cas de figure, la portance serait générée surtout par la “pression […]

  11. Romain dit :

    Bonjour,
    Je ne connaissais rien à la cavitation avant de lire cette page et je me demandais si on pouvait avoir un phénomène de cavitation lors du passage d’une rame d’aviron dans l’eau ou est ce seulement la rame qui emporte de l’air dans l’eau???

  12. Dr. Goulu dit :

    Je ne pense pas qu’une rame atteigne dans l’eau la vitesse nécessaire à l’apparition de la cavitation, soit au moins 20 nœuds (40 km/h). Peut-être juste au moment de l’impact, en faisant exprès …

    Par contre, il se produit certainement de la « ventilation » (voir cet article ) qui se manifeste comme si « la rame emporte de l’air dans l’eau » même si le mécanisme physique est très différent (il faut souffler de l’air très fort pour qu’elle pénètre dans de l’eau … )

    Tout solide qui se déplace dans un fluide y crée des zones de haute pression (devant et dans les creux) et des zones de basse pression (derrière et sur les bosses). La rame s’appuie sur l’eau (pression élevée) mais elle crée également une dépression qui aspire la surface de l’eau.

    En résumé : grosse poche d’air raccordée à la surface = ventilation / petites bulles autour d’un objet sous-marin rapide = cavitations

  13. Gurval dit :

    Je n’est pas trouvé d’endroit plus propice que ce sujet. Vous allez surement me dire que je devient gateux avant l’age si je répette encore une fois que « Rien ne sert de caviter aund on peut ventiler ». Et bien, je rève pas tout de même, mon bon monsieur, je lis bien « ventilated hydrofoil »!
    http://www.yachtsandyachting.com/news/?article=145464
    En prime de super image dans ce forum:
    http://www.boatdesign.net/forums/sailboats/tomahawk-peoples-foiler-26364.html

    • Bonsoir Gurval,

      Je me méfie toujours des gens qui ré-invente le fil à couper le beurre et le font breveter comme une nouveauté révolutionnaire.
      Pour moi, un foil horizontal « fully ventilated » ça s’appelle aussi une surface planante. Et une surface planante ça a la même efficacité (au niveau de la traînée) qu’une carène planante.
      Sur mes élucubrations de planche à voile à foils, c’est ce que j’ai fait (surtout pour voir comment allait se comporter le foil arrière)
      Et bien j’ai bien été obligé de constater que ce que j’appelle le « patin planant », c’est pas l’idéal au niveau de la traînée … 🙂
      Je crois que l’on ne peut pas se passer d’un système de régulation d’altitude à l’avant (sauf foils traversants bien sûr)

      à plus,

      GG

      P.S. Ian Ward avait déjà testé une configuration de Moth à patin avant en 2004 … sans suite.

      http://www.moth.asn.au/reports/foilers_may_2004.html

  14. Gurval dit :

    Salut gerard.

    Tu pense bien que quand j’ai vu cette planche j’ai immediatement pensé à la tienne. Mais en voyant l’espece de truc qui lui sert de foil et d’aileron à l’arriere, ça sent l’embrouille. Je voulait plutot vous montrer le foils centrale du dériveur.

  15. samudam dit :

    Bonjour à tous et merci de partager votre passion.

    Je m’intérèsse aux hydrofoil, parce que c’est de la belle techno en pleine évolution, parce que je suis passionné de kitesurf où il y a un gros potentiel, et parce que c’est tellement bô!

    je fait de la biblio sur les foils, je pense que cette étude pourrai vous intéresser (et puis c’est joli!)
    [url=http://www.servimg.com/image_preview.php?i=9&u=15150070][img]http://i45.servimg.com/u/f45/15/15/00/70/vlcsna10.png[/img][/url]
    [url=http://arxiv.org/src/1110.3355v1/anc/Vortex_shedding_Lo.mpg]http://arxiv.org/src/1110.3355v1/anc/Vortex_shedding_Lo.mpg[/url]

    l’article (pdf et video HR): [url=http://arxiv.org/abs/1110.3355]http://arxiv.org/abs/1110.3355[/url]

    • Un grand bonjour « Samudan » !

