Combien de fois cela vous est-il arrivé ? verser de l’eau sur la table en essayant de la vider d’un verre à l’autre, ou en lavant un cuillerée à soupe voir l’écoulement de l’eau qui suit la courbure ? Au lieu de tomber verticalement comme on le souhaiterait, l’eau coule sur le côté du verre. La raison de ce phénomène n’est pas un mystère, elle porte un nom précis : Effet Coandă, du nom du physicien franco-roumain qui l’a théorisé. Cela arrive avec tous les fluides, plus ou moins visiblement selon leur densité : par exemple, cela arrive aussi avec l’air avec les ailes des avions. Il s’agit d’un comportement dû aux forces d’adhésion et de cohésion des fluides, mais il est possible de l’éviter en augmentant la vitesse à laquelle le liquide est versé. Voyons ensemble en quoi consiste l’effet Coandă et dans quels autres cas il peut être remarqué.
Pourquoi l’eau ne tombe pas verticalement : l’effet Coandă
La raison pour laquelle nous faisons des dégâts dans ces cas-là est que l’eau a tendance à suivre le profil du verre. Ce comportement n’est pas aléatoire, il est dû à l’effet Coandă : Les fluides en mouvement ont tendance à suivre les surfaces avec lesquelles ils entrent en contact.
Mais pourquoi cela arrive-t-il ? Parce que le liquide est « pressé » sur le verre par le pression atmosphérique – qui est supérieure à la pression qu’exerce le verre sur le liquide – et de force d’adhésion entre liquide et solide. En termes simples, la couche de liquide en contact avec le verre est obligée d’adhérer au verre. De plus, à l’intérieur du liquide se trouvent les forces de cohésion entre les molécules, qui garantissent que l’ensemble du fluide suit le profil du verre et pas seulement la couche interne du liquide.
Comment éviter cet effet
Même si cela peut nous paraître plus « dangereux », le solution suivre pour décanter les liquides sans les renverser sur la table est versez-les vite!
En effet, lorsque l’on verse lentement, les forces d’adhésion et de cohésion que nous avons décrites précédemment « l’emportent » sur les autres forces possibles agissant sur le liquide, et donc l’eau continue de couler sur le verre même une fois qu’il a dépassé le bord.
Cependant, lorsque nous le versons rapidement, les autres forces « gagnent » sur la force d’adhésion. Par exemple, quand on verse rapidement, cela augmente le capacité de poids d’eau, c’est-à-dire que pour le même temps, plus d’eau coule que lorsque nous versons lentement. Cela signifie que dans ce cas c’est le force de poids pour « gagner » sur la force d’adhésionet donc le liquide tombe verticalement.
Une autre solution est choisir le bon verre pour décanter. L’effet Coandă dépend également de la courbure de la surface et de son continuité. Plus la courbure est grande, plus tôt le liquide commencera à tomber vers le bas.
Pour être clair avec un exemple, le bord du tasses de café c’est assez incurvé Et continu, donc si vous essayez de verser du café d’une tasse dans une autre, c’est beaucoup difficile ne vous « enivrez pas ». Si à la place nous utilisons un verre très finson bord est pratiquement exempt de courbure et sera plus facile versez l’eau avec précision.
Si vous le remarquez, les gobelets jetables ont un bord particulier : ils font une courbe très étroite puis s’arrêtent. Cette forme sert précisément à empêcher l’eau de couler dans le verre (et à protéger notre bouche pendant que nous buvons).
Dans quels autres cas voyons-nous l’effet Coandă
Une expérience amusante pour voir l’effet Coandă est celle de cuillère sous l’eau courante de l’évier : si nous rapprochons la cuillère de l’eau, nous remarquerons que l’eau en contact avec elle cessera de couler droit et suivra au contraire le profil incurvé de la cuillère. On peut aussi remarquer qu’en augmentant l’intensité du jet – et donc sa vitesse – l’effet diminue.
De plus, on peut voir que si l’on rapproche la cuillère très près mais sans toucher l’eau, la différence de pression et les forces d’adhésion pousseront la cuillère à coller à l’eau.
Il existe d’autres exemples beaucoup plus complexes de cet effet. Henri Coandă lui-même l’a observé en étudiant l’aérodynamique, en effet cet effet est très évident le long du ailes d’avion.
Une autre application de ce phénomène se produit dans Forum 1où dans le passé l’effet Coandă était utilisé sur la carrosserie pour diriger les gaz d’échappement du moteur vers le plancher, augmentant ainsi la charge aérodynamique de la voiture.
