Visualisations, méthodes qualitatives ou quantitatives ?
Mécanique des fluides - Visualisation : introduction

La physique, en général, ne se satisfait pas d’une approche qualitative. La question de la « noblesse » des méthodes de visualisation s’est donc posée très tôt. En dehors de toute polémique, la vraie question à poser est plutôt la suivante : quelles grandeurs physiques peut-on mesurer à l’aide d’une image de visualisation ? Une première réponse peut être trouvée dans les travaux de Reynolds (voir encadré historique) : certes, observer un flux de colorant dans un écoulement d’eau et mettre en évidence des tourbillons est éminemment qualitatif ; mesurer soigneusement les paramètres caractéristiques d’un changement de régime observé est déjà tout à fait quantitatif !

En effet, cette question apparemment insidieuse conduit à un autre mode de classement des méthodes de visualisation que l’approche phénoménologique des paragraphes précédents ; quatre grandes familles se dégagent.

L’observation est qualitative, mais permet de mettre en évidence clairement un phénomène (c’est l’approche de Reynolds). La mesure des grandeurs physiques n’est pas réalisée à partir de l’image, mais sur l’écoulement lui-même (vitesse, débit, dimension caractéristique...). La visualisation apporte une information qualitative, mais corrélée à une démarche quantitative. La détection des conditions de transition laminaire-turbulent en un point d’une aile rentre dans cette catégorie.

 L’observation d’un phénomène conduit à une mesure, sur l’image, d’un paramètre « géométrique » caractéristique de l’écoulement : position d’une onde de choc en régime supersonique, position du centre d’un tourbillon, profondeur d’interaction entre deux jets... Dans ce cas, la visualisation devient quantitative.

 L’observation d’une variation d’indice sous forme ombroscopique, strioscopique...