      Très heureux de ta visite sur Foilers et désolé pour cette réponse tardive : problème de PC.
      J’espère que tu as eu l’occasion de visiter d’autres pages que celle-ci…Même si ton niveau est sûrement bien supérieur à celui de certains des auteurs et de certains des lecteurs au vu des travaux sur lesquels tu travailles !!

      Merci pour les liens envoyés, la vidéo est très intéressante…
      Bien entendu, ta biblio. sur les foils m’intéresse !!!

      A bientôt je l’espère
      Fred

      • samudam dit :

        Merci pour l’accueil!

        Je précise qu’en fait je n’ai pas un très bon niveau en hydrodynamique, qui n’a malheureusement rien à voir avec mon domaine de travail (j’ai raté ma vocation!).
        D’ailleurs le peu que je sais, je l’ai surtout appris sur foilers!
        Mais j’ai une bonne culture technologique et scientifique, et je trouve ce sujet très intéressant donc je continue à étudier tout ce qui touche aux ailes, qu’elles soient au dessus ou au dessous de l’eau!

        A bientôt

  16. LucFT dit :

    Bonjour à tous.
    Ravi de vous voir aborder ainsi ces sujets techniques de haut vol.
    Pourriez-vous me dire les conditions de l’efficacité de l’hélice de surface : comment elle limite la cavitation dans les conditions physicochimiques du milieu,et comment on stabilise cette hélice à la bonne hauteur par rapport à la surface de l’eau, suru=tout quand la mer est formée
    Croyant en la valeur de vos réponses
    A bientôt

  17. Thomas dit :

    Bonjour,
    tout d’abord, désolé de déterrer un vieux sujet…
    Je suis étudiant en 1ère année de classe préparatoire et compte réaliser un TIPE sur la cavitation. Pour cela, j’aimerai savoir si certains ici, qui ont l’air de s’y connaitre un bout, pourraient me conseiller un ou des ouvrages à lire pour acquérir des connaissances sur le sujet?
    Dans l’espoir d’une réponse,
    Merci d’avance.

  18. Thomas dit :

    Merci beaucoup de m’avoir répondu si vite, ces liens, surtout le bouquin traduit en anglais, m’ont l’air d’être une mine d’or! Je vais prendre le temps de réfléchir à des expériences (le TIPE sur Internet est plutôt orienté corrrosion, tandis que j’aimerai plutôt me rabattre sur l’étude des différents fluides et des paramètres pour l’apparition de bulles de cavitation, ou encore les effets accoustiques de la cavitation, voire même si je trouve les expériences pour, le « mur du son » de la cavitation qui m’intrigue énormément).
    D’ailleurs si l’un des membres du blog a de l’expérience dans les expériences sur la cavitation (ne nécessitant pas des tunnels hydrodynamiques, il est quasiment impossible d’ y avoir accès) je serai ravi d’écouter (enfin de lire) de ce qu’il aurait à faire partager.
    Sinon à part ça j’ai découvert ce blog en faisant mes recherches il y a un mois ou deux, je n’ai pas encore eu le temps de le parcourir en détail mais… bravo il est magnifique et passionant!

  19. gurval dit :

    Bonjour thomas.
    Le mur du son de la cavitation n’est qu’un racourci du langage utilisé pour symbolisé la difficulté qu’on rencontré les bateaux à passer au delà d’une certaine vitesse. On parle, ou plutôt on parlait, aussi de la barrière des 50 noeuds. Chose tout à fait empirique puisque certains engins (hydroptère, wind) on prouvé par leurs performances qu’il était possible de dépasser les 50 noeuds sans caviter. Encore plus récement le sailrocket a encore repoussé cette limite, prouvant qu’il était possible de « chevaucher le dragon », grace à un controle/provocation, non pas de la cavitation, mais ventillation. Je m’arrête là, on vas dire que je radote.
    En tout cas bonne chance, malheureusement je ne peut pas t’aider sur le plan scientifique, ce serai présomptueux de ma part d’affirmer le contraire, mais rassure toi il y a sur ce site de vrai scientifique qui savent de quoi ils parlent.

