ÉCOULEMENT DES LIQUIDES

tube horizontal muni de tubes verticaux placés de distance en distance (fig. 97). Le tube AB est disposé horizontalement au moyen d'un niveau à bulle d'air. L'extrémité B est fermée. Le vase est rempli d'eau et l'on place dedans le col d'un ballon renversé plein du même liquide et tenu par un support, [/équilibre s'établit dans le grand vase et dans les tubes communicants ; mais aussitôt qu'on débouche l'ouverture B, un écoulement rapide a lieu, le niveau du liquide baisse dans chacun des tubes, et plus dans le tube e que dans le tube d. Ces niveaux

Fie. 97.

Écoulcrrent par un long tube horizontal] muni de tubes verticaux.

sont sur une même ligne droite qui passe par l'extrémité B et par un point situé au-dessous du niveau dans le réservoir; la pression sur les parois du tube va donc en diminuant de B vers A. .

Rendons l'écoulement moins facile en adaptant à l'orifice B un tube plus étroit, la pression augmente dans chacun des manomètres à eau et les différences des hauteurs des colonnes voisines diminuent; si même l'orifice est très-étroit, la pression devient la môme dans chaque tube que dans le réservoir, et les niveaux des liquides sont dans un même plan horizontal. Ces résultats simples de l'expérience offrent une application immédiate dans la théorie de la circulation du sang.

Écoulement de» liquide* dan» de» tube» de petit diamètre. — M. Poiseuille a étudié l'écoulement des liquides dans des tubes capillaires de petit diamètre à l'aide de l'appareil suivant (fig. 98) : à la partie inférieure d'un vase V en forme de fuseau et un peu au-dessus de l'extrémité inférieure, on a soudé un tube

GHÉHANT. 6

de verre et une 'ampoule A qui est suivie d'un lube courbé et d'un tube capillaire fg de petit diamètre disposé horizontalement. Au-dessus et au-dessous de l'ampoule sont marqués deux traits b et c ; la capacité comprise entre ces lignes est déterminée avec soin. On commence par remplir l'ampoule d'eau distillée jusqu'au-dessus du trait b ; l'extrémité du tube capillaire est plongée dans un vase plein d'eau. Le vase V est mis en communication par un tube ramifié avec un réservoir à air comprimé, une pompe foulante et un manomètre à air libre qui sert à mesurer la pression. En ouvrant un robinet qui établit la communication entre le vase V et le réservoir a gaz comprimé, on détermine l'écoulement du liquide ; au moment précis où le liquide affleure en b on marque le temps, et on le marque encore lorsque le niveau est descendu jusqu'au point c. Une lunette horizontale se mouvant sur un pied vertical permet de fixer le temps avec exactitude. Le diamètre du lube étant mesuré, par exemple, au microscope, on calcule facilement la section du tube en centimètres carrés; la chute totale s'obtient en ajoutant à la colonne d'eau en centimètres, qui mesure la pression de l'air comprimé, la hauteur moyenne de l'eau dans l'ampoule au-dessus de l'extrémité du tube capillaire, puis en retranchant de cette somme la hauteur du liquide contenu dans le vase où F(o. B8. se fait l'écoulement au-dessus de l'orifice ca-

Appur^i de m. pillaire- La capacité de l'ampoule entre les deux poiteuïiie. traits est déterminée par une pesée du mercure

qui la remplit.

Dans une expérience de M. Poiseuille le tube capillaire employé avait une longueur t — 6/1 millimètres, un diamètre D = 0mlD,2a9ala capacité de l'ampoule A t=6",9, la chute totale h = 1000 millimètres l'écoulement ; a duré 568,3 secondes, Quelqncn réoultnts de M. Polaeallle. — A l'aide de cet appareil, dont nous n'avons pu donner qu'une idée, M. Poiseuille a trouvé les lois suivantes, pour l'écoulement des liquides à travers des tubes capillaires de très-petit diamètre, tous inférieurs à 1 millimètre :

Première loi. — Les volumes d'eau écoulés dans l'unité de temps pour une même chute et aussi à une même température

LOIS DE POISEUILLE. 99

par des tubes capillaires de môme longueur, mais de diamètres différents, sont entre eux comme les quatrièmes puissances des diamètres. Les diamètres sont-ils comme 1 et 2, les volumes d'eau écoulés sont entre eux comme 1 et 24 ou comme 1 et 16. (Nous avons dit plus haut que, dans des tubes non capillaires, ces volumes sont entre eux comme les carrés des diamètres ou comme les sections.)

Deuxième loi. — Les volumes de liquide qui s'écoulent dans l'unité de temps par des tubes capillaires de même diamètre, mais de longueur différente, varient en raison inverse de la longueur des tubes. Ainsi les longueurs des tubes sont-elles comme 2 et 1, toutes choses égales d'ailleurs, les volumes de liquides écoulés en l'unité de temps seront entre eux comme i et 2.

Écoulement de liquides différents par un tube capillaire. — M. Poiseuille a fait écouler par le môme tube différents liquides, et il a comparé les durées de l'écoulement de volumes égaux des divers liquides sous la môme pression; voici quelques nombres obtenus :

Temps de l'écoulement.

Eau distillée ." 035,2 secondes.

Éther ordinaire 160,5

Alcool à 80° 1184,5

Sérum du sang de bœuf. 1029

Sérum avec jfj d'alcool 1223,4

Sérum avec —, d'ammoniaque. . . . 981,6

Ainsi l'éther coule beaucoup plus vite que l'eau, l'alcool et le sérum coulent beaucoup plus lentement ; ce qu'il y a de remarquable, c'est que l'alcool ajouté au sérum ralentit l'écoulement, ce qui montre que la présence de l'alcool dans le sang rend son mouvement plus lent et plus difficile, effet qui peut être neutralisé par l'ammoniaque', puisque cette substance accélère le mouvement du sérum.

M. Poiseuille a reconnu que certains sels, l'iodure de potassium et l'azotate de potasse, par exemple, activent l'écoulement de l'eau, tandis que d'autres, le chlorure de sodium, le sulfate de soude, le retardent.

Écoulement dan* un tube élantlque et dan» un tube Inerte.

— M. Marey a étudié l'écoulement des liquides dans un tube élastique et l'a comparé à l'écoulement dans un tube inerte. Un flacon de Mariotte est muni d'un robinet et d'un tube à deux

branches (fi g, 99); a l'une ou fixe un long tube de verre V, à l'autre, par l'intermédiaire d'un cylindre de verre qui contient une soupape «'ouvrant seulement dans le sens de l'écoulement, un lube de caoutchouc C de même longueur ; ces deux tubes, disposés parallèlement, se terminent par des ajutages de même diamètre. Ouvrons et fermons le robinet d'une manière intermittente, pour imiter les contractions intermittentes du cœur:

chaque afflux du liquide produit par le tube inerte un jet intermittent, tandis que le tube élastique offre un jet continu ; la pression du liquide dans ce dernier tube a distendu les parois, qui reviennent ensuite sur elles-mêmes quand l'afflux du liquide cesse, et l'écoulement conlinue par l'élasticité du lube.

Ce phénomène rappelle tout à fait l'écoulement continu que l'on obtient dans la pompe à incendie par l'emploi d'un réservoir a air.

On peut constater avec le même appareil un autre phénomène important. Si l'on ouvre le robinet et que l'écoulement ait lieu d'une manière continue, les deux tubes laisseront écouler la même quantité de liquide; mais si l'on ouvre et ferme le robi-