Entre impulsions et débits dans les fluides

Bonjour,

Beaucoup de gens se font une idée rapide de ce qu'est un débit.. Ils se souviennent de ce qui coule d'un tuyau d'arrosage, par exemple.. et le tour est joué: c'est la quantité d'eau qui en sort, à chaque seconde.

Mais pour ce qui concerne la quantité de mouvement dans ce même tuyau, c'est bien plus ardu à comprendre.

Alors passons par les solides. Imaginons un train de 30 wagons, qui roule à faible vitesse, comme dans les vieux westerns américains. Soudain quelqu'un agrippe une de ses portes, et, tout en étant emporté par le train, il parvient à monter.

Monter dans un train en marche, c'est comme vouloir le stopper, c'est lui opposer un mouvement contraire. Mais le véhicule sur rail possède, en fonction de sa masse et de sa vitesse, infiniment plus de "quantité de

mouvement", que l'on appelle aussi "impulsion". Donc c'est l'impulsion du train qui emporte le voyageur, et non l'impulsion du voyageur qui stoppe le train.

Repassons maintenant aux liquides: le débit qui sort d'un tuyau d'eau est le même que celui qui sort du robinet; et donc, dans les endroits les plus resserrés, l'eau doit avancer plus vite pour conserver son débit, on le sait, qui est sa quantité de mouvement "latérale" identique à chaque endroit, du robinet jusqu'à la sortie. 

Pourtant, si on coupe le tuyau dans ces endroits resserrés, et qu'on dirige le jet d'eau vers la main, on s'aperçoit que "la force de l'eau sur la main" est bien plus grande que si on coupe le tuyau dans les endroits les plus larges. Cette sensation de force, c'est l'impulsion, c'est la quantité de mouvement "longitudinale" de l'eau.

Changement de section = résistance

La quantité de mouvement ou impulsion d'un fluide évolue selon les critères (de section) changeants du tuyau, pas le débit. Il est la force variable d'opposition dans le tuyau lui-même; et cette opposition remonte tout au long, en sens inverse, jusqu'à la source du fluide, selon une loi réactive de Newton bien connue. 

Voyez ce que je viens d'écrire: j'ai parlé de "critères de section changeants"pour l'impulsion.. Ces critères changeants agissent comme des résistances variables, et ces résistances s'attirent, en fonction de ces variations, l'opposition + ou - grande de tout le fluide en mouvement dans le système, depuis la source.

On peut donc confondre la nature des choses avec leur application.. :

                                                             Impulsion = opposition