  20. Bonjour Thomas,

    « les expériences sur la cavitation (ne nécessitant pas des tunnels hydrodynamiques, il est quasiment impossible d’ y avoir accès) je serai ravi d’écouter (enfin de lire) de ce qu’il aurait à faire partager. »

    Pour mettre en évidence la cavitation, tu peux peut-être imaginer de faire tourner une petite hélice (de bateau modèle réduit par exemple) entrainée par un moteur rapide (électrique ou thermique).

    L’hélice plongeant dans un aquarium et filmée à travers une des vitres.

    Attention : Je n’ai pas expérimenté ce type de montage. C’est donc, peut-être une très mauvaise idée, irréalisable avec de faibles moyens.
    Je pense qu’un petit calcul à base de nombre de cavitation, régime et pas de l’hélice etc… pourrait te donner une idée de la faisabilité.

    Bon courage,

    GG

    • Samuel Damoy dit :

      Bonjour Thomas,

      Tu peux aussi monter une manip de sonoluminescence: le matériel/protocole est tout à fait accessible pour un TIPE, tu as même tout le descriptif ici: [url]http://www.phytem.ens-cachan.fr/servlet/com.univ.collaboratif.utils.LectureFichiergw?CODE_FICHIER=1351070085632&ID_FICHE=7111[\url]

      Une autre piste intéressante serai d’essayer de faire une sorte de pince de crevette pistolet artificielle: [url]http://omnilogie.fr/O/Les_crevettes_cavitantes[\url]
      ça peut être rigolo et je ne crois pas que ça ai déjà été fait!

      bon tout ça est est assez loin des problèmes de cavitation foilesque qui nous intéressent ici, mais au moins tu n’as pas besoin de tunnel!

  21. Thomas dit :

    Merci Gérard et Gurval,
    Je viens juste e commencer une expérience ou j accroche un ventilateur d ordi à une perceuse (l idée vient du lien sur le TIPE déjà fait donné par Dr Goulu) et pour l instant mon plus gros problème est que l hélice tourne trop vite pour pouvoir observer le phénomène. À la fin des vacances j en discuterai avec mon prof de physique qui pourra m aider p-e, et pour l instant je vais essayer de faire varier les parametres (temperature, liquide utilise… Encore que si je bousille 30 L d ether ca va pas plaire a la prof de chimie) pour obtenir la cavitation à une vitesse assez faible pour pouvoir l observer. Ou je vais essayer de trouver un appareil photo à obstruation rapide.
    Merci beaucoup pour vos réponses, et si vous avez des liens intéressants sur la « vitesse limite » je serai ravi d aller y jeter un coup d œil ….

    • rb1 dit :

      allez zou un petit mot d’encouragement pour la genesse
      et des petites idées :
      pour avoir la cavitation une hélice est une bonne idée
      mais ça doit créer pas mal de remous
      tu peux te contenter d’un profile symétrique quelconque (le tube étant un cas très étudié en mécanique des fluides ça peut-être une piste facile, mais pas forcément le meilleur pour la cavitation)
      ensuite avec un profile long tu doit réussir à trouver un vitesse de rotation qui n’engendre de la cavitation que sur une partie (forcément la partie extérieur)
      une photo de dessus, une mesure du rayon une vitesse de rotation et hop une vitesse de cavitation pour ce profile
      retenter l’expérience avec différents profiles, différentes température, différentes profondeur (pas forcément évident ça, ou alors avec un moteur qui ne craint pas l’eau … y’en a beaucoup en fait, tous les brushless vont très bien dans l’eau)

      bon courage et bonne recherche
      et passes nous donner les résultats ça nous intéresse

