S'abonner à un flux RSS
ANSWER - Jet d'eau, Toulouse, France
Cette vidéo fait partie des réalisations produites dans le cadre de l'Opération ANSWER. Cette dernière a pour objectif de faire collaborer le public et les scientifiques autour des sciences de l'eau afin d'améliorer les connaissances dans le domaine.
| Jet d'eau, Toulouse, France | La vidéo de Jean-Michel T., Toulouse
Cette vidéo a été enregistrée au centre ville de Toulouse au square Charles de Gaulle. Elle montre un ensemble de jets d'eau alternatifs qui montent et qui descendent périodiquement. Ils produisent, en s'écrasant sur le sol, des ronds concentriques. Un examen superficiel peut laisser supposer que ces phénomènes présentent peu d'intérêts sur le plan des écoulements à surface libre. Cependant, comme nous allons le voir, les jets d'eau illustrent de manière assez simple certains processus que l'on retrouve à plus grande échelle en nature : en mer ou en rivière.
Lorsque le jet d'eau est à son minimum et reste stationnaire, l'eau descend en cascade et rejoint le sol dans un bouillonnement d'écume. La vitesse verticale de chute à l'extérieur du jet est conditionnée par la gravité. Lorsque l'écoulement atteint le sol, il diverge en cercles concentriques. Ces cercles représentent des ressauts hydrauliques, zones de transition entre écoulement torrentiel à forte vitesse à la sortie du jet et écoulement fluvial. En effet, l'écoulement torrentiel, très énergétique à la sortie du jet est concentré sur un petit périmètre qui est celui du jet au niveau du sol. Or l'expansion radiale des cercles s'accompagne d'une diffusion de ce flux d'énergie selon des cercles de plus en plus grands. Perdant de l'intensité le long du périmètre, le flux d'énergie décroit jusqu'à atteindre une valeur critique qui le fait ensuite basculer vers un écoulement plus calme : c'est le régime fluvial. Ce régime est caractérisé par des vitesses plus faibles. Le remous disparaît alors et l'écoulement, beaucoup plus sensible à la gravité regagne le caniveau. L'autre processus, de moindre intensité qui contribue également à cette perte d'énergie, est le frottement de l'écoulement sur le sol Remarquons également que l'instabilité du jet d'eau crée une instabilité dans la génération et la propagation des cercles concentriques. Tout ceci apparait plus en détail dans la fenêtre incluse, qui montre plus précisément la déformation des cercles dans le sens de la pente du sol. Les cercles intérieurs sont beaucoup plus ronds au milieu et se déforment ensuite au fur et à mesure de leur expansion. Ils sont alors beaucoup plus sensibles à la gravité. Ainsi, l'observation des jets d'eau donne une bonne représentation des deux types d'écoulements que l'on trouve en nature : l'écoulement torrentiel très énergétique d'une part et l'écoulement fluvial plus lent d'autre part. Ces deux écoulements sont séparés par une zone de transition : le ressaut hydraulique qui est matérialisé par les cercles de panache turbulent. |
