Page actualisée le 25 novembre 2002

 

L'EFFET COANDA

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C'est un bien étrange phénomène de la mécanique des fluides, découvert par hasard a la suite d'un contretemps lors d'une expérience d'aéronautique, par l'ingénieur aérodynamicien roumain Henri Coanda (1886-1972), qui lui donna son nom.

Henri Coanda est reconnu aujourd'hui comme étant le père du principe des avions a réaction, et ses travaux ont été très tôt récupère par les nazis (et qui ont aboutis au fusées V1 et V2).

L'effet Coanda a proprement parler se présente de la manière suivante: lorsqu'un fluide (gaz ou liquide) sort d'un récipient par un orifice ou un tuyau, une partie de ce fluide a tendance, au moment ou il émerge, a épouser intimement le contour extérieur du récipient, même s'il lui faut pour cela, faire un "virage en épingle a cheveux". L'exemple le plus courant de l'effet Coanda est la façon malencontreuse dont le te s'écoule d'une théière ou le café d'une verseuse lorsqu'on n'incline pas assez le bec verseur; le liquide sort bien de la verseuse, mais le jet adhère a la paroi extérieure pour s'égoutter finalement ailleurs que dans la tasse ou il était censé arriver, c'est donc l'effet Coanda qui se manifeste tout comme Monsieur Jourdain qui fait de la prose sans le savoir.

L'existence de ce phénomène dépend étroitement de quelques paramètres cruciaux, parmi lesquels on peut citer la vitesse d'écoulement du jet, l'intensité de son débit et le profil exact de l'ajutage de sortie. Autrement dit, lorsque l'effet Coanda se manifeste a la sortie d'une théière, il suffit d'augmenter le débit du thé pour faire cesser le phénomène, l'effet Coanda.

L'effet Coanda, qui peut d'ailleurs avoir des conséquences bénéfiques dans certaines circonstances, s'exerce aussi, et même plus fortement encore, dans le domaine des écoulements gazeux, en particulier en aérodynamique, ou il peut donner lieu a des effets très importants en raison d'un phénomène d'entraînement exerce sur l'air environnant. Cet entraînement peut mettre en jeu des quantités d'air suffisantes pour donner lieu a des applications pratiques. 

Ainsi les hélicoptères de type NOTAR ont une poutre de queue de fort diamètre, et des fentes latérales permettent l'éjection d'air sous pression. L'air tourne autour de la poutre en entraînant une partie de la masse d'air environnant. L'effet anticouple est suffisant pour contrer totalement le couple du rotor principal. Une fente à guillotine, située en bout de poutre, permet le dosage fin du lacet, et donc de diriger la machine.  Même si les pilotes savent que la réponse en lacet sur ces engins est un peu plus "molle" que sur les systèmes à rotor de queue, de nombreux appareils de toutes nationalités utilisent ce principe. Les avantages majeurs sont la sécurité aux chocs et aux projectiles (balles, obstacles) et surtout le faible bruit (appréciable en zone urbaine). Depuis peu, des modèles réduits utilisent aussi ce principe avec succès.

Sur certain type de véhicule à coussin d'air, un courant d'air est éjecté vers le haut (et non vers le bas, comme dans les véhicules a coussin d'air conventionnels) a travers une fente annulaire disposée au sommet du véhicule. Ce jet d'air, après être sorti vers le haut, subit l'effet Coanda et s'écoule jusqu'au sol le long des parois du véhicule. Ce faisant, il entraîne avec lui une partie de l'air qui surmonte le véhicule. Il se crée donc au-dessus du véhicule une dépression qui, conjuguée à la surpression exercée en-dessous du véhicule, produit un effet de sol suffisant pour soulever le véhicule. Ce phénomène est utilise notamment par l'armée russes pour des avions volant au ras des vagues et possédant une faible voilure (avions a effet de sol).                                        Retour

Dans un domaine tout a fait différent, l'effet Coanda est a la base du fonctionnement des circuits logiques utilisant un fluide, également appelés circuits fluidiques. Dans ces circuits, ou circule de l'air comprimé (éventuellement des liquides sous pression), se produisent les mêmes phénomènes de "tout ou rien" (TOR) que ceux qui régissent la circulation des impulsions électroniques dans les circuits d'ordinateurs; ils sont donc susceptibles des mêmes applications pratiques, c'est a dire les calculs élémentaires ou les décisions logiques. Les circuits fluidiques sont évidemment beaucoup moins rapides que les circuits électroniques, mais ils pressentent l'avantage d'être totalement insensibles aux perturbations thermiques, électromagnétiques et mécaniques (vibrations).

 

Pour le voir, faites couler un mince filet d'eau (Diamètre 4mm) d'une hauteur de 12 à 15 cm (un lavabo fera parfaitement l'affaire) et placez votre index perpendiculairement à l'écoulement puis approchez le  jusqu'a toucher le jet d'eau. Au début il ne se passe rien (Si! votre doigt se mouille!) , puis en continuant de couper le jet de plus en plus, l'écoulement s'enroule autour du doigt, et remonte de plus en plus....C'est Magique!!!

merci à 1100F

 

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