le mythe de la pression dynamique et l'étanchéité

J'ai fait une réponse au sujet de la pression dynamique qu'il est peut etre interessant de reposter ici pour ne pas le perdre :

le fameux mythe de la pression dynamique cela faisait longtemps qu'il n'avait pas hanté FaM

allez on se jette sur sa calculette et on retourne cours de physique : prêt ?

commençons par la loi de Bernouilli : pression totale = pression statique + pression dynamique, jusque la facile

Pt = Ps + Pd = Constante dans un ecoulement incompressible (eau)

Rappel des unités de mesure des pressions :

1 bar = 1 ATM = 1 kg/cm² = 1,01*10e5 Pascals

la pression statique est directement proportionnelle a la profondeur d'immertion dans l'eau , la pression statique augmente de 1 bar tous les 10 mètres : a 10 metres de fond la pression statique est de 2 bars : 1 bar de plus qu'a la surface

la pression dynamique est la pression résultante d'un mouvement du fluide ou de l'objet considéré a une pression statique donnée : exemple la force que l'on ressent en mettant la main dans le courant, ou la pression générée par un nageur sous l'eau

la pression dynamique se calcule avec la formule suivante :

Pd = ½ r v²

Pd = la pression dynamique en Pascals
r = densité du fluide en Kg/m3
v = vitesse du fluide en metres par secondes

densité de l'eau = 1 tonne par mètre cube
la densité de l'eau ne varie pas avec la profondeur, l'eau etant incompressible (je ne vais pas vous prendre la tête avec les problèmes de micro-compressibilité de l'eau ni de la densité variable en fonction de la salinité)

la vitesse maintenant , puisque je cite "nager peut faire varier de façon concidérable la pression de l'eau"

allez on est en France alors on prend la vitesse de Laure Manaudou sur 400 mètres OK ... soyons fou on fait mieux qu'elle disons 4 minutes pour 400 mètres ça va .... donc 240 s pour 400 mètres ce qui nous donne du 1,6 mètres secondes .... oui allez je vois des coupeurs de cheveux en 4 et qui disent oui le mouvement des bras .... soyons FOU je MULTIPLIE par 10 la vitesse de Laure Manaudou ça vous va : 16 metres/s

attention roulement de tambours quelle pression dynamique Laure Manaudou vas elle générée ... surtout si on multiplie la valeur pas 10 cela doit être dingue ....

P = (0.5 * 1000) * 16 * 16 = 128000 pascals

soit une pression en bar de 128000/101000 = 1,2 bars

la je vois les partisans de la pression dynamique etre VERTS

et oui la pression dynamique c'est du bidon sur nos montres , la pression dynamique engendrée par un nageur moyen ne vaut pas plus que 0,1 bars (j'ai quand même prix 10 fois la valeur du record de Manaudou !) ... la pression dynamique est donc totalement négligeable

CQFD

JM

jean-michel a écrit:

la pression statique augmente de 1 bar tous les 1 mètres : a 10 metres de fond la pression statique est de 2 bars : 1 bar de plus qu'a la surface

Euh, l'erreur, tu l'avais faite pour voir si on suivait bien !?

Christian.

steyr a écrit:

jean-michel a écrit:

la pression statique augmente de 1 bar tous les 1 mètres : a 10 metres de fond la pression statique est de 2 bars : 1 bar de plus qu'a la surface

Euh, l'erreur, tu l'avais faite pour voir si on suivait bien !?

Christian.

tiens il y en a qui lisent !

édité et corrigé !

JM

Désolé, mais je ne peux pas être d'accord avec le calcul...

En effet, ce calcul paraît limpide, mais il est simpliste. En réalité, la mécanique des fluides et l'hydrodynamique sont autrement + complexes que ces simples calculs.

En réalité, je n'ai AUCUNE idée de quels peuvent être les pics de pression localisés sur la surface d'une montre plongée dans l'eau, ou encore en transition entre air et eau...

Car pour le savoir vraiment, il faudrait prendre compte des écoulements non-laminaires du fluide, ceux qui se passent justement à la surface de l'objet, ou encore les phenomènes de cavitation. Et là, la chose se complique... car ce sont justement ces écoulements qui provoquent les pics de pression les plus marqués...

Sais-tu par exemple que les bulles generées par une hélice en rotation (justement, c'est la cavitation) sont en réalité des points ou la surpression a carrément causé l'ebulition de l'eau, et formé les poches de vapeur que sont ces bulles ? Le cas des hélices est le + extrême, à cause de la vitesse linéaire ENORME atteinte par l'extremié des pales, associée à la forme qui peut génerer + ou - de pics de pression. Une hélice est soumise à des tensions énormes, et c'est ce qui explique la technicité employée dans leur fabrication.

