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VIDEO. Une nouvelle stupéfiante démonstration d'un effet physique en vidéo

Par Erwan Lecomte Publié le 03-08-2015 à 16h48

Que se passe-il lorsque vous laissez tomber un ballon de basket depuis une très grande hauteur en lui donnant au préalable un petit mouvement de rotation ? Le résultat est étonnant, et ça s'appelle l'effet Magnus.

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En tentant de battre un record du monde de la plus grande distance pour marquer un panier au basket, une équipe a pu constater la puissance de l'effet Magnus ©capture youtube / howridiculous.org

DÉVIATION. C'est un effet physique dont nous avons tous connaissance sans forcément savoir comment l'expliquer. C'est celui qui permet à certains footballeurs de marquer directement dans le but en tirant un coup-franc. Car lorsque l'on frappe un ballon légèrement sur le côté, ou que l'on "lifte" une balle de tennis ou de ping-pong avec sa raquette afin de lui donner un mouvement de rotation, on constate alors que la trajectoire du projectile décrit une courbe plus ou moins accentuée. Ce phénomène a été décrit par le physicien allemand Heinrich Gustav Magnus qui lui a donné son nom : l'effet Magnus. Lors d'une tentative (réussie) pour battre le record du monde de la plus grande distance pour marquer un panier au basket, l'équipe du site howridiculus.org a pu constater combien cet effet était puissant lorsque la trajectoire de la balle est longue. L'équipe a fait sensation en diffusant sur la toile une vidéo montrant la déviation subie par un ballon de basket lâché depuis un barrage haut de plus de 126 mètres en Australie, après avoir imprimé à la balle un mouvement de rotation.



Le succès a été tel que l'équipe a remis le couvert en lançant cette fois la balle depuis une hauteur de plusieurs centaines de mètres, depuis une falaise, au dessus des nuages :

Comme le montrent bien ces deux vidéos : lorsque le ballon est lâché sans rotation, il tombe plus ou moins à l'aplomb de l'endroit où il a été lâché, après avoir été un peu poussé par le vent. En revanche, lorsqu'on lui donne un petit effet, le ballon s'éloigne à plusieurs dizaines de mètres du barrage donnant l'impression de s'envoler au loin. Le phénomène est assez simple : lorsque le ballon tourne sur lui-même tout en se déplaçant, il accélère l'air autour de lui dans le sens de sa rotation uniquement. L'air se déplaçant plus vite d'un côté que de l'autre de la balle, se crée alors une différence de pression. En effet, lorsque la vitesse d'écoulement d'un fluide (l'air par exemple) augmente, sa pression diminue. Ce phénomène génère alors une force de poussée qui va petit à petit "aspirer" la balle et la faire dévier de sa trajectoire initiale.

http://mastakongo.com/english/images/breaking_news/magnus-effect.pngLégende image : Dans ce schéma, la balle se déplace de gauche à droite. Elle tourne dans le sens des aiguilles d'une montre et accélère donc l'air "sous" elle, créant ainsi une dépression (matérialisée par des lignes plus serrées). © Creative Commons.

C'est ce même phénomène qui permet aux voiles d'un bateau de transmettre leur force motrice au navire. En effet, contrairement à une idée répandue : le vent ne "pousse" pas le bateau. Il glisse en fait le long des voiles dont la courbure crée une surpression d'un côté et une dépression qui "aspire" la voile et donc fait avancer le bateau. C'est d'ailleurs ce qui lui permet de remonter au vent.

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Légende image : Lorsque le vent vient glisser sur la voile, il est accéléré à l'extérieur (extrados de la voile) et ralenti à l'intérieur (intrados). Se crée alors une différence de pression qui crée une force d'aspiration sur les voiles. Cette énergie motrice est transmise à tout le navire par l'intermédiaire du mât. Source image.


Comme le montre également la vidéo, un cylindre en rotation (ou fixe s'il a une forme légèrement ovoïde et qu'il est possible de l'orienter comme une voile) peut donc parfaitement faire avancer un bateau ou voler un avion, même si au final, un tel dispositif s'avère moins efficace qu'une voile ou une aile. L'un des plus célèbres bateaux à utiliser ce procédé de propulsion en complément de ses hélices est l'Alcyone utilisé à la fin des années 1980 par les équipes du commandant Cousteau. Les deux "turbovoiles" de 10 mètres de haut dont il est équipé permettent à ce navire de réduire sa consommation de carburant de 30%.

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L'Alcyone, l'un des deux navires des équipes du commandant Cousteau. © AFP.

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