      erwan

  22. Thomas dit :

    Merci à tous pour cette foule de commentaires, vous m’ouvrez tout un tas de voies auxquelles je ne pensais pas; particulièrement, la pince de crevette pourrait être amusante à réaliser.
    Au niveau des expériences, j’ai regardé la sonoluminescence ça à l’air intéressant, il faut voir si j’ai le matériel au lycée sinon chercher des contacts qui l’aurait…
    Sinon pour celle avec l’hélice rb1 laisse moi résumer pour voir si j’ai bien compris : tu propose que au lieu de l’hélice je mette une seule pale et que en faisant varier vitesse et de rotation et rayon de la pâle j’observe quand le phénomène apparaît (pour l’instant j’ai ce montage : http://freethomas.free.fr/TIPE_cavitation.pdf cf le montage avec la perceuse). Je sais pas si ça résoudra mon problème qui est que je n’arrive plus à voir assez bien, passé une certaine vitesse, les pales de l’hélice pour pouvoir discerner des bulles.
    Sinon je pensais mettre en évidence la cavitation par le son (dans un tuyau fermé avec un profil au milieu, et une cuve à eau pour augmenter la pression donc la vitesse dans le tuyau) en utilisant un stéthoscope artisanal, un micro un bon logiciel de son pour essayer de détecter le ‘bang’ cavitationnel, que j’ai lu (sur un article de ce forum d’ailleurs il me semble) être de 20-40 dB (donc audible en théorie). (si quelqu’un connait un formule qui permet de calculer la vitesse dans un tuyau en fonction de la pression à l’entrée et du rayon…j’ai peur que mes connaissances en statique des fluides ne suffisent pas encore même si je vais essayer).
    Enfin je serai ravi de vous tenir tous informé de l’avancé des projets, avec même des photos bien que je ne sache pas comment en introduire!

    • rb1 dit :

      mon idée c’est plutôt d’utiliser une baguette de 20-40 cm pour pouvoir distinguer les différentes zones où se produit ou pas la cavitation
      il y a des théories de vitesse autour d’un cylindre (fluide parfait, mais ça donne une première approche):
      http://www.cpge-brizeux.fr/casiers/jnb/exercices/tdmecaflu.pdf
      voir la DF15

      avec une hélice (1 ou 10 pâles c’est pareil) tu créer un courant qui va gêner l’observation, en plus elle va être petite et tu n’observeras pas grand chose

      pour la vitesse dans le tuyaux c’est le problème de la baignoire qui se vide
      théorème de Bernoulli
      http://forums.futura-sciences.com/physique/374661-vitesse-decoulement-pression.html
      en prenant en compte une perte de charge dans le tuyaux s’il est petit et au niveau de sa liaison à la cuve
      mais pour avoir un tuyaux large pour éviter les pertes de charge et avoir un écoulement libre autour de l’objet étudié, une bonne vitesse pour faire apparaitre la cavitation … ça va faire un gros débit donc bonjours la facture d’eau et du temps pour remplir la cuve entre chaque expérience

      erwan

    • Bonne idée ton tuyau, mais ça me paraît très compliqué comme expérience pour un résultat mitigé, car tu « entendras » la cavitation, mais sans la voir. Et pour avoir une bonne note en TIPE, il faut des belles images (c’est du vécu!). Du coup je te conseille de garder cette expérience mais de ne pas la présenter comme ton expérience « principale ». Quitte à faire un plan en deux parties, une première partie orientée pression de vapeur saturante / ébulition / vitesses / profil cavitant, et une deuxième partie orientée ondes sonores dans un fluide / bang de cavitation.

      Il est tout à fait possible de calculer une vitesse d’écoulement dans un tuyau en fonction de la pression amont (attention, le vrai calcul c’est en fonction de la différence de pression entre les deux extrêmités du tuyau). Tu vas rentrer en quelle filière de spé? Si PC ou PSI, tu sauras faire ce calcul l’année prochaine. Ça s’appelle le calcul d’écoulement de Poiseuille cylindrique, et le résultat est le suivant:

      http://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89coulement_de_Poiseuille

      Par contre, ce qui est compliqué c’est que ton écoulement ne sera pas de la même vitesse en fonction de la distance au centre du tube… ce qui rend ton expérience un peu « bancale », à moins de prendre un tube très très large et une approximation linéaire au centre. C’est pour ça que je te conseille de faire cette expérience en deuxième lieu, avec une rhétorique tu type: « je vous ai montré des images de cavitation « propres », mais j’ai voulu mettre au point un deuxième protocole expérimental, qui ne prétend pas être rigoureux mais qui m’a permis d’entendre le fameux « bang » de cavitation!

      Tiens-nous au courant de tes avancements! Ça nous intéresse!