Bon, c'est clair, un bras c'est loin d'être une hélice. Il n'empêche, en particulier dans la phase d'entrée dans l'eau, la decéleration brutale subie peut entraîner un écoulement extrêmement rapide sur un point spécifique de la montre, créant alors un pic de pression.

Pour tout vous dire, j'ai un souvenir TRES douloureux de mes années passées à étudier le génie naval (4 ans), et en particulier la mécanique des fluides et l'hydrodynamique, et ce que je retiens, c'est que c'est BCP. plus compliqué qu'il n'y paraît !!

BB

Bruno Brazil a écrit:

Sais-tu par exemple que les bulles generées par une hélice en rotation (justement, c'est la cavitation) sont en réalité des points ou la surpression a carrément causé l'ebulition de l'eau,

cher Bruno je connais TRES bien ce phénomène, je suis ingénieur spécialisé hyperbarre dans l'industrie géophysique , ma démonstration avait ici un role pédagogique destiné a une majorité de lecteurs, je serai bien sur prêt a reprendre ce débat sur des bases plus solides et même des modélisations complexes , mais je crois que l'on s'eloignerai fortement du sujet

pour revenir au micro bulles en cavitation la température interne de ces bulles peuvent etre nettement plus ellevée que tu l'annonce, montant a des milliers de degrés dans certains cas, en laboratoire la génération de micro bulles dans certains liquides et généré par emetteur ultra son permet d'atteindre des température de centaine de milliers de dégrés

la mécanique des fluides n'interviens PAS dans le calcul de restistance a la pression d'une montre tout simplement en raison de la tres faible vitesse de deplacement e'un nageur, incapable de générer ces fameuses ondes de pressions : comparer l'écoulement autour d'une helice propulsée par un moteur de milliers de chevaux avec l'écoulement généré par la force d'un nageur est tout simplement impossible

quand a la mesure de la surpression a la nage j'en ai fait de nombreuses fois l'experience avec un ordi de plongée qui est equipé d'un capteur de pression : en nageant comme une brute on est capable de générer une surpression totalement négligeable sur le mano : experience testée a 15 mètres de fond et en deplaçant le bras le plus rapidement possible capteur vers l'avant : résultat des courses : +0,1 mètre sur le mano

quand a la transition air/eau c'est un tout autre probleme, il s'assimile a un choc et non une pression permanante : la surpression générée peut etre extremement forte en effet mais sa durée est négligeable, il me semble tres difficile de modéliser de façon fiable un choc d'une montre a l'interface air/eau mais si tu as une recette je suis preneur

Bilan AMHA : la pression dynamique est une vaste fumisterie quand on parle de resistance des montres a la pression tout bonnement parce que la vitesse de deplacement dans l'eau d'un nageur est dérisoire, et comme dans la formule la vitesse est au carré ....

Idem pour le mythe de la pression a la sortie de douche , affirmer que la pression générée par une douche equivaut a 5 bars est une monumentale bétise : simple calcul :

la surface d'une main humaine varie entre 120 et 170 cm2 , pour une main moyenne de 150 cm2 la pression générée par 5 bars equivaut a une pression totale de 750 Kg .... si la pression effective d'une douche a sa sortie etait de 5 bars on s'arracherai tout bonnement la main

JM

HS on aime ça

Allez les gars, on fait un modèle, on implémente dans Fluent.
Et estimation de Navier à la main pour vérifier

Je veux les résultats demain sur mon bureau!



Bruno les phénomènes dont tu parles si ils ont une influence au nombre de Reynolds ridiculement bas de l'exemple de la montre je veux bien me faire moine.
Je suis pas sûre qu'il y ait des décollement de couche limite de malades entrainement des turbulences de folies.

Une hélice c'est une certaine taille avec une vitesse linéaire au bout du "diamètre" certaine, la montre c'est pas tout à fait la même taille.

Quant aux conseils d'utilisation:
-Pour le choc éviter de taper la montre à plat, c'est mieux.
-Ne pas s'énerver sur le récif le plus proche avec sa Roro parce qu'on a raté la photo du petit poisson qui passait par là.

jean-michel a écrit:

la pression statique est directement proportionnelle a la profondeur d'immertion dans l'eau , la pression statique augmente de 1 bar tous les 10 mètres : a 10 metres de fond la pression statique est de 2 bars : 1 bar de plus qu'a la surface

un bar de + qu'a la surface = 1 bar tout court sur les joints, puisqu'il y a la pression atmo à l'intérieur

sinon d'accord avec le reste, même en flux tourbillonaire ça ne doit pas aller bien loin. il n'y a que 4 endroits concernés : le fond, le verre, le remontoir, les poussoirs de chrono. le fond est contre le poignet et pas concerné ou de façon très marginale, le joint de remontoir est protégé de la pression dynamique par la couronne, les poussoirs par le boitier et le faible jeu, le verre est relativement rigide, assez (en principe) pour ne pas de déformer sous un différentiel limité de pression. donc plouf, la pression dynamique

s'il y avait un problème de pression dynamique ce serait une pression négative cause cavitation, qui aspirerait le verre (puisqu'il y a un bar à l'intérieur). impossible dans l'air, trop (dé-)compressible, théoriquement possible dans l'eau, mais je doute qu'on aie assez de force dans les bras, ce serait à calculer

