MÉTHODES D'EXPÉRIENCES

Les lois que nous venons d'énoncer ont été déterminées à la suite de nombreuses expériences que Ton complète tous les jours. Pour effectuer ces expériences, on peut recourir à différentes méthode^.

L'une d'elles est celle de la chute libre à vitesse uniforme. Elle consiste à laisser tomber librement dans l'air le corps dont on veut étudier la résistance. Si la chute avait lieu dans le vide, le mouvement serait uniformément accéléré. Dans l'air, il paraît d'abord suivre la môme loi, mais à mesure

1. Si Ton désigne par 9 le coefûcient caractéristique de la forme du corps considéré, par R la résistance exprimée en kilogrammes, par S la surface de la maîtresse section exprimée en mètres carrés, et par V la vitesse du mouvement relatif exprimée en mètres par seconde, on a; R = çSV2.

G*est la formule fondamentale de la résistance de l'air; Si la surface de la maîtresse section est égale à 1 mètre carré, et la vitesse à 1 mètre par seconde, la formule devient : R = ^, ce qui revient à dire que, dans ce cas, la résistance de Tair exprimée en kilogrammes est numériquement égale au coefficient 9.

que la vitesse s'accroît, le corps éprouve de la part de Pair une résistance qui augmente rapidement, et qui équilibre en partie Taction de la pesanteur; au lieu d'être soumis, comme dans le vide, à une force constante, il est donc soumis à une force verticale dirigée de haut en bas, mais décroissante; la résistance de Tair augmentant toujours avec la vitesse, la force qui le fait descendre diminue constamment, jusqu'à ce qu'elle devienne nulle. A ce moment, le corps n'étant plus soumis à aucune force, prend un mouvement uniforme. Lorsqu'on est arrivé à ce régime, on peut être certain que la résistance de l'air est égale au poids du corps tombant ; si l'on mesure la vitesse uniforme de la chute, et la maîtresse section' horizontale, on peut en déduire le coefficient cp ; si à des vitesses différentes on trouve le même coefficient, c'est une vérification de la loi du carré de la vitesse.

On peut aussi employer la méthode de la chute libre à vitesses variables; on ne s'astreint pas à attendre que le mouvement du corps tombant soit devenu uniforme, mais on mesure â chaque instant sa vitesse, son accélération, et, au moyen d'un dynamomètre, la force résiduelle qui tend à le faire tomber. D'autre part, comme on connaît l'accélération du corps tombant, on peut en déduire sa force d'inertie. Parmi les quatre forces verticales qui agissent sur le corps, on en connaît donc trois : son poids, la force d'inertie, et la force résiduelle donnée par le dynamomètre ; on peut par conséquent en déduire la quatrième, c'est-à-dire la résistance de Fair.

D'autres fois, on fixe le corps à étudier à un véhicule, — voiture automobile, wagon de chemin de fer, canot à vapeur ou à pétrole, — en ayant soin d'installer un dynamomètre, permettant de mesurer

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la force nécessaire pour entraîner le corps à la suite du véhicule. Connaissant la vitesse de celui-ci, et mesurant au moyen du dynamomètre la résistance de Fair sur ce corps, on peut en déduire la loi qui relie ces deux quantités.

Une autre méthode consiste au contraire à maintenir immobile le corps solide, et à l'exposer à un courant d'air de vitesse déterminée. Un des moyens de réaliser ce dispositif consiste à placer l'objet dans un tunnel, qu'on fait balayer par un courant d'air, produit par un ventilateur puissant.

Dans les méthodes qui précèdent, on cherche à produire un mouvement relatif rectiligne. Gomme elles sont d'une application assez compliquée, on a recours parfois au mouvement circulaire ; c'est ainsi qu'on a souvent Construit des manèges mobiles autour d'un axe vertical, à l'extrémité des bras desquels on a installé des corps solides dont on voulait mesurer la résistance.

Une méthode qui se rattache au même principe est celle de la balance dynamométrique du colonel Charles Renard, qui n'est autre qu'un manège à axe horizontal.

Enfin, la résistance de l'eau étant beaucoup plus considérable que celle de l'air, il est relativement plus facile d'exécuter des expériences dans l'eau. En admettant la loi de proportionnalité de la résistance à la densité du fluide, on peut, de ces expériences, déduire les résultats qu'auraient donnés des mesures analogues exécutées dans l'air. Je n'insisterai pas sur le détail de ces méthodes, renvoyant à des ouvrages spéciaux le lecteur qui désirerait les approfondir*. Je me bornerai à faire remarquer ici

1. Je me permets de signaler mes Conférences faites en 1909, sur l'Aviation, à la Société d'Encouragement pour l'Industrie nationale. (Danod et Pinat, Paris.)

qu'elles ont toutes des avantages et des inconvénients.

La méthode de la chute libre uniforme exige qu'on dispose d'une grande hauteur, avant d'atteindre l'uniformité du mouvement, à moins que le corps à essayer ne présente une grande surface et un faible poids; dans ce cas, les vitesses atteintes seront très faibles, et on peut objecter qu'elles sont trop éloignées des vitesses usitées dans la pratique, pour qu'on puisse tirer de ces expériences des conclusions légitimes.

La méthode de la chute à vitesse variable est d'une application très délicate, mais elle permet de réaliser de grandes vitesses.

On objecte à la méthode du véhicule la difficulté d'installer dans de bonnes conditions des instruments de mesures sur une plate-forme exposée à des trépidations, les remous dus à la présence du sol et du véhicule lui-même dans le voisinage du corps dont on étudie la résistance, et surtout les causes d'erreur dues au vent dont il sera toujours difficile de s'affranchir.

La méthode du tunnel serait parfaite si l'on était certain que toutes les molécules qui le parcourent sont animées d'un mouvement rectiligne parallèle et de même vitesse ; malheureusement, il est à craindre qu'il n'en soit pas ainsi et qu'on soit exposé à des remous qui puissent fausser toutes les indications.

Les méthodes fondées sur l'emploi du mouvement circulaire — manèges et balances dynamométriques — prêtent à une objection très sérieuse; c'est que les choses ne se passent pas de la même manière en mouvement circulaire et en mouvement rectiligne; aussi les expérimentateurs qui ont eu recours à ces méthodes ne les ont généralement pas considérées comme susceptibles de fournir des

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chiffres absolus, mais simplement de donner des résultats comparatifs.

Eniîn^ il y a entre les propriétés physiques de Tair et de Teau de telles différences qu'il n'est certainement pas très légitime de compter sur les résultats obtenus en appliquant à la résistance d'un gaz les conclusions d'expériences faites dans des liquides.

Faut-il conclure dp toutes ces objections que tous les procédés sont mauvais, et qu'on n'arrivera iamais à une connaissance suffisante de la vérité? Telle n'est pas ma pensée; mais il faut être bien persuadé qu'aucune méthode n'est exempte de défauts. C'est par l'emploi successif et méthodique des différents procédés qu'on pourra arriver à une connaissance de plus en plus complète des lois de la résistance de l'air.

Ce sera l'œuvre des laboratoires spéciaux d'aérodynamique, qui existent déjà dans certains pays, et dont le nombre et l'importance ne feront qu'augmenter. La suite de cet ouvrage (îémontrera l'étendue des services que peuvent rendre à l'Aviation des établissements de ce genre.