  23. Thomas dit :

    Merci encore pour ces retours,
    Rb1, ton idée est bien, mais ne disposant pas de baignoire chez moi vais attendre de voir ou je peux trouver un réceptacle suffisamment grand.
    Sinon l idée du son n est pas pour faire une étude à long terme, mais juste pour répondre au défi du prof de physique qui ne pense pas réalisable de mettre en évidence la cavitation sur un profil en lycée (et autrement qu’avec les expériences de statique des fluide i.e. Les bulles qu’on peut observer dans une seringue sous certaines conditions).
    Sinon pour l instant je suis en pcsi (mathsup 1e année) et je fais PC l année prochaine. Jusqu à lundi (fin des vacances) je continuerai à répondre souvent, j essaierai de faire des expériences la semaine prochaine et je posterai les resultats, mais ensuite j aurai peut être un débit de réponse plus lent, prepa oblige. Je vous tiendrai tout de même au courant, voire même vous ferait parvenir des photos si j en trouve le moyen…

  24. Salut Thomas,

    Quelques vidéos que tu connais peut-être déjà.

    http://www.cerimes.education.fr/articles/article_222/la-cavitation-le-defi

    Bon dimanche,

    GG

  25. Thomas dit :

    Bah voilà, l expérience dans la dernière vidéo (à 28 min ) est exactement celle que je veux faire, avec si possible un  » petit » profil comme une aile à la place du col venturi, pour mettre un évidence la cavitation sur un profil. À voir suivant ce que j ai comme matériel.

  26. Thomas dit :

    Sinon chose qui n’a rien a voir, comment puis introduire des photos? Histoire de vous montrer un peu quand je ferai des expériences.

  27. xavierlabaume dit :

    « pour l instant mon plus gros problème est que l hélice tourne trop vite pour pouvoir observer le phénomène » : fais comme dans certaines vidéos postées par GG, utilise un stromboscope (il y en a un dans tous les lycées…) et genre une gopro. si celle ci shoot à 120 fps, que c’est un multiple de la fréquence de rotation de l’hélice, et que le strombo est bien réglé ça devrait le faire.

  28. gurval dit :

    Il y a une idée qui à été évoqué ici, mais je ne sait plus sur quel sujet. Une centrifugeuse étanche avec de l’eau dedans. C’est faisable avec une vieille machine à laver dont on couvrirait le tambour d’une bache étanche avec quelques litre d’eau. L’eau viendrai se coller aux surface extérieur, il suffirai alors d y plonger un profil et de placer une caméra aux centre. Par contre je ne sait pas si c’est valide car l’eau est soumis à une pression supérieur.

  29. Thomas dit :

    Bonne idée Xavier, je vois pour essayer de faire ça vendredi au lycée si j arrive à avoir une GoPro! Et la machine à laver encore faut il la trouver ^^
    Bon merci je vous tiens au courant, et dès que j ai des photos ou vidéos j essaye de les poster.
    Fans un autre registre, dans plusieurs articles de ce blog Solid Works est utilisé. Est ce très complexe de faire des simulations? Parce que je crois que mon lycée possède SolidWorks donc je pourrais exploiter ça. Sinon je prendrai contact avec des laboratoires ou écoles qui l utilisent, il y en aura bien un qui acceptera de me laisser réaliser une simulation.

  30. À mon sens en TIPE l’intérêt d’une simulation SolidWorks est quasi-nul. La simulation informatique par éléments finis est une branche très complexe des mathématiques appliquées (crois-moi sur parole…) et même en spé tu seras très loin d’avoir les connaissances nécessaires pour justifier tes résultats. De plus, la section simulation de SolidWorks n’est certainement pas assez complète pour prendre en compte les phénomènes de type cavitant (qui sont justement la pointe de la recherche en simulation informatique mécaflu en ce moment). C’est la difficulté de simuler la cavitation qui fait que le phénomène est encore très loin d’être maîtrisé par les ingénieurs et les chercheurs.

    Un exemple simple: les foils de Vestas Sailrocket sont conçus sur des profils simples « qui marchent bien » (simple parabole x^2 tronquée…). On en est encore au stade « je construis un foil selon quelques règles empiriques qui marchent et j’espère qu’il va aller vite! ». Même en supposant que SolidWorks soit capable de te modéliser un phénomène de cavitation, le jury pourra toujours te dire que sur ce point, à part créer une belle image pour ton rapport, ton travail scientifique, ta « valeur ajoutée » comme il aime bien l’appeler, n’existe pas car ça sera le logiciel qui aura travaillé à ta place!

