49) L'Effet Coandă

L'effet Coandă, c'est un phénomène de la mécanique des fluides, découvert par hasard à la suite d'un contretemps lors d'une expérience d'aéronautique, par l'ingénieur aérodynamicien roumain Henri Coandă (1886-1972), qui lui donna son nom.


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


L'effet Coanda 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 où il émerge, à épouser intimement le contour extérieur du récipient, même s'il lui faut pour cela, faire un "virage en épingle à cheveux". L'exemple le plus courant de l'effet Coanda est la façon malencontreuse dont le thé s'écoule d'une théière lorsqu'on n'incline pas assez le bec verseur: le thé sort bien de la théière, mais le jet adhère à la paroi extérieure pour s'égoutter finalement ailleurs que dans la tasse où il était censé arriver, c'est donc l'effet Coanda qui se manifeste tout comme Monsieur Jourdain 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 à la sortie d'une théière, il suffit d'augmenter le débit du thé pour faire cesser le phénomène.


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, où il peut donner lieu à des effets très importants en raison d'un phénomène d'entraînement exercé sur l'air environnant. Cet entraînement peut mettre en jeu des quantités d'air suffisantes pour donner lieu à des applications pratiques.


C'est ainsi que dans un 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 à 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 utilisé notamment par l'armée russe pour des avions volant au ras des vagues et possédant une faible voilure (avions à effet de sol).


Le VZ-9 AV Avrocar (souvent répertorié comme VZ-9) était un avion à décollage et à l'atterrissage vertical (VTOL) du Canada développé par Avro Aircraft Ltd. dans le cadre d'un projet militaire secrèt des États-Unis effectuées dans les premières années de la guerre froide.


Le Avrocar est destiné à exploiter l'effet Coanda pour fournir portance et la poussée d'un seul "turborotor" soufflant échappement sur le bord de l'aéronef en forme de disque pour fournir des performances de VTOL comme prévu. Dans l'air, il aurait ressemblé à une soucoupe volante. Deux prototypes ont été construits comme des véhicules d'essai "preuve de concept" pour un chasseur de l'USAF plus avancé et aussi pour une exigence de l'avion de combat tactique de l'armée américaine.


Le C-17 Globemaster III utilise l'effet Coanda pour une conduite confortable à de faibles vitesses de vol.

Dans un domaine tout à fait différent, l'effet Coanda est à la base du fonctionnement des circuits logiques utilisant un fluide, également appelés circuits fluidiques. Dans ces circuits, où 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 présentent l'avantage d'être totalement insensibles aux perturbations thermiques, électromagnétiques et mécaniques (vibrations).

Sources:
Effet Coanda
Wikipedia
Mecanique des fluides
Portance
Avrocar et Silverbug
Brevet Invention
GFS Projects
Avions à effet de sol

POPULAR POSTS / POSTS POPULAIRES