Glisse et "consistance" de l'eau

[ours]

J'ai regardé une partie de la série de vidéos, maintenant je vais me prendre une aspirine. Bobo la tête    !

  Moi pareil! Je me suis pris la tête avec ces histoires de viscosité, d'écoulement laminaire ou turbulent... mais je ne sais pas du tout si je suis sur la bonne piste.

Il n'y aurait pas, sur le forum, un physicien kayakiste qui pourrait nous éclairer?

Quelque part, j'aime bien l'idée : à un certain seuil (nombre de Reynolds), dans un fluide d'une viscosité donnée, la vitesse crée des turbulences qui te font ralentir, c'est la viscosité de turbulence, donc pas la peine d'accélérer puisque accélérer te ralentit!  (si j'ai bien compris)

[algopiedroit14]

vous placez très haut la pagaie !!! bon j'suis pas physicien, mais je pense qu'u moins 2 facteurs interagissent, la densité de l'eau (fonction de sa température) et la densité de l'air sec (idem) .... ces 2 éléments sont déplacés par le kayak en mouvement et offrent une résistance qui peut être ressenti par la puissance nécessaire pour la combattre (perso en kayak par manque d'expérience je n'ai pas encore pu ressentir cette différence mais en vélo parfois il est nécessaire de pédaler en descente pour ne pas s'arrêter même sans vent !!)

[gergy]

D'après moi, difficile de croire qu'un kayakiste puisse ressentir une variation de viscosité ...
Par contre, j'ai rencontré dans des descriptions de parcours une expression comme "le durcissement de l’eau avertira de l’imminence d’un seuil", mais c'est en rivière, et s'explique par le ralentissement du courant qui précède souvent un obstacle, ralentissement qui demande plus d'effort pour la même vitesse.

[basilic]

D'après moi, difficile de croire qu'un kayakiste puisse ressentir une variation de viscosité ...
Par contre, j'ai rencontré dans des descriptions de parcours une expression comme "le durcissement de l’eau avertira de l’imminence d’un seuil", mais c'est en rivière, et s'explique par le ralentissement du courant qui précède souvent un obstacle, ralentissement qui demande plus d'effort pour la même vitesse.

Même sensation en bordure mer quand on approche de la vase ou du sable, l'impression que le kayak "colle" au fond.

[ours]

vous placez très haut la pagaie !!!

Ce n'était pas du tout intentionnel.  Au départ je pensais juste recueillir des témoignages pour voir si ces sensations étaient partagées. Ensuite, c'est vrai qu'en cherchant à comprendre, c'est parti assez loin! 

Mais on peut revenir sur terre, sur l'eau je veux dire.

Et quand tu écris:

mais en vélo parfois il est nécessaire de pédaler en descente pour ne pas s'arrêter même sans vent !!

j'avoue que ça m'échappe (pourtant, j'en ai fait des kilomètres à vélo!!!)

[ours]

D'après moi, difficile de croire qu'un kayakiste puisse ressentir une variation de viscosité ...
Par contre, j'ai rencontré dans des descriptions de parcours une expression comme "le durcissement de l’eau avertira de l’imminence d’un seuil", mais c'est en rivière, et s'explique par le ralentissement du courant qui précède souvent un obstacle, ralentissement qui demande plus d'effort pour la même vitesse.

Même sensation en bordure mer quand on approche de la vase ou du sable, l'impression que le kayak "colle" au fond.

La profondeur d'eau interfère-t-elle sur la glisse? Est-ce un nouveau paramètre à ajouter aux précédents?
Pas plus tard que vendredi dernier, j'étais sur la Bienne, à l'intérieur d'un méandre où il y avait à peine 20 ou 30 cm de fond. Pagayage plus horizontal sans quoi la pagaie touche. Je remontais la rivière mais c'est une zone sans courant. Et pourtant j'ai eu tout à coup la sensation d'un courant opposé qui me faisait légèrement plus peiner. Dès que je suis revenu en eau plus profonde, cette sensation a cessé, la glisse est redevenue normale.

Bien sûr, il s'agit là de sensations fines, négligeables sur l'ensemble d'un parcours. Ces variations m'intriguent quand même, juste histoire de chercher à les comprendre.

[algopiedroit14]

en fait du courant il y en a toujours ... il est parfois imperceptible car compensé par exemple par un léger vent portant, mais le flux n'est pas laminaire, l'eau percute le fond et les rives et se déplace donc plus rapidement en surface et au milieu du lit ...
je suppose que le contournement des obstacles impose au fluide des frottements (les vagues ... proche d'un chaos) l'eau qui remonte l'obstacle vient percuter l'embarcation et la ralenti
dans les bouillons on sent le ralentissement puis l'accélération (de mémoire  )


pour les descentes en vélo parfois "scotchées",  la pression atmosphérique, la pollution de l'air, le taux d'hygrométrie, la température augmentent le poids du fluide à déplacer et le tout diminue l'aérodynamisme

[Jens78]

La profondeur d'eau interfère-t-elle sur la glisse? Est-ce un nouveau paramètre à ajouter aux précédents?