    Pour autant, ça ne veut pas dire qu’il faille abandonner toute idée d’une modélisation. Mais une modélisation très simple dont le résultat peut être obtenu de tête aura plus d’impact sur ton jury qu’un gros calcul SolidWorks que tu ne peux ni comprendre ni justifier.

  31. This design is steller! You definitely know how to keep a reader entertained.

    Between your wit and your videos, I was almost moved to start my own blog (well, almost.
    ..HaHa!) Fantastic job. I really loved what you had to
    say, and more than that, how you presented it. Too cool!

  32. Thomas dit :

    Salut a tous, j’avais des concours blancs donc j’ai été peu actif sur mon TIPE ces deux dernières semaines, mais sinon j’ai enfin réalisé une expérience en faisant tourner un ventilateur d’ordi avec une perceuse dans une cuve d’eau, et ça marche! En utilisant un stroboscope réglé sur 1400 bpm j’ai vus à l’oeil des bulles, et j’ai essayé de filmer avec une GoPro mais les images ne sont pas exploitables…Je reessaierai…Ma prochaine expérience consistera à essayer de me créer un tunnel hydro et d’étudier la cavitation par le son d’ailleurs si quelqu’un a des liens sur le lien son-cavitation (fréquence, amplitude) je serais très intéressé. Enfin il va aussi falloir que je me trouve un sujet ( une problématique quoi) mais ça j ‘ai le temps d’y penser!
    Comme je l’ai dit, je n’ai pas encore des images exploitables (je compte refaire l’expérience sous peu) mais j’ai des photos de l’expérience et un schéma de mon prochain montage, donc si il y a des intéressés je peux les partager (il faut que je vois avec Frédéric c’est ça? ).
    En tous cas merci à tous ceux m’ayant déjà répondu!

    • Bonjour Thomas,

      Bravo pour ton expérience.
      Je ne veux pas jouer les mauvais augures mais je pense qu’il y a deux phénomènes qui peuvent troubler ton essai.

      D’une part la ventilation (on en a déjà beaucoup parlé ici).
      Même s’il ne s’agit pas d’air « capté » en surface en permanence, il peut y avoir des bulles d’air dans le flux d’eau de ton aquarium qui repassent régulièrement dans l’hélice.

      D’autre part, autant que je sache, l’air est légèrement soluble dans l’eau et cet air en solution peut s’évacuer en bulles lorsque la pression diminue.Dans ce cas là, il ne s’agirait pas de vide mais d’air.
      C’est un phénomène dont on ne parle pas souvent mais qui a peut-être une certaine importante.

      Pour éviter ce dernier phénomène il serait utile de faire bouillir (et refroidir) l’eau de l’aquarium.

      Bon courage et bonne journée,

      GG

      • Si ton expérience se fait dans un tube de type plastique, pourquoi ne pas l’éclairer transversalement? Par transparence, il y a de fortes chances que les bulles d’air soient visibles, ce qui permettrait de confirmer tes conclusions sonores. (Avec toutes les limites qui ont été ici exposées). Voire même permettre de quantifier le résultat avec une capture de luminosité et un rapide calcul témoin luminosité en eau / luminosité en air qui te permettrait de donner une estimation du rapport volumique eau/air dans le tube à une vitesse donnée en supposant que tout est linéaire…

  33. Thomas dit :

    Merci de m’avertir pour la ventilation Gérard, il vaut mieux que j’identifie bien ce à quoi j ‘ai affaire plutôt que partir sur de faux espoirs! J’ai refait l’expérience avec de l’eau à 50°C, mais je n’arrive toujours pas à tirer d’images concluantes de la GoPro, même si j’ai clairement vu des bulles sur les hélices (qui ensuite sont peut être dues à la ventilation). Je vais donc essayer de mettre en place une expérience avec un écoulement d’eau dans un tube (transparent si possible) voir si c’est plus concluant.

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