mardi 25 janvier 2011

Les lois des gaz, encore

Je me pose une vraie question - à laquelle je ne pense pas avoir de réponse - qui ferait peut-être un beau problème à traiter en APP (apprentissage par problème) en classe. Avis aux profs! Et si jamais vous avez une réponse, ou que vos élèves en trouvent une, écrivez-la dans un commentaire. Ça me rend perplexe, cette histoire...

Depuis deux jours, sur le sud du Québec (en particulier à Montréal), il fait drôlement froid. Hier matin, il faisait plus froid que -30 °C et avec le refroidissement éolien, on ressentait près de -40 °C. En arrivant à la station de métro, complètement gelée, j'ai eu toutes les misères du monde à ouvrir la porte de la station (une porte pivotante). Un grand coup de vent a failli arracher mon chapeau alors que j'entrais dans la station.

Je me suis demandé si ce vent très fort qui souffle dans les stations de métro parfois et qui rend la porte difficile à ouvrir n'était pas dû à la température très froide à l'extérieur.
Ce matin, comme il faisait toujours aussi froid, j'ai mis à l'épreuve mon hypothèse. Et j'ai observé le même phénomène. Bien sûr, il faudrait que je vérifie quand la température sera plus clémente à l'extérieur, mais ce n'est pas près d'arriver, selon MétéoMédia...! Mais si je me fie à mes souvenirs, généralement, la porte n'est pas si difficile à ouvrir... Et, généralement, il ne fait pas aussi froid... De là à faire de l'inférence, il n'y a qu'un pas, mais que je serais plus à l'aise de franchir si j'avais une explication de ce phénomène. 

Peut-être est-ce une question de pression, ou plutôt de différence de pression entre l'intérieur et l'extérieur de la station de métro? Mais cette question en amène d'autres: où y a-t-il la plus grande pression? Quel est l'effet de la température sur la pression (la pression atmosphérique n'est pas reliée à la température, il me semble...)?

Enfin, si vous avez des idées, ça me ferait plaisir d'entendre votre interprétation!

1 commentaire:

  1. J’ai remarqué cet effet en été aussi bien qu’en hiver. Il m’a toujours semblé que ce vent très fort arrivait après le passage d’un train. Probablement, la différence de température peut contribuer à la grandeur de l’effet; mais puisque le fort vent n’est pas constant, il ne peut pas être seulement dû à cette différence.

    En fouillant, pardon, en googlant la toile, et en rejetant des articles écrits en chinois avec des mots qui ressemblent l’anglais, j’en ai trouvé un qui donne une piste. Il semble que ce problème, qui préoccupe des ingénieurs du métro de Shanghai, découle d’un « effet de piston »; voici un extrait de l’article, paru dans une publication de l’IEEE :

    “Aerodynamic problems occur particularly when a train moves into a tunnel. Wind increases and the piston wind is formed in front. This compression wave propagates toward the exit at the speed higher than the train itself. The flow field where a train moves into a tunnel and goes through it should be investigated for the future effective tunnel and train configurations.”

    http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=5564858

    Selon ce même article, l’effet a été étudié par un dénommé Tollmien en 1927 (je n’ai pas eu accès à la référence de Takanobu, CFD 1994 qui l’aurait consigné).

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