Vous êtes à vélo et un moucheron s’invite dans votre nez. C’est désagréable mais idéal pour s’initier au concept de perte de charge !
Mise en situation
Laissez-moi planter le décor. Vous êtes à vélo. Les deux mains sur le guidon, vous vous baladez à la campagne et profitez de l’instant présent.
Sans prévenir, un moucheron s’invite dans votre nez.
Il vous faut réagir vite, mais vos mains sont occupées. Vous commencez à tordre votre nez pour boucher tant bien que mal une narine, et diriger l’air que vous vous apprêtez à souffler vers la narine contenant le moucheron.
Vous remplissez vos poumons et soufflez de toutes vos forces par le nez. La guerre au moucheron est déclarée !
Instinctivement, comme lors d’un simple mouchage, le but recherché est de souffler de l’air à haute vitesse par le nez pour évacuer ce qui encombre le conduit nasal.
Augmenter la vitesse d’un écoulement
Pour atteindre cet objectif, il y a deux paramètres sur lesquels il est possible d’agir.
- Le premier consiste à réduire la section de passage. En se pinçant le nez ou en dirigeant le flux vers une seule narine, l’air est contraint d’accélérer pour passer à travers une canalisation plus petite.
- Le deuxième paramètre est le débit. En expulsant très rapidement l’air contenu dans les poumons, celui-ci doit aller plus vite pour passer intégralement par le nez. Il en résulte une accélération de l’air.
La perte de charge en contrepartie
Accélérer un fluide a pour conséquence d’augmenter les frottements internes du fluide dans sa canalisation. Ainsi, plus un fluide est accéléré, plus il va freiner son propre déplacement.
Pour contrebalancer les frottements, la solution consiste à fournir plus d’énergie au fluide. De cette manière, même s’il y a des pertes par frottement, le fluide est quand même mis en mouvement. Fournir plus d’énergie au fluide c’est simplement augmenter sa pression.
Revenons-en à l’exemple du mouchage.
En soufflant fort par le nez, les frottements de l’air dans le conduit nasal augmentent. Ces frottements freinent le déplacement de l’air. Il est alors nécessaire de fournir plus d’énergie sous forme de pression à l’air pour le faire circuler. Cela se traduit par un effort physique plus important à fournir pour créer de la pression.
A ce propos, je vous invite à lire cet article qui indique combien de pression le corps humain peut créer.
Vider ses poumons par le nez lentement est très facile, ne demande pas d’effort et est même relaxant. En revanche, souffler rapidement par le nez en se le pinçant pour se moucher demande beaucoup plus d’énergie. Cela est dû aux pertes de charge.
Mise en pratique
Pour encore mieux ressentir cet effet de perte de charge, je vous propose une expérience en deux temps, à réaliser pendant que vous lisez ces quelques lignes :
Etape 1 :
Prenez une grande inspiration. Formez avec votre bouche un tout petit orifice comme si vous vous apprêtiez à boire à la paille. Expirez aussi vite que possible par la bouche en faisant bien attention à ce que le trou formé par vos lèvres ne s’agrandisse pas.
Si vous avez bien réalisé cette première partie, vous devriez avoir forcé et peut-être même avez-vous la tête qui tourne…
Reprenez vos esprits puis passez à cette seconde partie.
Etape 2 :
A nouveau, prenez une grande inspiration puis soufflez aussi vite que possible par la bouche en gardant votre bouche grande ouverte.
Cette deuxième partie a dû vous demander beaucoup moins d’efforts.
Dans les deux cas, vous avez vidé vos poumons très vite mais à travers un orifice petit puis grand. Dans un premier temps il a fallu forcer l’air à passer à travers un tout petit trou causant beaucoup de perte d’énergie par frottement. Dans un second temps l’air a été expulsé sans difficulté à travers un large canal.
Conclusion
Vous venez d’expérimenter et de ressentir ce qu’est la perte de charge. Il s’agit de la pression nécessaire à l’écoulement d’un fluide dans un canal.
A chaque fois que vous vous mouchez, intuitivement vous vous apprêtez à créer de la perte de charge et à y faire face !
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