Qu'y a-t-il de commun entre l'eau, l'air, le miel, la mousse, le sang ou encore le sable ?

Tous sont des fluides et ont donc la capacité de s'écouler. Contrairement au solide qui possède une forme bien définie, le fluide prend la forme du contenant dans lequel il se trouve. La différence entre fluide et solide semble claire, et pourtant... Le glacier par exemple, qui apparaît de l'extérieur comme un énorme bloc de glace, s'écoule. Un glacier se comporte comme un fluide si on l'observe sur un temps très long !

A l'opposé, si vous avez déjà plongé dans l'eau depuis un plongeoir très haut, l'eau a dû vous paraître bien dure... En fait la notion de fluide dépend de l'échelle à laquelle on se place. Le glacier peut ainsi être vu comme un fluide très visqueux, un peu comme un miel très épais qui s'écoule lentement.

Les fluides sont partout et s'écoulent autour de nous sans que nous nous en rendions toujours compte. Vous êtes-vous déjà demandé comment les vagues se forment et se propagent ? D'où viennent les tornades ? Comment on peut expliquer les formes que l'on observe dans les nuages ? Comment expliquer les tourbillons et formes changeantes dans une rivière ? Pourquoi les bulles de savon et les gouttes d'eau sont toujours sphériques ? Comment se forment les dunes de sable ?

Ces questions sont typiques de celles que se pose un physicien des fluides, qui, pour y répondre, va observer et expérimenter.

Comme tous les fluides ont en commun cette capacité à s'écouler, ils présentent des comportements similaires et peuvent être décrits par la même physique. Par exemple on peut voir des tourbillons dans toutes sortes d'écoulements et à des échelles très différentes : ce peut être le petit tourbillon d'eau qui se forme au fond d'une baignoire qui se vide, ou la tornade qui se forme dans l'air ou encore le cyclone de plusieurs centaines de kilomètres de diamètre qui détruit tout sur son passage ! Tous présentent la même structure tourbillonnaire.

L'exposition Jeux d'eau - ondes, vagues et tourbillons au Muséum du Havre (21 juin 2014 - 4 janvier 2015) invitait à découvrir l'univers poétique et complexe de la physique des fluides, par une approche mêlant art et science, observation et expérimentation. Elle proposait une immersion dans un monde de vagues et de tourbillons, d'eau et de brume.

Cet eBook rassemble les images et films de l'exposition. Il reprend aussi l'idée des expériences proposées au Muséum. Et il évoque les œuvres d'art présentées dans l'exposition, qui ont été imaginées par un groupe de quatre physiciens et cinq artistes : réunis pendant trois jours en résidence à Deauville, ils ont conçu ensemble des fontaines et installations d'eau étonnantes. Cette rencontre originale entre art et science s'inscrit dans la démarche du festival Terre d'Eaux qui a proposé de créer dans l'Estuaire de la Seine un parcours de fontaines revisitées par des artistes.

Céline Nadal