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Concept
Tube de Pitot
Résumé
Un tube de Pitot (ou simplement Pitot) est l'un des éléments d'un système de mesure de vitesse des fluides. Il doit son nom au physicien français Henri Pitot qui proposa en 1732 un dispositif de mesure de la vitesse des eaux courantes et de la vitesse des bateaux.
En aéronautique, un Pitot mesure la pression totale au sein du circuit de pression statique et totale et permet de déterminer la vitesse relative de l'aéronef par rapport à son environnement.
Le principe physique du tube de Pitot, dans un courant d’eau, se comprend facilement si l'on songe qu’une particule de fluide qui est dotée d’une certaine vitesse dispose, du fait de cette vitesse, d’un élan qui peut lui permettre de monter à une certaine hauteur.
Depuis Galilée et ses recherches sur la chute des corps, on sait qu’avec une vitesse initiale verticale , la particule en question montera à une hauteur h indépendante de sa masse et telle que :
avec la gravité terrestre (ceci en négligeant la traînée aérodynamique).
Il en est de même pour une particule d’eau dotée d’une vitesse quasi horizontale, pourvu que le changement de direction de sa trajectoire soit sans trop de dissipation d’énergie (en lui présentant une sorte de tremplin).
Ainsi lorsque l’on trempe sa main dans le courant d’un torrent (comme sur l’animation ci-contre), on observe bien que l’eau monte à une certaine hauteur.
Pour vérifier que la hauteur atteinte par l’eau de cette façon est bien égale à , Henri Pitot a procédé d’une façon astucieuse : dans la première expérience qu’il a improvisée lorsque lui est venue l’idée de sa « machine pour mesurer la vitesse des eaux courantes et le sillage des vaisseaux », il a remplacé la main par un simple tuyau de verre coudé placé face au courant, permettant alors de minimiser les pertes d’énergie. En effet, les particules d’eau dans le tube de verre voient très vite leur vitesse s’annuler (après stabilisation de la colonne d’eau en hauteur), ce qui évite les pertes d’énergie par frottement visqueux.
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