INTRODUCTION

Le présent travail a pour but d'exposer les recherches faites au Laboratoire de Mécanique des Fluides sous la direction de M. Henri BÉNarp. Ces recherches doivent être considérées comme une contribution à l'étude des tourbillons, qui se détachent périodiquement derrière un solide quand celui-ci se meut dans un liquide ou un gaz. Ces tourbillons sont appelés lourbillons alternés où encore d’après les auteurs qui les ont découverts et étudiés pour la première fois d’une façon systémalique, {ourbillons de Bénard-Karman ou dans les pays allemands et anglo-saxons fourbillons de Karman tout court. Ce sujet de recherche m'a été proposé en 1931, lors de mon entrée au Laboratoire, par M. BÉNARD, pour faire suite aux siennes.

On sait tout le rôle important que jouent ces tourbillons dans l’hydrodynamique moderne (théorie des sillages, théorie de la résistance à l’avancement d’un solide, acoustique des cordes vibrantes, théorie des jets, etc.) et leur découverte en 1906 par M. Henri BÉNARD, alors maître de conférences à la Faculté des Sciences de Lyon, est un fait capital dans la science. Et pourtant ces tourbillons constituent un phénomène fréquent, presque banal. Aussi n'est-il pas étonnant que beaucoup de physiciens les aient observés, parfois incorrectement il est vrai, avant leur étude proprement dite. Mais ces précurseurs — dont quelques-uns tout à fait illustres — mis à part, c'est à M. BÉNARD que revient le mérite d’avoir reconnu l'importance de ce phénomène « banal » et de l’avoir étudié expérimentalement, d’une façon approfondie, en utilisant le dernier mot de la technique de celte époque : le cinématographe Lumière- Carpentier. Une méthode optique très ingénieuse, appliquée à l'enregistrement cinématographique de la surface libre d'un liquide, a permis à son auteur de rassembler un matériel expérimental abondant et de tout premier ordre. Les quelques résultats publiés dans une série de Notes aux Comptes Rendus de l'Académie des Sciences en donnent une idée succincte. La seule chose regrettable, c’est que M. BÉNARD n’ait pas encore pu les publier in extenso.

J'avais donc l’honneur d’être le continuateur des recherches de mon Maître; mais ce n’est pas seulement à cause du sujet même en question; M. BÉNARD a bien voulu mettre à ma disposition un appareil, qui reproduit à plus grande échelle celui dont il s’est servi à Lyon. Cet appareil, construit suivant ses plans et réalisé grâce à la générosité du Ministère de l'Air et de la Caisse des Recherches, constitue aujourd’hui l’une des pièces essentielles de l'équipement de son Laboratoire (1). Je pouvais donc faire toute la partie

(1) H. Béxar», L'Aéronautique, Août 1931, p. 291-293; Troisième Congrès International de Mécanique Appliquée, Stockholm 1930, p. 318.

P. LéGLise, L'Aéronautique, Avril 1933, p. 93-94.

NE

expérimentale de ma thèse avec cet appareil. Et comme cet instrument de recherche me donnait la possibilité de cinématographier un champ circulaire de 24 em de diamètre, il était tout indiqué de profiter de cette -circonstance exceptionnelle pour étudier les phénomènes qui nécessilent précisément l’enregistrement simultané d'un grand nombre de tourbillons. Effectivement, j'ai pu suivre, dans quelques cas favorables, le mouvement de trente tourbillons consécutifs, qui forment à peu près le maximum de ce qu'on peut observer depuis leur naissance jusqu’à leur amortissement complet.

Une fois que cette possibilité m'a été révélée par des essais préliminaires, le choix précis du sujet de mes recherches ne me causait pas grand embarras : je me suis proposé d'étudier le mouvement d'amplitude finie des tourbillons alternés, provoqué par des éléments de dissymétrie introduits dans les expériences (1). J’ai classé ces mouvements en deux catégories :

1° mouvement de déformation relative des deux files de tourbillons;

20 mouvement fransversal d'ensemble, rapporté soit aux parois s’il s’agit d’un canal de largeur finie, soit à la paroi unique s’il s’agit d’un fluide limité d’un seul côté seulement.

Quant aux éléments de dissymétrie, capables de déterminer de tels mouvements, je n’en ai étudié qu’un seul : la non-coïncidence de la trajectoire décrite par l'obstacle avec l’axe de symétrie du canal. Dans le cas d’un fluide limité d’un seul côté seulement, par une paroi solide, cette dissymétrie s’introduira d’ailleurs nécessairement, puisqu'on peut considérer alors le fluide comme contenu dans un canal dont l’une des parois et par conséquent l’axe de symétrie seraient à l'infini.

L'existence du mouvement transversal pur (sans déformation relative des files) n’a pas été constatée avec une netteté suffisante. Par contre, j'ai pu avoir deux files de tourbillons à écartement relatif variable. Ce dernier phénomène s'explique aisément par l’inégale intensité des tourbillons (1; et — I,) sur les deux files, provenant précisément de la non-coïncidence de la trajectoire décrite par l'obstacle avec l’axe de symétrie du canal (voir Chap. VI et VIT):

Je saisis l’occasion pour exprimer ma gratitude profonde à mon Maître, M. Henri BÉNARD, pour l'intérêt constant avec lequel il a suivi mes recherches et l’encouragement tout particulier qu'il n’a cessé de me témoigner pendant notre collaboration. Mes remerciements les plus sincères sont dûs également à M. Henri ViLLAr pour les conseils et les suggestions concernant la partie théorique de mon travail. Cette recherche aurait été impossible à poursuivre sans l’aide la plus large du Ministère de l'Air et en particulier de M. l’Inspecteur Général SEGUIN. Je suis heureux de pouvoir leur exprimer ici ma plus profonde reconnaissance.

() Ces travaux se trouvent résumés par l'auteur de ces lignes dans trois Notes, publiées aux Comptes rendus de l'Académie des Sciences, t. 202, 1936, p. 629, 824, 1021,