Lionel Vincent (ULB) - Impact d’un ‘V’ solide sur une surface liquide

Lorsqu’un objet est plongé dans un bain liquide, son entrée est typiquement accompagné par de large forces d’origine hydrodynamique et l’éjection d’une nappe liquide (splash). Nous nous intéressons ici à l’évolution et à la prédiction de ces caractéristiques pour un ‘V’ traversant l’interface à grande vitesse en fonction de son angle d’ouverture, et pour des tailles et vitesses d’impact variées. Nous avons observé qu’il existe une transition marquée pour la force ressentie par l’objet: lorsque l’angle d’ouverture est grand, la traversée de l’interface est brutale: elle est accompagnée d’un pic de force distinct qui se manifeste avant l’immersion totale du ‘V’. A l’inverse, lorsque l’angle d’ouverture est petit, l’augmentation de la force est graduelle jusqu’à immersion totale.  Le splash est également sujet à un changement de comportement: s’il ne présente qu’une courbure pour des ‘V’ pointus, une deuxième courbure apparait aux grands angles d’ouverture. Celle-ci promeut l’effondrement prématuré du splash sur la surface libre de part et d’autre de l’objet via un effet Venturi. Nous nous avons développé des modèles permettant de rendre compte de ces transitions et de prédire la forme du splash en incorporant les ingrédients essentiels: inertie, gravité, tension de surface et effets aérodynamiques. Ces résultats ont des implications dans des domaines variés tels que l’industrie navale, la balistique, l’ornithologie et le plongeon olympique.