Escale 3 : A quoi servent les penons ?

L'écoulement laminaire

Les écoulements correspondent au passage du fluide vent sur les voiles. Cet écoulement du fluide peut être laminaire ou tourbillonnaire.

Durée de l'expérience :
5 minutes
Matériel :
Un sèche -cheveux
De la laine
Protocole :
Découper cinq brins de laine de 20 centimètres
Rassembler les cinq brins ensemble
Les tenir par une extrémité
Allumer le sèche-cheveux (position froide), le placer de manière à avoir l’air expulsé vers le haut
Placer les bouts de laine au dessus du sèche-cheveux
Observer

Observation :
Les brins de laine s’orientent dans le même sens que l’air expulsé par le sèche-cheveux. Ils matérialisent un écoulement laminaire.

Les écoulements correspondent au passage du fluide vent sur les voiles. Cet écoulement du fluide peut être laminaire ou tourbillonnaire.

Durée de l'expérience :
5 minutes
Matériel :
Un sèche -cheveux
Un rouleau de scotch
De la laine
Une feuille de papier
Protocole :
Découper cinq brins de laine de 20 centimètres
Les scotcher sur le bord de la feuille de papier
Découper six brins de laine de 15 centimètres
Disposer la feuille cartonnée en format portrait
Mettre trois brins de laine de chaque côté de la feuille cartonnée
Les scotcher à intervalle régulier sur le bord de la feuille cartonnée
Allumer le sèche-cheveux (position froide), le placer de manière à avoir l’air expulsé vers le haut
Placer la feuille au dessus du sèche-cheveux
Observer

Observation :
Les brins de laine ne s’orientent pas dans le même sens que l’air expulsé par le sèche-cheveux. Ils ne sont pas parallèles. La feuille fait obstacle. Les filets d’air sont déviés de part et d’autre de la feuille. Quand ils ont franchi l’obstacle, ils sont désorganisés. Ce mouvement est matérialisé par les brins de laine.

Ce phénomène peut être également observé au bord d’une rivière. Un rocher dans l’eau est un obstacle. L’eau s’écoule de part et d’autre. En aval du rocher, on observe des remous et des tourbillons. Cela correspond à l’écoulement turbulent.

Ce phénomène s’observe également lorsqu’une voiture cabriolet, roule à vive allure, avec la capote ouverte. Les cheveux des passagers volent dans tous les sens. Les cheveux représentent les filets d’air perturbés.

Les écoulements correspondent au passage du fluide vent sur les voiles. Cet écoulement du fluide peut être laminaire ou tourbillonnaire.

Durée de l'expérience :
10 minutes
Matériel :
Un ventilateur
Une feuille cartonnée A4
De la laine
Du scotch
Protocole :
Découper deux brins de laine de 10 centimètres
Disposer la feuille cartonnée en format portrait
Les scotcher à intervalle régulier sur le bord de la feuille cartonnée
Allumer le ventilateur
Placer la feuille en position verticale à une dizaine de centimètre du ventilateur
Observer
Modifier l’angulation de la feuille toujours tenue verticalement
Observer

Observation :
En fonction de l'angle formé entre la feuille cartonnée et le ventilateur, l'écoulement va être laminaire ou turbulent.

Quand les penons sont horizontaux, l'écoulement est laminaire.
A l'inverse, des penons désorganisés indiquent un écoulement turbulent (ou tourbillonnaire) de l'air sur la feuille cartonnée. Les filets d'air ne sont plus parallèles.