Le paradoxe de Léonard de Vinci est fissuré

Le professeur Miguel Ángel Herrada, de l'Université de Séville, et le professeur Jens G. Eggers, de l'Université de Bristol, ont découvert un mécanisme pour expliquer le mouvement instable des bulles qui montent dans l'eau. Selon les chercheurs, les résultats,qui sont publiésdans la prestigieuse revue PNAS, peut être utile pour comprendre le mouvement des particules dont le comportement est intermédiaire entre un solide et un gaz.

Léonard de Vinci a observé il y a cinq siècles que les bulles d'air, si elles sont suffisamment grandes, s'écartent périodiquement en zigzag ou en spirale du mouvement en ligne droite. Cependant, aucune description quantitative du phénomène ou mécanisme physique pour expliquer ce mouvement périodique n'avait jamais été trouvée.

Les auteurs de ce nouvel article ont développé une technique de discrétisation numérique pour caractériser précisément l'interface air-eau de la bulle, ce qui leur permet de simuler son mouvement et d'explorer sa stabilité. Leurs simulations correspondent étroitement aux mesures de haute précision du mouvement instable des bulles et montrent que les bulles s'écartent d'une trajectoire rectiligne dans l'eau lorsque leur rayon sphérique dépasse 0,926 millimètre, un résultat à moins de deux pour cent des valeurs expérimentales obtenues avec de l'eau ultra pure dans les années 90.

Les chercheurs proposent un mécanisme pour l'instabilité de la trajectoire de la bulle par lequel l'inclinaison périodique de la bulle modifie sa courbure, affectant ainsi la vitesse ascendante et provoquant une oscillation dans la trajectoire de la bulle, inclinant vers le haut le côté de la bulle dont la courbure a augmenté. Ensuite, à mesure que le fluide se déplace plus rapidement et que la pression du fluide chute autour de la surface à forte courbure, le déséquilibre de pression ramène la bulle à sa position d'origine, redémarrant le cycle périodique.

- Ce communiqué de presse a été fourni par l'Université de Séville