La bouteille pressée de se vider est-elle "en résonance" ?

[soliris]

Bonjour,

Chacun de nous connaît la lenteur d'une bouteille qui se vide: à chaque fois qu'un peu de liquide sort, elle doit "aspirer" de l'air en coupant le débit (d'eau, par exemple).

Ce matin, en voulant faire mon café, j'ai "obligé" une bouteille flexible en plastique à expulser plus d'eau que d'habitude, en la pressant, initiant un phénomène d'emballement sans plus rien faire. Car un creux (définitif) ayant été causé par ma main de chaque côté la bouteille, celle-ci s'est vidée de son litre et demi en 3 secondes, alternant de très longues et très rapides inspirations d'air et expirations d'eau. Une résonance parfaite s'est établie entre chaque phase.



Quelle est la cause d'une telle anomalie ?
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[coussin]

Chacun de nous connaît la lenteur d'une bouteille qui se vide: à chaque fois qu'un peu de liquide sort, elle doit "aspirer" de l'air en coupant le débit (d'eau, par exemple).

Après avoir retourné votre bouteille, imprimez-lui un mouvement de rotation. Vous formez un vortex; l'eau s'écoulant sur les bords alors que l'air rentre au milieu.

[albanxiii]

Quelle est la cause d'une telle anomalie ?

Vous avez répondu dans le titre, non ? Résonance....

[Deedee81]

Salut,

Ces phénomènes de résonance peuvent même se produire avec les tuyauteries. Mais là, peu ou pas de déformation, c'est du métal. Et donc cela se traduit pas de "coups", tuyauterie bruyante. Pour des débits industriels élevés ça peut faire de gros dégâts mais là en principe on conçoit les systèmes pour éviter ça (bien que dans une entreprise près de chez-moi, avec un alternateur de 10 mètres de long, il y a eut une telle résonance.... erreur de conception. C'était pas liquide mais çà a quand même fait bang, le bâtiment entier a été pulvérisé). Mais je rassure tout le monde : avec une bouteille d'eau minérale il y a peu de risque

Quand à l'origine (puisque c'était la question) : le fluide, le plastique, tous ont des fréquences d'oscillations propres. Même si ça peut être beaucoup plus complexe qu'un simple ressort. Et quand tout s'accorde : résonance.

[A voir en vidéo sur Futura]

[soliris]

Vous avez répondu dans le titre, non ? Résonance....

Oui, mais puisque Deedee81 parle d'oscillations.. dans quel sens ? Evidemment, lorsqu'on tient une telle bouteille (qui se vide) entre les mains, l'on remarque les pulsations de l'eau qui descend par contraction ET les décontractions par entrée d'air qui s'effectuent toutes de haut en bas (et inversément) de la bouteille.
Mais qu'en est-il des résonances "latérales" ? Le fait de creuser la bouteille en son milieu tend à séparer le débit initial de remontée d'air en 2 voies de chaque côté du creux, voies aussi utilisées par l'eau qui descend, alternativement et très rapidement.

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Ces 2 voies peuvent-elles "réagir" entre elles ? A propos des allées de Karman, je ne m'explique pas la tendance à produire un enchevêtrement "latéral" dans l'expression de la traîne: visiblement il y a "relation" là aussi.. pour ne pas répéter le mot résonance.

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Quel était cet extrordinaire concours de circonstances près de chez vous, Deedee81 ?

[Deedee81]

Salut,

Oui, mais puisque Deedee81 parle d'oscillations.. dans quel sens ?

Dans les deux : ça s'en va et ça revient. C'est le propre d'une oscillation Non je rigole.

Ceci dit, tu as raison sur le coté latéral. Un point qui doit forcément jouer est le coté incompressible de l'eau (contrairement à l'air). Donc quand ça s'étire dans un sens, ça doit se contracter dans l'autre, pour conserver le volume. Mais je prendrai bien garde d'analyser la chose plus loin. C'est de la mécanique des fluides et en plus dans le mode turbulent, pas laminaire. C'est hyper compliqué et la plupart du temps on ne peut répondre à ce genre de question qu'avec un calculateur surpuissant. Et je ne suis pas sûr qu'on puisse calculer les fréquences de résonances "à la main", même pour une bête bouteille. Et pire encore en cas d'interface eau-air (me souviens l'étude d'un sous-marin avançant pourtant doucement à la surface, une horreur à cause des ondes de surface !!!!)

(je viens de faire quelques recherches, on trouve facilement des calculs théoriques, même wikipedia, pour des cas idéalisés simples. Mais pour des cas réalistes on trouve surtout des articles parlant d'analyse phénoménologique et de mesures. Et certains de méga calculs sur monstre en silicium )

Quel était cet extrordinaire concours de circonstances près de chez vous, Deedee81 ?

Pardon ? De quoi parles-tu ???? Il s'est rien passé près de chez moi.
(tu peux tutoyer, c'est la règle habituelle dans les forums internet. Sauf peut-être sur le forum de Laeken )

[jacknicklaus]

Pardon ? De quoi parles-tu ???? Il s'est rien passé près de chez moi.

ceci, je pense :

(bien que dans une entreprise près de chez-moi, avec un alternateur de 10 mètres de long, il y a eut une telle résonance.... erreur de conception. C'était pas liquide mais çà a quand même fait bang, le bâtiment entier a été pulvérisé).