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Un arroseur de jardin qui aspirerait l’eau au lieu de la cracher : dans quel sens tournerait-il, ou ne tournerait-il pas du tout ? La question a résisté près de quarante ans, depuis que le physicien Richard Feynman l’a rendue célèbre en racontant ses propres expériences ratées. Une équipe de mathématiciens vient d’y répondre, et elle l’a fait avec des arroseurs « idiots », ces modèles à boucles et spirales qui arrosent les pelouses de travers.
Une fusée retournée
Le verdict tient dans une image. Un arroseur classique tourne comme une petite fusée : l’eau jaillit des bras et les repousse. L’arroseur inversé, lui, se comporte comme une fusée retournée, avec des jets qui se rencontrent à l’intérieur, là où les bras se rejoignent.
Ces deux jets internes entrent en collision, mais jamais tout à fait de face. Ce léger décalage suffit à créer une force qui fait tourner l’appareil à l’envers, environ cinquante fois plus lentement qu’un arroseur ordinaire. Les chercheurs, menés par Leif Ristroph à l’Institut Courant de l’université de New York, appellent cela la théorie du flux de quantité de mouvement.
Ce que les arroseurs « idiots » ont prouvé
Une première étude, en 2024, avait esquissé la réponse sur des arroseurs classiques en forme de S. Restait un doute : des formes plus tarabiscotées donneraient-elles un autre résultat ? C’est là qu’interviennent les arroseurs « idiots », fabriqués sur mesure avec des tubes courbés dans tous les sens.
Testés en marche avant puis en aspiration, ils ont permis de mesurer la rotation, les flux et le couple exercé sur l’appareil. Deux vieilles théories rivales tombent : celle d’Ernst Mach, au XIXe siècle, qui misait sur le sens du tourbillon, et celle attribuée à Feynman, centrée sur l’eau qui longe l’extérieur des bras. Ni l’une ni l’autre ne collait aux mesures. La théorie du flux de quantité de mouvement, elle, vaut pour toutes les formes et dans les deux sens. Les travaux paraissent le 13 juillet 2026 dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences.
À retenir
- Le problème de l’arroseur inversé, rendu célèbre par Feynman, opposait les physiciens depuis des décennies.
- L’arroseur qui aspire tourne bien, à l’envers et environ cinquante fois plus lentement qu’un arroseur classique.
- La rotation vient de deux jets internes qui se percutent sans se faire face, comme une fusée retournée.
- La théorie du flux de quantité de mouvement, vérifiée sur des formes variées, écarte deux explications concurrentes.
Pourquoi ça compte
Au-delà de la pelouse, comprendre comment un fluide qui entre ou qui sort met une pièce en mouvement aide à concevoir de meilleures turbines, ces machines qui transforment un écoulement en énergie. Une devinette d’apparence enfantine finit par éclairer l’ingénierie des fluides.
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Article créé en collaboration avec l’IA.
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