"Tartaglia, Zigzag & Flips" : les particules denses à haut Reynolds

Résumé : Ce travail expérimental concerne les trajectoires des balles de sport. Ces projectiles denses sont lancés dans l’air à plusieurs centaines de kilomètres par heure et produisent autour d’eux un écoulement de fluide à haut nombre de Reynolds (Re > 1000). Cet écoulement induit une résistance à l’avancement qui limite la portée des balles et donne lieu à des trajectoires dissymétriques vis-à-vis du sommet. Elles sont observées au badminton lors des dégagés et ont été dessinées pour la première fois par Niccolo Tartaglia en 1537 pour des boulets de canon. Mais l’air n’est pas uniquement un frein au mouvement des balles. Leur rotation propre engendre, par l’intermédiaire de l’effet Magnus, une force transverse qui courbe la trajectoire. Nous avons étudié l’emploi de cet effet pour prolonger les dégagements au football. Des forces aérodynamiques transverses existent également lorsque la balle ne tourne pas sur elle-même. Elles sont alors causées par la nature turbulente de l’écoulement du fluide et induisent des trajectoires en zigzag que l’on observe exceptionnellement au volleyball, football et baseball. Les conditions d’obtention de ces trajectoires non rectilignes ont fait l’objet de ce travail. Le cas des balles non sphériques est envisagé au travers de l’exemple du badminton. Le volant "flip" sur lui-même après l’impact avec la raquette et vole le bouchon en avant ce qui permet à chaque joueur de frapper le bouchon. Enfin, l’étude d’une particule fluide a été envisagée avec le cas particulier d’un anneau liquide en caléfaction. Un tel objet est crée en approchant un aimant annulaire d’une goutte d’oxygène liquide paramagnétique. La dynamique de fermeture de cet anneau non mouillant est décrite à l’aide d’une approche en écoulement potentiel.
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Thèse
Physique [physics]. Univeristé Paris Diderot Paris 7, 2013. Français
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Contributeur : Baptiste Darbois Texier <>
Soumis le : mardi 18 novembre 2014 - 10:52:57
Dernière modification le : lundi 29 mai 2017 - 14:33:59
Document(s) archivé(s) le : jeudi 19 février 2015 - 15:05:13

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Baptiste Darbois Texier. "Tartaglia, Zigzag & Flips" : les particules denses à haut Reynolds. Physique [physics]. Univeristé Paris Diderot Paris 7, 2013. Français. <tel-01083862>

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