Magnétohydrodynamique

Introduction

Le premier à parler de magnétohydrodynamique (MHD) a été le physicien anglais Michael Faraday (1791-1861).

Les pionniers de la MHD appliquée pour se déplacer ont été les américains O.M. Phillips "The Prospects for magnetohydrodynamic ship propulsion" - J. of research, 1962 à Rockville et S. Way "Propulsion of submarines by Lorentz forces in the surrounding sea, ASME publication, 1965 à Pittsburg et aussi Rice qui en ont analysé les grands principes.

Dans ces années-là on rêvait aussi de produire de l'électricité grâce à la MHD en faisant passer des gaz très chauds dans un champ magnétique, on pouvait par induction produire de l'électricité, malheureusement des problèmes insurmontables (l'instabilité de Vélikov) ont tôt fait de réduire à néant tous les espoirs, les rendements étant insuffisants.

Dans les années 75, Jean-Pierre PETIT fut le premier a décrire la MHD comme moyen de déplacement dans l'air .Inutile de préciser que cela a été le début de ses ennuis avec la science officielle.

Aujourd'hui la MHD intéresse les militaires russes, français et américains et certainement d'autres pays. Ce sont des travaux confidentiels, d'où leur agacement quand Jean-Pierre PETIT l'applique à certains types de déplacement d'OVNI.

1. La mécanique des fluides: notions de base.

1.1.Les ondes de surfaces.

Quand on enfonce son doigt d'un coup dans l'eau, il se forme un bourrelet qui tend à être éliminé par un mécanisme oscillatoire par des ondes de surfaces, concentriques, allant en s'amortissant et qui se propagent apparemment à une vitesse constante que j'appelerai Vs.

Quand ces ondes se propagent, l'énergie se trouve répartie sur une surface croissante et comme cette énergie se conserve, l'amplitude des ondes diminue progressivement.

Un phénomène semblable se produit quand on retire le doigt de l'eau.

1.2 La relation d'Hugoniot.

Sur la figure suivante, on pousse le fluide lentement à une vitesse V inférieure à la vitesse Vs des ondes de surfaces.
On voit dans ce convergent, que le niveau d'eau reste pratiquement constant et que le fluide accélère comme dans les rapides d'une rivière.

Si maintenant on pousse l'eau à une vitesse plus rapide que les ondes de surfaces, le niveau d'eau s'élève et le fluide ralentit.

Ainsi M=V/Vs (qui est comme le Nombre de Mach en aviation)

 HUGONIOT

 Vitesse V < Vs

Mach< 1

 Vitesse V > Vs

Mach > 1

Dans un convergent

Le fluide:

Le niveau d'eau:

 

accélère

reste constant

 

ralentit

monte

 Dans un divergent

Le fluide:

Le niveau d'eau:

 

ralentit

reste constant

 

accélère

baisse

1.3 Front d'onde.

En resserrant l'écoulement dans un convergent, quand le Mach est supérieur à 1, le niveau d'eau remonte et le fluide ralentit, selon la loi d'Hugoniot, il se forme alors brutalement un front d'onde.

1.4 Ecoulements autour d'un profil.

Inversons notre expérience, nous allons étudier l'écoulement du fluide autour d'un profil.

  (1): Etrave ou convergent.
(2): Flanc ou divergent.
(3): Poupe ou convergent.

Si la vitesse du fluide V < Vs, alors nous voyons que le fluide s'accélère à l'étrave (avant) qui constitue un convergent, la vitesse est maximale au niveau du flanc qui est comme un divergent.

Le fluide ralentit ensuite et retrouve sa vitesse en amont, tout cela avec un niveau d'eau constant le long de la coque.

Les ondes de surfaces qui cheminent à la vitesse Vs peuvent remonter vers l'amont et transmettre de l'énergie au fluide. Ainsi "informé" de la venue d'un objet le fluide a le temps de prendre ses dispositions pour se préparer à l'accueillir. Il commence à s'écarter avant que l'objet ne soit sur lui ( Voir figure suivante).

Si la vitesse du fluide V > Vs, alors en respectant le théorème d'Hugoniot on obtient le shéma suivant

Fig 4.

Au niveau de la proue(1) l'eau est brusquement ralentie et elle monte au-dessus de la ligne de flottaison. Au passage du second dièdre(2), cette eau est suraccélérée, c'est-à-dire portée à une vitesse supérieure à celle de l'écoulement "libre" général. En même temps le niveau baisse au-dessous de la ligne de flottaison.
A la hauteur de la poupe(3), vitesse et niveau sont brutalement réajustés pour retrouver pour retrouver leurs valeurs amont.

1.5 La vague d'étrave.

Quand la vitesse du fluide est supérieure à celles des ondes de surfaces (Cas précédent), on trouve des fronts d'onde: c'est à dire des ondes de surfaces qui, ne pouvant pas remonter vers l'amont, s'entassent les unes sur les autres.

1.6 Mesure de vitesses.

On voudrait connaitre la vitesse, pour cela plantons une aiguille fine dans l'eau (Trait rouge sur le shéma suivant), et observons dans le cas ou V > Vs.

Dans la zone (1), les fronts d'ondes ont un angle qui permet selon la règle suivante de trouver la vitesse V.

Dans la zone (2), il n'y a plus de fronts d'ondes, c'est une région ou le niveau de l'eau à tendance à monter car le fluide est ralenti, la vitesse V < Vs.

Annexe A: Calcul de la vitesse de l'onde de surface.
 

 Pendant le temp t, une onde émise s'est propagée radialement selon R=Vst tandis que l'objet s'est déplacé de L=Vt.

Ainsi

Conclusion:

Nous venons de voir, que le fluide réagit et crée ces fronts d'ondes qu'il serait bien pratique de supprimer.

L'idéal serait d'informer le fluide en aval, pour éviter ce gaspillage d'énergie.

Suite | Retour Sommaire | Retour début

©1996-2009 GLORIA OLIVÆ