Revue : phénomènes de portance à bas nombre de Reynolds

Pour des objets aussi grands et rapides, l'inertie se combine à la brisure de symétrie (profil de l'aile ou rotation du ballon) pour donner naissance à la portance. Cependant, les forces de portance sont également en jeu à faible nombre de Reynolds, c'est-à-dire pour les petits objets ou les écoulements lents où la viscosité du fluide domine l'inertie. Ces forces découlent du rôle clé joué par les conditions limites de l'écoulement et la déformabilité des objets concernés : les gradients de vitesse, les déformations élastiques ou le transport dans les couches limites peuvent conduire à l'émergence de forces de portance. Ces forces sont cruciales dans de nombreux problèmes de matière molle et de biophysique tels que les écoulements de suspensions, le tri des particules, la lubrification des articulations ou la circulation sanguine. Dans cet article, nous passons en revue trois mécanismes importants qui donnent lieu à la portance et qui ont été initialement étudiés par des communautés de recherche distinctes : (i) les contacts élastohydrodynamiques lubrifiés qui se produisent lorsqu'un objet s'écoule à proximité d'une paroi déformable, (ii) les effets élastohydrodynamiques qui émergent lorsqu'un objet déformable est placé dans un gradient de vitesse d'écoulement, et (iii) la portance électrocinétique qui résulte du transport d'ions à la surface d'un objet chargé électriquement. Nous décrivons les principaux ingrédients à l'origine de ces forces de portance, discutons de leur importance et de leur pertinence respectives, et indiquons d'autres moyens possibles mais encore inexplorés de générer des forces de portance à zéro nombre de Reynolds.

Cette revue a été publiée dans E. P. J. E. (https://link.springer.com/article/10.1140/epje/s10189-023-00369-5)