Aujourd’hui, la technologie hydraulique est largement disponible et profite à tous ceux qui prennent une douche, irriguent un jardin ou éteignent un incendie. Cependant, aux XVIIe et XVIIIe siècles, un débit d’eau constant sans perturbation des chutes de pression constituait une avancée majeure. En 1666, alors que les pompiers à godets constituaient encore la meilleure ligne de défense, le grand incendie de Londres détruisit presque tous les bâtiments en bois denses de la ville. La catastrophe a détruit des centaines de milliers de maisons et des dizaines d’églises, soulignant la nécessité de meilleures méthodes et équipements de lutte contre les incendies.

Le camion de pompiers Newsham de 1725 a inspiré l'auteur à étudier l'effet Windkessel, capturant la physique derrière la technique durable du débit d'eau constant sous pression. Crédit photo : Image gracieuseté de la Colonial Williamsburg Foundation

Innovation incendie

L'invention du « ver suceur d'eau », un tube en cuir fixé à une pompe à eau actionnée à la main, a constitué une avancée historique. Plus tard vint le Windkessel, une chambre située au fond d'un chariot en bois qui comprimait de l'air et pompait continuellement de l'eau à travers un tuyau pour créer un flux d'eau constant.

Inspiré par un camion de pompiers de 1725, l'auteur a publié un article dans l'American Journal of Physics publié par AIP Press, analysant l'effet Windkessel dans des chambres à pression pour capturer la physique derrière cette technologie largement utilisée et durable.

L'auteur Trevor Lipscombe a déclaré : « De nombreux problèmes de physique fascinants sont cachés dans des livres et des articles d'il y a des siècles ! Récemment, nous avons étudié comment appliquer la mécanique des fluides de base aux systèmes biologiques et avons découvert une nouvelle méthode dans une revue médicale. Une description courante : le cœur ressemble à un Windkessel, ce qui soulève la question : qu'est-ce qu'un Windkessel exactement ? Le camion de pompiers de Newsham."

Équipement de physique et d'incendie

Pour déterminer quels facteurs ont eu le plus grand impact sur l'effet Windkessel, les auteurs ont comparé les conditions initiales de la chambre, la vitesse à laquelle le parc de seaux était rempli (volume entrant), la durée de montée en pression et l'effet sur le débit de sortie.

"Les physiciens qui étudient le modèle de Loftin ou le camion de pompiers de Newsham veulent comprendre les aspects scientifiques fondamentaux impliqués, simplement parce qu'ils sont là. C'est la partie amusante de la physique. C'est aussi un aspect de l'enseignement", a déclaré Lipscomb. "Notre article construit un modèle simple qui montre comment fonctionne un camion de pompiers Newsham. Nous répondons dans une certaine mesure à la question : "Quand vais-je utiliser cette chose ?"

Ensuite, les auteurs envisagent d'étudier le Windkessel physiologique impliqué dans le système cardio-aortique.

"La connaissance de la loi de Bernoulli, de la loi des gaz parfaits et de l'expansion isotherme sont les trois éléments que nous avons utilisés pour construire un modèle permettant d'explorer le fonctionnement de cet appareil", a déclaré Lipscomb. "Mais si nous pouvons mieux comprendre le système, nous pouvons étudier ces paramètres importants et voir comment leur modification améliorera le dispositif."

Source compilée : ScitechDaily