Introduction

 

L'aérodynamisme c'est quoi?

L'aérodynamisme porte sur l'analyse et la compréhension des écoulements d'air ainsi que sur leurs effets sur des éléments solides qu'ils environnent.

L'aérodynamisme s'applique aux véhicules en mouvement dans l'air, aux systèmes de propulsion subissant les effets du vent... L'aérodynamisme qualifie un corps en mouvement dans l'air.

 

Un peu d'Histoire:

L'aérodynamisme, du Grec "aeros" (l'air) et "dinamikos" (la force) est l'étude des forces éxercées par l'air sur des objets en mouvement. Sa naissance en tant que science à part entière est située au XVIII ème siècle en Europe. S'appuyant alors sur des formules extrêmement complexes, l'aérodynamisme s'est essentiellement développé sur la base de l'experience pour définir ses lois fondamentales ( formules ) tels que nous les connaissons aujourd'hui.

 

Histoire de l'aérodynamisme:

XIII ème siècle:

Roger Bacon mène des études sur les machines volantes. En s'appuyant sur le fait que l'eau puisse porter un bateau, il conclut que l'air peut porter un avion.

 

 Renaissance:

Galilée cherche " le principe de la nature de la résistance de l'air en étudiant le mouvement d'une pendule".

 

 

Leonard de Vinci, obsédé par le mécanisme de vol des oiseaux, termine des recherches détaillées et basiques sur la physiologie de ces derniers. Il découvre que les oiseaux planent à travers des couches d'air assez étanches pour les porter, puis met en évidence la différence de pression autour du profil d'une aile, différence qui produit la poussée nécessaire au vol. Les découvertes fondamentales de Leonard de Vinci n'ont été reprises que cent ans plus tard, notamment par Bernoulli.

 

 

  

XVII ème siècle

Newton fait une découverte d'importance, appelée principe de Newton: "Si une force extérieur agit sur un corps, son état de mouvement change. On appelle accélération la variation de vitesse survenant alors, par unité de temps. L'accélération intervient dans la même direction que celle vers laquelle agit la force extérieur. Elle est proportionnelle à l'intensité de cette force." Ce principe a notamment été utilisé pour la construction des soufleries.

 

 

 

XVIII ème siècle

Daniel bernoulli (1700-1782) établit le théorème de l'écoulement des fluides incompressibles: Pour un écoulement

* Incompressible ( la masse volumique reste constante),

* Irrotationnel ( le rotationnel de la vitesse du fluide est nul, ce qui implique un écoulement non tourbillonnaire et un champ de vitesse dérivant d'un potentiel),

* D'un fluide parfait ( les effets visqueux sont négligeables, tout comme les pertes de charge).

Alors, en régime permanent, si l'on néglige les transferts de chaleur, on vérifie :

\frac{v^2}{2 \cdot g} + z +\frac{p}{\rho \cdot g} = \mathrm{constante}²

Ou :

p\, est la pression en un point ( en Pa ou N/m² )

\rho\, est la masse volumique en un point ( en Kg/m3 )

v\, est la vitesse du fluide en un point ( en m/s )

g\,est l'accélération de la pesanteur ( en N/Kg ou en m/s² )

z\,est l'altitude ( en m )

La constante intervenant dans le second membre de l'équation n'est pas universelle mais propre à l'écoulement, il s'agit d'une constante le long d'une ligne de courant, appelée charge. Avec ce choix de normalisation, elle est homogène à une longueur. Elle est exprimée en mètres.