INTRODUCTION

Caractères généraux des courants liquides*

Les courants liquides, par suite de leur utilité considérable, multiple et universelle, ont été l'objet d'observations et d'expériences nombreuses. Après Léonard de Vinci qui avait aperçu l'importance de l'étude des phénomènes naturels ', les notions d'hydraulique physique paraissent avoir été négligées durant près de trois siècles; augmentées en 1786 par le colonel du Génie Du Buat*, en 1797 par le physicien Yenturi *, et en 1824 par H. Bidone 4 , elles n'ont pris le caractère d'une précision vraiment scientifique, qu'à l'époque où le savant et illustre Poncelet B , alors capitaine du Génie, a donné l'exemple, bientôt suivi par Savart 6 , d'une investigation exacte et méthodique, capable de fournir des bases sûres pour le progrès de l'Hydraulique. Quelques-uns des résultats de ces divers travaux et des recherches expérimentales postérieures 1 , joints à ceux

1 Voir l'ouvrage intitulé : Raccolta d'autori italiani che trattano del moto délie acque...; 4 e édition imprimée à Bologne.

51 Principes d'Hydraulique.

8 Recherches expérimentales sur le principe de la communication latérale du mouvement dans les fluides.

4 Mémoires de l'Académie de Turin.

B Expériences hydrauliques sur les lois de V écoulement de l'eau à travers les orifices rectangulaires, effectuées en 1827 et 1828 avec le concours du capitaine Lesbros.

6 Annales de Chimie et de Physique, tomes LUI, LIV et LV. Les belles expériences de Savart sur la constitution et le choc des veines liquides se rattachaient à ses recherches d'acoustique.

1 Citées dans le cours du présent ouvrage.

2 ROTIONS NOUVELLES D^YDB A CLIQUE.

de mes observations, m'ont aidé à établir les caractères généraux qui vont être exposés.

Forces intérieures. Continuité.

i. L'augmentation des vitesses de translation des molécules d'un courant fluide, depuis celles qui sont en contact avec des parois jusqu'à un filet intérieur, a lieu par degrés extrêmement petits, comme l'accroissement de la distance des filets à ces parois : dans une zone fluide qui nous occupera plus loin, la loi des vitesses est toujours modifiée.

2. D'un autre côté, Yenturi a fait connaître divers faits qui prouvent que, au contact d'un courant, les molécules d'un milieu fluide sont entraînées, et que cette communication latérale de mouvement se propage jusqu'à une certaine distance de la surface de contact : les dernières molécules ébranlées partent dans une direction presque perpendiculaire à celle du courant excitateur, et elles atteignent celui-ci sous un angle très aigu : entre ces deux extrémités de leur trajet, elles décrivent, avec une vitesse croissante, des courbes continues. C'est ainsi, d'ailleurs, que les molécules d'une masse fluide contenue dans un réservoir se rendent vers un orifice d'écoulement ouvert dans une des parois.

3. Cela posé, il faut remarquer que les directions des tangentes aux trajectoires du fluide entraîné latéralement, sont respectivement, en chaque point de tangence, celle de la résultante de toutes les forces qui agissent sur la molécule correspondante ; or, ces tangentes sont obliques à la direction du courant excitateur et à celle de la résultante particulière des forces extérieures appliquées à la masse fluide entraînée, ce qui prouve l'existence d'actions intérieures plus obliques encore, actions qui ont nécessairement des composantes normales à la direction du courant excitateur : enfin, il résulte de l'observation des trajectoires précitées, que ces composantes normales tendent à déplacer chaque molécule vers celles qui sont animées, parallèlement au courant excitateur, d'une vitesse plus grande que la sienne.

Des composantes analogues ont lieu à l'intérieur des courants coulant entre des parois, car, dans ceux qui sont découverts, ou peut voir des

MOUVEMENTS INTESTINS. 3

particules solides cheminer vers le Heu des plus grandes vitesses : ainsi, dans les rivières, des matières terreuses versées le long des rives par le ruissellement des eaux de pluie, s'avancent transversalement * vers le thalweg, ce qui répartit sur toute l'étendue de la section liquide le trouble que ces matières occasionnent.

4. Continuité des formes des courants. — Lors même que les parois ou le lit d'un courant liquide présentent des changements brusques de dimensions transversales ou de direction, ceux du courant n'ont jamais ce caractère : ainsi que je l'ai remarqué dans des cas divers, et que d'autres observateurs l'ont sans doute reconnu , en regard d'une partie anguleuse d'une paroi, le courant est limité par une surface liquide courbe de raccordement, et, entre cette surface et la paroi solide, il laisse une masse liquide stagnante, mais agitée par des tourbillonnements ou par des remous à circulation continue.

Mouvements intestins.

5. Lorsqu'on regarde un courant liquide qui se meut avec calme et sans obstacle entre des parois unies, il semble que les seuls mouvements de ses molécules soient ceux de leurs translation longitudinale ; cependant elles en ont d'autres, de diverses natures, que j'ai nommés mouvements intestins, et ce fait a lieu, a fortiori, dans les courants à lit irrégulier, ou dans ceux qui subissent des influences perturbatrices telles que celles des piles des ponts, ou des anfractuosités notables des rives. Nous nous occuperons maintenant de ces mouvements intérieurs. Je considérerai principalement ceux qui peuvent avoir lieu dans les courants liquides sans être provoqués par des circonstances accidentelles.

6. Tourbillons occasionnés par les aspérités des parois. — A l'arrière des corps solides immobiles dans un courant, et particulièrement de ceux

1 La dérivation des flotteurs posés à la surface près des bords, si souvent remarquée sur des courants qui n'avaient ni une grande lenteur ni une grande largeur, me parait moins démonstrative, parce que la plus faible concavité de la surface, c'est-à-dire la moindre déclivité transversale, suffirait pour expliquer cette dérivation indépendamment de toute autre considération.