Comme je le disais, c'est bien clair que en immersion totale, je ne vois pas comment créer une surpression extraordinaire... Après tout, un bras ce n'est pas une hélice !! C'est surtout la transition air/liquide qui m'inquiète... Et là, je serais bcp. moins catégorique. Une entrée dans l'eau, cela dure quelques dixièmes de seconde, c'est autrement + long qu'un choc. L'eau pourrait parfaitement faire céder un joint sur une période très courte, mais suffisante pour laisser passer une quantité infme d'eau... qui fera ensuite la fameuse buée qu'on redoute tous !!

En gros, déjà j'éviterais par exemple le plongeon avec la speed (ou tout autre chono qui ne soit pas conçu pour la plongée)... et + sérieusement, j'éviterais soigneusement toute activité aquatique avec une montre conçue pour moins de 5 bar.

La douche, bof... je dirais presque que c'est la vapeur d'eau de la salle de bain le pire !!! Mais bon, j'ai du mal à m'imaginer me savonner avec ma montre au poignet...

Par contre, question à ceux qui s'y connaissent mieux en joints : est-ce que des produits de type savon pour vaisselle pourraient abîmer (dessécher) les joints d'une montre ?


BB

Mr JM grand ingénieur et puy de science…
Tu aimes casser.
Alors les petites gens non ingénieurs reprenant tes chiffres sont heureux de te voir remonter de tes plongées dans la fosse de Charenton sans avoir les mains écrasées, ce qui vau pour la pression appliquée à la sortie du robinet vau aussi au fond de l’eau.
Pour reprendre cette vieille discussion de la moto la pression dynamique de l’eau appliquée à une montre circulant à moto. A 80 km/h la pression dynamique est de 2.42 bar et à 110 km/h de 4.61 bar. Pression négligeable. Mais par malchance pouvant permettre à de l’eau de s’insinuer par delà le joint.
Mais ton exemple de la douche est frappant. Car à 25 m de prof on est tout à fait confortable, alors que sous la pluie à 80 km/h les goutes d’eau est particulièrement désagréable sur la figure.
Bien sur toutes ses considération sont à prendre avec réserve, Il n’y aucun danger pour une montre de plongée moderne, mais pour une montre étanche à 30 ou 50m la pression max arrive vite.

Et si l’on se place il y a quelques dizaines d’année avec des joints particulièrement fins et de qualité moindre. Les précautions conseillées par les horlogers n’étaient pas inutiles. Et les horlogers n’étaient pas tous de doux dingues.

Ceci dit, je t’adore mais je déteste la pensée unique…

Jecko a écrit:

Mr JM grand ingénieur et puy de science…
Tu aimes casser.
Alors les petites gens non ingénieurs reprenant tes chiffres sont heureux de te voir remonter de tes plongées dans la fosse de Charenton sans avoir les mains écrasées, ce qui vau pour la pression appliquée à la sortie du robinet vau aussi au fond de l’eau.
Pour reprendre cette vieille discussion de la moto la pression dynamique de l’eau appliquée à une montre circulant à moto. A 80 km/h la pression dynamique est de 2.42 bar et à 110 km/h de 4.61 bar. Pression négligeable. Mais par malchance pouvant permettre à de l’eau de s’insinuer par delà le joint.
Mais ton exemple de la douche est frappant. Car à 25 m de prof on est tout à fait confortable, alors que sous la pluie à 80 km/h les goutes d’eau est particulièrement désagréable sur la figure.
Bien sur toutes ses considération sont à prendre avec réserve, Il n’y aucun danger pour une montre de plongée moderne, mais pour une montre étanche à 30 ou 50m la pression max arrive vite.

Et si l’on se place il y a quelques dizaines d’année avec des joints particulièrement fins et de qualité moindre. Les précautions conseillées par les horlogers n’étaient pas inutiles. Et les horlogers n’étaient pas tous de doux dingues.

Ceci dit, je t’adore mais je déteste la pensée unique…

que de confusions dans ce post

si mes mains ne sont pas ecrasées lors de plongées c'est tout simplement parce qu'elles sont en parfaite équipression (mon corps est constitué a 95% d'eau) ... si mon corps etait rempli d'air a 1 bar je serai bien sur totalement ecrasé a 15 m de fond (relire mon article sur l'equipression)
de meme ma cage toracique ne s'ecrase pas car je respire de l'air a la pression de fond (c'est le role du détendeur)

la physique n'est pas la pensée unique elle est une science qui justement permet de démontrer de façon objective et rationnelle des phénomènes produits