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    Des chercheurs aident à relier la recherche sur la dynamique des fluides aux traumatismes cérébraux

    Illustration photo d'un joueur de football souffrant d'une commotion cérébrale. Crédit :BYU

    Comme le montrent de nombreuses vidéos YouTube, frapper le haut d'une bouteille remplie de liquide peut briser le fond. Maintenant, les chercheurs espèrent utiliser les nouvelles connaissances de cette astuce pour combler une lacune dans quelque chose de beaucoup plus sérieux :la recherche sur le cerveau.

    Une étude réalisée par des professeurs d'ingénierie de l'Université Brigham Young, L'Université d'État de l'Utah et l'Université d'agriculture et de technologie de Tokyo détaillent exactement ce qui se passe lorsqu'un liquide au repos, comme l'eau dans une bouteille, est soudainement mis en mouvement. En utilisant la photographie à haute vitesse, l'équipe montre comment l'accélération rapide provoque la formation de petites bulles dans le liquide, puis leur effondrement rapide, libérant une onde de choc destructrice.

    Le terme approprié pour le phénomène est appelé cavitation, un processus bien connu des ingénieurs pour causer des dommages dans les tuyaux et les hélices marines. La nouvelle étude, publié dans le Actes de l'Académie nationale des sciences , détaille une formule alternative qui prédit avec plus de précision le moment où la cavitation se produira.

    Bien que la découverte ait des implications immédiates pour de nombreux processus industriels interrompus par des dommages induits par la cavitation, il existe également de plus en plus de preuves liant la cavitation à un traumatisme cérébral.

    "Le cerveau est entouré de fluide, et quand vous avez un impact, il est possible que vous ressentiez de la cavitation dans ce fluide, " a déclaré le co-auteur de l'étude Scott Thomson, professeur agrégé de génie mécanique à BYU.

    Les experts en dynamique des fluides savent prédire quand la cavitation se produira dans un fluide déjà en mouvement, mais leur formule ne fonctionne pas aussi bien lorsqu'un fluide au repos est rapidement accéléré. La nouvelle étude résout ce problème en finalisant une nouvelle équation qui prend en compte la profondeur et l'accélération d'un fluide.

    Pour le cerveau, sachant que cette formule de cavitation alternative pourrait être utilisée pour mieux prédire les lésions cérébrales causées par un impact à grande vitesse. "Et une fois que nous serons en mesure de prédire quand cela se produira, nous pouvons mieux concevoir des dispositifs de sécurité pour aider à prévenir de graves lésions cérébrales, " a déclaré Thomson.

    Ces dispositifs de sécurité pourraient être destinés à des applications sportives, comme les casques de football, voire des applications militaires.

    "Si une onde de choc dépasse une certaine magnitude, il n'y a peut-être pas grand-chose que nous puissions faire pour prévenir les lésions cérébrales chez un soldat, " a déclaré l'auteur de l'étude Tadd Truscott, professeur agrégé de génie mécanique à l'Université d'État de l'Utah. "Mais peut-être qu'un casque peut être développé pour détecter quand ce traumatisme s'est produit afin qu'un soldat puisse être retiré de la ligne de front et être sauvé d'une exposition répétée aux explosions."

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