Ben oui : la coque, en se déplaçant, emporte de l'eau à le même vitesse qu'elle (couche limite), et il se produit un gradient de vitesses entre la coque (vitesse du kayak) et l'eau qui t'entoure. En fonction de la viscosité de l'eau, cette épaisseur de transition est plus ou moins grande. Si il n'y a pas assez de profondeur sous ta coque, l'eau qu'elle entraine, est "freinée" par le fond (on peut même apercevoir une trainée de limon), ce qui freine la coque.
Lorsqu'il y a du courant et peu de fond, le phénomène est accentué en fonction de son sens par rapport au kayak.


Mais quand une coque se déplace près de la surface d'un liquide, il y a aussi des déplacements transversaux et verticaux, dont les vitesses dépendent de la forme et de la vitesse de la coque. Plus la vitesse de la coque sera importante, plus les mouvements de liquide verticaux nécessiteront un fond important...


Une illustration simple : la vague qui apparaît au dessus du poisson quand il approche de la surface.

[ours]

La profondeur d'eau interfère-t-elle sur la glisse? Est-ce un nouveau paramètre à ajouter aux précédents?

Ben oui : la coque, en se déplaçant, emporte de l'eau à le même vitesse qu'elle (couche limite), et il se produit un gradient de vitesses entre la coque (vitesse du kayak) et l'eau qui t'entoure. En fonction de la viscosité de l'eau, cette épaisseur de transition est plus ou moins grande. Si il n'y a pas assez de profondeur sous ta coque, l'eau qu'elle entraine, est "freinée" par le fond (on peut même apercevoir une trainée de limon), ce qui freine la coque.
Lorsqu'il y a du courant et peu de fond, le phénomène est accentué en fonction de son sens par rapport au kayak.

Ben voilà une bonne explication!
Merci Jens

(sur ce point de la profondeur de l'eau, car sur le reste, on n'a pas fini...!)
 

[basilic]

merci Jens

[ours]

Pour tout vous dire, je suis un peu surpris que ce sujet ne suscite pas davantage de commentaires.

On serait sur un forum de ski, il paraitrait évident à tout le monde que la glisse dépend de la qualité de la neige, et on aurait des discussions infinies sur sa consistance, sa température, le fartage, etc....

Et là, s'agissant de la glisse sur l'eau, tout le monde fait comme s'il s'agissait d'un milieu homogène sur lequel n'agissent que des changements de formes (courants, vagues...), alors que, dans l'expérience, j'en suis sûr, on a tous eu ces sensations de variations de glisse comme le confirmait Nath78 au début de cette conversation:

je suis bien contente que quelqu'un aborde le sujet car oui, j'ai (souvent) aussi cette impression...
des "micro" contre courants ? autre ? ...

Le cas de la navigation en faible profondeur, évoqué par Gergy, Basilic et moi-même, et expliqué par Jens78 me semble très intéressant pour comprendre un phénomène sur lequel on ne s'attarde guère ordinairement. Et dans son explication, Jens fait bien allusion à la viscosité de l'eau:

En fonction de la viscosité de l'eau, cette épaisseur de transition est plus ou moins grande. Si il n'y a pas assez de profondeur sous ta coque, l'eau qu'elle entraine, est "freinée" par le fond (on peut même apercevoir une trainée de limon), ce qui freine la coque.

Cette viscosité n'interfère-t-elle pas d'autres manières sur la glisse?

[basilic]

Cette viscosité n'interfère-t-elle pas d'autres manières sur la glisse?

Surement que chaque jours de sorties, les lieux et conditions sont différents et que l'on fait moins attention qu'une descente de piste que l'on aura répétés dans un laps de temps beaucoup plus court. 

[Jens78]

Il y a une multitude de facteurs qui interfèrent sur la qualité de la glisse : la viscosité du milieu (liée à sa composition : salinité, teneur en sédiments ou algues, sa température), sa vitesse relative (courant, contre courant) et matériau de la coque.
Ce dernier élément a une influence importante, car il détermine la surface de contact avec le milieu (un PE rayé et plein d'épluchures freinera plus qu'une belle coque en fibre ou en bois bien lisses)


Il y a aussi un paramètre qui influe sur le rendement d'une coque : c'est son assiette. La proue trop enfoncée pousse l'eau, une poupe trop enfoncée traine de l'eau. Sur un kayak il n'en faut pas beaucoup pour modifier l'assiette : il suffit juste de pencher un peu le buste en avant ou en arrière.


Je pense avant tout que la glisse est avant tout une affaire de sensations. Avec le toucher et le retour d'effort on évalue la puissance que l'on met pour se mouvoir, les différents muscles nous renseignent sur notre position, mais c'est essentiellement la vue qui nous permet d'évaluer la qualité de la glisse. Soit par rapport a des repères "solides" (fond de l'eau, rive), soit par rapport au repère mouvant et trompeur qu'est la surface de l'eau. Qui peut évaluer la vitesse du courant en ne fixant que la surface de l'eau ? Il faut avoir un repère immobile par rapport à l'eau (flotteur suffisamment immergé pour ne pas avoir de prise au vent).


