Presque tout le monde a déjà été témoin de l'effet Coandă : lorsqu'un jet de fluide (liquide) suit une surface courbe. Un moyen facile de visualiser cet effet est de placer le dos d'une cuillère sous un jet d'eau. Ce que la plupart des gens ne savent pas, c'est qu'il y a plus de cent ans, Lord Rayleigh [1] a prouvé que le jet peut être théoriquement instable (force centrifuge). Cela signifie que des "mini-tornades" peuvent être incorporées dans les jets, orientant leurs directions. Dans les années 80, leur existence a été déterminée en théorie [2], mais ces tornades n'avaient pas encore été observées expérimentalement.
Tout cela a changé lorsque le doctorant du Technion, Lev Dunaevich, a commencé à étudier le problème sous la supervision du Professeur David Greenblatt de la Faculté de Génie Mécanique. En propulsant un jet-stream (courant d'air rapide et confiné retrouvé dans l'atmosphère) bidimensionnel au-dessus d'un cylindre circulaire, ils ont pu visualiser ces tornades stationnaires pour la première fois (voir image). Dans un article de la revue Physics of Fluids, Dunaevich et le Professeur Greenblatt ont déterminé expérimentalement les conditions critiques de l'existence des tornades, ce qui correspondait presque parfaitement à la théorie. Ils ont également montré comment les tornades perdent leur forme et deviennent ondulées, avant de se décomposer en turbulences incohérentes.
Le Professeur Greenblatt s'est étonné que cette instabilité n'ait jamais été observée auparavant dans les flux Coandă et a suggéré qu'elle permettrait des applications concrètes notamment dans les domaines liés à la circulation sanguine, et dans les dispositifs médicaux tels que les respirateurs artificiels.
"L'effet Coandă a longtemps été soupçonné d'être la cause de la ventilation inégale des poumons chez les patients intubés et, avec la prévalence de Covid-19, la découverte de cette instabilité peut jouer un rôle décisif dans la conception de respirateurs plus efficaces". Le Professeur Greenblatt entrevoit également un grand potentiel pour la conception de mélangeurs microfluidiques, de micro-véhicules aériens et de systèmes de refroidissement des appareils électroniques. Grâce à un financement récemment obtenu de la Fondation Scientifique Israélienne, Dunaevich et le Professeur Greenblatt trouvent actuellement des moyens de manipuler artificiellement les tornades dans l'intention de contrôler l'effet Coandă et de l'exploiter pour la conception de dispositifs médicaux et pour des applications industrielles.
[1] Lord Rayleigh, Proceedings of the Royal Society of London, Vol. 93, No. 648, 1917, pp. 148-154.
[2] J.M Floryan, The Physics of Fluids, Vol. 29, 1986, pp. 2380-2387.
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