Le principe de pire action permet d’échapper au chaos

Domaines thermodynamiques rencontrés lors du fonctionnement d’une soupape de sécurité.

– Proche de l’équilibre initial, c’est le domaine de la thermodynamique linéaire. L’agitation dans le monde moléculaire conduit aux phénomènes de transport. Ces processus sont irréversibles : c’est en particulier le cas pour la viscosité. L’entropie croît. Les écoulements sont laminaires dans cette zone.

-Plus loin de l’équilibre, on entre dans le domaine non-linéaire. L’écoulement devient irrégulier et complexe : c’est le régime turbulent. Mais ce n’est pas le désordre complet.

-Puis, le système a un comportement chaotique déterministe. La zone chaotique apparaît après une bifurcation, accompagnée de fluctuations puis de structures dissipatives. Ces structures ordonnées nouvelles apparaissent loin de l’équilibre ; le jet supersonique s’échappant de la soupape de Denis Papin en est un exemple.

-Enfin, en s’éloignant encore plus de l’équilibre, on pénètre dans la zone vraiment chaotique, où l’anarchie est la plus totale.

DomainesThermo
Lors du déclenchement d’une soupape de sécurité, les écoulements internes traversent tous ces zones troublées. Une soupape de sûreté doit s’ouvrir quand les conditions l’exigent, mais elle doit être capable de se refermer. Pendant l’ouverture, tout le tumulte interne dû à la puissance motrice qui se dégrade en convertissant l’énergie cinétique du fluide en d’autres formes (énergie thermique, vibratoire, sonore, etc.) attaque la structure mécanique et parfois la déforme.
Puisque on n’a pas été en mesure de détruire suffisamment leur énergie cinétique, les écoulements la dégraderont d’eux-mêmes.
Le principe de pire action permet d’éviter les zones chaotiques d’une part et détruit rapidement la puissance cinétique des jets internes. Les soupapes sont alors calmées.

Au sujet de l'auteur Michel Pluviose

Michel Pluviose, Ingénieur, docteur d’état ès sciences, professeur honoraire du Conservatoire national des Arts et Métiers (CNAM), a été titulaire de la chaire de turbomachines, et : - Directeur du laboratoire de l’ATTAG (Association Technique pour les Turbomachines et turbines à Gaz), - Responsable des activités "fluides compressibles" au CETIM (Centre Technique des Industries Mécaniques), - Scientifique de haut niveau mais aussi homme de terrain, il a été ingénieur chez Hispano-Suiza, à la SNECMA, - Responsable du traité "Machines hydrauliques et thermiques" aux Techniques de l'Ingénieur.

Le principe de pire action permet d’échapper au chaos

Domaines thermodynamiques rencontrés lors du fonctionnement d’une soupape de sécurité.

Au sujet de l'auteur Michel Pluviose

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