Lorsqu'un véhicule circule sur une route mouillée ou inondée, l'eau s'accumule devant le pneu et génère une force de portance. Dans un phénomène connu sous le nom d'aquaplanage, cette force peut devenir suffisamment importante pour soulever le véhicule du sol.

Dans Physique des fluides, , des scientifiques du CNRS, l'Université de Lyon, et Le Groupe Michelin utilise une technique d'imagerie laser pour étudier l'écoulement de l'eau devant et à travers les rainures des pneus.

Pour lutter contre l'aquaplanage, Les conceptions de bande de roulement sont choisies pour évacuer l'eau de l'avant du pneu sans diminuer sa capacité à adhérer à la route. Très peu d'études expérimentales quantitatives du mouvement de l'eau à travers les rainures des pneus ont été réalisées, si peu est connu sur les modèles d'écoulement exacts dans ces situations.

Le seul travail précédemment publié rapportant des mesures quantitatives de la vitesse dans les rainures des pneus a été réalisé avec une caméra à grande vitesse et a utilisé des graines de mil comme traceurs d'eau. Les graines mesurent environ 1,5 millimètres de diamètre, bien que, et offrent un faible contraste, les informations de vitesse à l'intérieur des rainures n'étaient donc pas utilisables pour une analyse d'écoulement.

Actuellement, la recherche sur l'aquaplanage utilise une piste d'essai équipée d'une fenêtre transparente encastrée dans le sol. La zone au-dessus est inondée et un pneu roulant sur la fenêtre est observé avec une caméra à grande vitesse.

Les enquêteurs ont développé une approche plus sophistiquée impliquant des particules d'ensemencement fluorescentes pour visualiser le flux et ont utilisé une nappe de lumière laser pour éclairer la zone. Les particules fluorescentes n'avaient que 35 microns de diamètre, environ la moitié de l'épaisseur d'un cheveu humain, avec une densité proche de l'eau.

"La première caractéristique remarquable de l'écoulement à l'intérieur des rainures est la présence de filaments ou colonnes allongés blancs, " a déclaré l'auteur Damien Cabut. " Cela indique la présence d'une phase gazeuse, éventuellement des bulles d'air ou de la cavitation."

Il y a deux phases dans les rainures, liquide et gaz, ce qui complique l'analyse. Les enquêteurs ont trouvé des tourbillons et des bulles dans certaines rainures. Les auteurs ont montré que le nombre de tourbillons à l'intérieur d'un sillon est lié au rapport entre la largeur du sillon et sa hauteur.

"Un mécanisme de création de vortex pourrait être lié à l'écoulement autour de l'arête vive de la nervure du pneu. Cet effet est similaire à celui observé pour les ailes delta en portance aérodynamique, " dit Cabut.

La structure d'écoulement dans les rainures s'est avérée similaire pour l'augmentation de la vitesse des véhicules lorsque les distances et les vitesses étaient correctement augmentées. Cela pourrait avoir des répercussions sur l'aquaplanage.

Cabut a déclaré que davantage de travail doit être fait pour comprendre la formation de tourbillons et le rôle des bulles dans les rainures. Le dispositif expérimental qu'ils ont développé sera d'une grande aide pour ces futurs travaux.