Pour ce qui est de la "consistance" de l'eau, le profil de la pale de la pagaie aura une importance prépondérante. Les pales en dièdre sont réputées faciles : elles sont dessinées pour se placer toutes seules dans l'eau. Les pales plus plates seront nettement plus ingrates. Elles donneront une meilleure impression d'"accrochage" dans l'eau, mais une mauvaise incidence se traduira immédiatement par une coup d'un mauvais rendement, provoquant un ralentissement qui se traduira par une résistance plus importante au coup suivant.


Une passée trop longue fera que la pagayeur soulèvera de l'eau, donnant l'impression d'avoir fourni un plus gros effort pour un coup au rendement somme toute assez faible...

[benoit747]

Quelques réflexions susceptibles de provoquer des nœuds supplémentaire à votre cerveau :

Niveau viscosité, je crois que celle de l'eau n'évolue pas en fonction de la température.   

Niveau ressenti, face aux vaguelettes sur un lac j'ai l'impression d'avancer vite car les vagues tapent le bateau et éclabousse, alors que dans dos aux vaguelette, on a une impression de flou et comme on se déplace moins vite que les vagues on peut même avoir l'impression d'être scotché sur place .... alors qu'au gps on navigue plus rapidement qu'avec les vagues de face.

Concernant les faibles niveaux d'eau, je peux faire un parallèle avec les avions modele réduit. Arrivé à 50 cm du sol, l'air repoussé vers le bas par l'aile forme un coussin d'air et l'avion semble pendant un temps refuser de descendre.
il y a peut être un phénomène équivalent sous nos kayaks, une "surpression qui freinerait le bateau lors des navigation par faible profondeur.

concernant la salinité et la température :
je mes suis inspiré de ce site :
http://lecalve.univ-tln.fr/oceano/fiches/fiche3C.htm

Salinité et temperature jouent sur la densité de l'eau, et cette densité va influer sur la ligne de flottaison de votre bateau.
entre eau douce et eau salée, la différence de densité est de 2.5%
entre eau chaude (30°C) et eau froide on à 0.2%..... on va donc négliger ce paramètre

donc si votre kayak s'enfonce de 10cm dans l'eau douce, il ne s'enfoncera que de 9.75cm dans l'eau de mer ....... influence ?

bon courage   

[ours]

Niveau viscosité, je crois que celle de l'eau n'évolue pas en fonction de la température.   

Si, un peu quand même, d'après le graphique ci-dessous. Dans la fourchette de températures qui nous intéresse, disons entre 15° et 25°, la variation est proportionnellement assez importante. C'est théorique, car concrètement je ne me rends pas compte de ce que ça représente.

Ceci dit, je suis tombé sur un site d'aviron assez pointu, et clairement, en compétition de haut niveau, ce facteur de viscosité / température de l'eau est pris en compte pour la qualité des performances.

C'est ici http://avironplaisirpassion.free.fr/technique/l-entrainement_dossier_expres/relation_vitesses_bateau_ergo_entrainement.html

Voici quelques extraits qui concernent bien, je crois, notre sujet :

"je détaille plus loin comment la température peut influencer encore les résultats, ce qui explique des écarts que la seule différence de puissance athlétique n'explique pas entre les jeux olympiques et les grandes courses internationales souvent organisées dans des eaux de température différente, et les courses habituelles dans nos régions, ou parfois on retrouve les mêmes rameurs"

"Il y a d'autre inconnue: la salinité de l'eau.La viscosité de l'eau augmente aussi avec sa charge solide, alors ce qui a été estimé plus haut peut être influencé par le fait que la charge solide est plus importante en hiver qu'en été (eau sale) Je suis allé me tester dans des eaux mortes où la température est basse mais ou la charge solide décante. à mon avis, les performances diminuent dans de l'eau sale; genre portion de canal d'eau boueuse. à ce moment les mesures sont de plus perturbé par le courant."

"- Kayak de haut niveau: le test 2000 se fait en 7'40 pour les meilleurs, en hiver, mais au 1000m, couru en été, les temps sont de l'ordre de 3'25. la moitié de 6'50, et en supposant -20% puissance, soit - 10% car c'est 2 fois plus court et -10% encore par ce que l'entraînement n'est pas le même (une variation de plus de 10% serait peu probable en haut niveau),  cela ferait tout de même 7'15 pour un test 2000 en même conditions de glisse, Il reste un écart de l'ordre de 3/1000 par degré entre l'hiver été qui s'explique sans doute par la viscosité de l'eau; 7'40 en hiver  vaudrait 7'15 sur eau chaude. Dans cette hypothèse grossière, si été hiver sont séparés de 20° eau, cela ferait 3/1000 par degré en variation de vitesse. "

Je ne me prends évidemment pas pour un kayakiste de haut niveau, mais il ne me semble pas invraisemblable qu'un facteur qui joue pour un sportif de haut niveau puisse être aussi, par moments, ressenti par un kayakiste ordinaire...