Lavabos, hémisphères et Coriolis

Mai 2023
Lavabos, hémisphères et Coriolis
😲 Regarde ! L'eau dans l'évier tourne dans le sens des aiguilles d'une montre quand il se vide !
Ah oui ?
C'est la force de Coriolis qui fait ça 😏
Dans l'hémisphère Sud, l'eau tourne dans l'autre sens.
😔 Ben voyons. Et à l'équateur, l'évier ne se vide pas...
Dilbert et Coriolis
Pour commencer, stricto sensu, il n'existe pas de "force" de Coriolis.
😧 😧
C'est juste un effet que l'on observe dans un référentiel en rotation, comme la Terre.
On l'appelle force parce que c'est commode pour expliquer ce qui se passe.

Gustave Gaspard de Coriolis (1792-1843), ingénieur et mathématicien français.

Sur les équations du mouvement relatif des systèmes de corps Coriolis (1835).

Du fait de la rotation de la Terre, tout mouvement dévie vers la droite dans l’hémisphère nord et vers la gauche dans l’hémisphère sud. L'effet est maximal aux pôles, et minimal à l'équateur.

En l'absence de toute force, un objet se déplace tout droit, d'un mouvement uniforme.
Certes
Si l'observateur fait un mouvement tournant, alors la trajectoire apparente se courbe.
rotation terrestre
La trajectoire d'un objet parait courbe vue du pôle Nord.
Elle est déviée à droite dans l'hémisphère nord.
C'est comme si une force était appliquée, la fameuse force de Coriolis.
Ceci explique notamment les alizés, ainsi que le sens de rotation des cyclones et des courants marins.

Il faut bien faire attention au sens général de circulation des vents, différent suivant qu'il est en altitude ou au sol.

circulation générale des vents

Pour les alizés, l'air froid, plus dense, va vers l'équateur au sol, et l'air chaud s'éloigne de l'équateur en altitude. Les vents sont déviés vers la droite, dans le sens du déplacement, dans l'hémisphère nord.

alisée en 3D
cellule de Hadley en 3D

Mais il faut ajouter les forces de friction et centrifuge pour expliquer complètement la circulation des vents.

anticyclone et dépression
Sens de rotation dans l'hémisphère nord

Du coup, les anticyclones et les dépressions (=cyclone) ont un sens particulier de rotation, opposés, et inversés suivant l'hémisphère. On remarquera que la dépression "tourne à l'envers" par rapport à la force de Coriolis.

En ce qui concerne les tornades, elles sont trop petites et vont trop vite pour que Coriolis ait un effet. On observe des tornades dans les deux sens.

On peut calculer cette force à nos latitudes.

Accélération de Coriolis = 2 ω v sin(l)

avec

  • ω : vitesse de rotation de la Terre = 7,29×10-5rad/s
  • v : vitesse de l'objet
  • l : latitude

Pour l=45° (France) et v = 1 m/s, l'accélération de Coriolis vaut 0.000103 m/s2.

Eh bien, si ça marche pour le vent, alors pour mon évier, c'est pareil !
Pas vraiment car il existe une différence d'échelle assez sévère, mais surtout, cette pseudo-force est misérable comparée à n'importe quelle autre perturbation dans ton évier, ne serait-ce que sa forme, la structure de la bonde, les frottements et/ou l'agitation initiale de l'eau...
Et avec une très grande baignoire ?
Certains l'ont testé. Et ça marche.
Accessoirement, c'est aussi l'effet de Coriolis qui explique la rotation du pendule de Foucault, vu que la Terre tourne pendant son oscillation.
Il tourne en 24 heures aux pôles (forcément !), et a une période infinie sur l'équateur.

Vous trouverez pas mal de sites web qui expliquent plus ou moins ce mythe, j'espère que ma description vous plaira.

Et cette ânerie à propos du sens de rotation de l'eau qui s'évacue dans un évier continue pourtant de perdurer... Ça m'énerve !