Le vent

Le gradient de pression

Objectifs 

Les expériences  suivantes réalisées sur un fluide liquide (et non gazeux), elles sont destinées à introduire les notions de gradient de pression et d'intensité du vent..

La notion de gradient de pression traduit la variation spatiale ou temporelle de la pression atmosphérique Ce gradient s'exprime usuellement en hPa / km ou en hPa / h, selon la référence choisie. L'écoulement du fluide atmosphérique s'établit lorsque apparaît une différence de pression et cet écoulement est d'autant plus marqué que le gradient de pression est fort.
L'intensité du "vent" résultant dépend de la différence de pression et des frottements s'opposant à cet écoulement de masses fluides.

Matériel nécessaire

  • Bouteille de 5 l
  • Un embout de plomberie à vis
  • Un tube plastique "tube clair" (pour liquide alimentaire) qui s'adapte à l'embout de plomberie
  • Un robinet
  • Un détecteur de flux (attention : certains modèles à billes ne fonctionnent qu'à plat, sinon, ils ne fonctionnent pas). Choisir un modèle comportant un "tourniquet" à ailettes.
  • Un raccord en T
  • Un tube plastique rigide transparent (pour liquide alimentaire).
 
 
Expérience n° 1 : effet d'un fort gradient de pression sur l'écoulement fluide

CorbozMétéo-France

Fixer à la base d'une bouteille de 5 L (dont le goulot a été découpé) un embout de plomberie.
Fixer un tuyau, un robinet et un détecteur de flux.

Remplir la cuve - ouvrir le robinet - observer :
    - la longueur, la forme du jet,
    - la fréquence de rotation du détecteur de flux.

Repérer l'évolution du jet, du mouvement de rotation du détecteur de flux, en relation avec la hauteur d'eau dans la cuve.

Expérience n° 2 : effets des frottements sur l'écoulement fluide

 Corboz

Le tuyau d'écoulement qui suit le détecteur de flux est beaucoup plus long créant plus de frottement.
Comparer le débit à celui observé dans l'expérience n°1 (tuyau d'écoulement plus court).

 Corboz

Ci-dessus : le dispositif expérimental (© Yves Corboz)