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Rmq :
L’apparition des éventuelles turbulences est provoquée par la présence de l’obstacle ; sans
obstacle, le régime ne peut pas devenir turbulent ! (les particules de fluides qui ne subissent pas de
contraintes continuent “tout droit” donc le régime est laminaire.
La présence d’un obstacle est indispensable pour générer des turbulences
Et ces turbulences ne seront présentes qu’une fois l’obstacle rencontré, donc à son niveau et en
aval.
2. Obtention d’un régime laminaire ou turbulent
a) Lien avec la vitesse d’arrivée du fluide
On constate expérimentalement que, pour un fluide donné et un obstacle donné, le régime est
laminaire si la vitesse v du fluide en amont est faible, alors qu’il sera turbulent si cette vitesse est
élevée.
b) Lien avec la viscosité
La viscosité n’est pas le seul facteur influant sur le caractère laminaire ou turbulent d’un
écoulement, mais on peut facilement en comprendre son rôle.
D'une façon générale, dans un fluide visqueux, chaque particule "suit" ses voisines ; ceci génère
des écoulements avec des variations spatiales de vitesse douces, progressives. Les lignes de courant
sont régulières. Les écoulements laminaires sont facilement obtenus pour des fluides visqueux, plus
difficilement pour des fluides peu visqueux.
A l'inverse, dans un fluide très peu visqueux, les particules de fluide sont beaucoup plus
indépendantes les unes des autres ; on peut alors observer de fortes variations locales de vitesses, voir
des discontinuités spatiales dans la répartition de ces vitesses. Ce type d'écoulement est facilement
obtenu pour les fluides peu visqueux.
On conçoit intuitivement que le fait de passer d’un écoulement laminaire à turbulent va
profondément changer ses conséquences : débit, forces exercées. Il est donc très important de pouvoir
disposer d’un critère permettant, sans avoir à résoudre d’équations compliquées, de prévoir le
caractère laminaire ou turbulent le plus probable dans une situation expérimentale donnée.
II. Nombre de Reynolds
On souhaite pouvoir prévoir, sans résolution exacte du problème, mais seulement à partir de sa
description, si l’écoulement sera le plus probablement laminaire ou turbulent. Il faut pour cela
disposer d’un critère, évaluable sans résoudre les équations trop complexes de la mécanique des
fluides (PFD + équation de continuité + équations thermodynamiques) permettant de prévoir le
caractère probable d’un écoulement laminaire ou d’un écoulement turbulent.
Ce critère doit pouvoir être établi directement à partir de la description des conditions de
l’expérience.