Hypothèse 5 : Les courants de convection

Introduction

Les courants de convection se définissent comme les déplacements de l'air liés aux échanges thermiques.

Cette agitation thermique et l’ensemble des phénomènes qui s'y rattachent répondent aux lois de la mécanique des fluides et de ses disciplines associées. Cependant, les écoulements des fluides sont régis par des processus chaotiques si complexes que toute approche théorique, aussi fine soit-elle, nécessite systématiquement une confirmation expérimentale.

La convection nous apparait donc comme l'hypothèse classique la mieux à même d'expliquer les observations rapportées par les pratiquants de la télékinésie. Mais observer les mouvements de convection n'est pas une chose aisé et à la difficulté théorique s'ajoute donc la difficulté pratique.

Fort heureusement les problématiques de mesure de vitesse dans des écoulements de fluide occupent les ingénieurs et le physiciens depuis de longues années et ces derniers ont développé et perfectionné de nombreuses techniques. L'une d'entre s'avère tout particulièrement adaptée à la problématique qui nous occupe : la Vélocimétrie par Imagerie de Particules ou VIP.

La Vélocimétrie par Imagerie de Particules

La VIP (ou PIV en anglais) est une méthode de mesure de vitesses non invasive basée sur l’analyse d'images vidéo.

Son principe repose sur l'illumination par un rayonnement laser d'une fine couche d'un mélange composé du fluide étudié et de particules microscopiques réfléchissantes. Lorsque les particules coupent le plan d'observation, elles réfléchissent une partie de la lumière qui est alors captée par une caméra vidéo.

Dans un second temps, le traitement informatique des images par des logiciels spécifiques permet d'effectuer l'intercorrélation de deux fenêtres issues de deux images consécutives et de déterminer le déplacement des particules situées dans cette zone. Une fois les correspondances établies, le logiciel est en mesure de calculer la distance parcourue par les particules dans l'intervalle de temps qui sépare les deux images. La distance et le temps étant alors connu, la vitesse et la direction le sont aussi. Compte tenu de la fréquence de prise de vue (entre 30 et 50 images/secondes) et de la résolution des capteurs modernes la VIP est un outil très fiable et très précis qui s'est imposé dans l'industrie et la recherche.

Compte tenu du fait que les vitesses observées sont très faibles les moyens électroniques classiques (anémomètres à fil chaud principalement) ne sont pas adaptés ici. Par ailleurs même miniaturisés ces équipements sont susceptibles de perturber les écoulements et de biaiser les mesures.

Dans l'approche expérimentale de la télékinésie, c'est donc la technique de la VIP qui s'est imposée pour l'étude précise des écoulements d'air autour des mobiles.

Collecter les données VIP

A ce jour le LAPDC dispose de deux dispositifs expérimentaux permettant de collecter des données : une cabine PIV et un banc PIV portatif.

La cabine PIV

La cabine PIV est une petite pièce dans laquelle il n'y a de place que pour un seul expérimentateur ; une chaise permet de s’asseoir devant une base sur laquelle sont disposés les éléments requis pour l'expérience (ce qui inclus un ou plusieurs mobiles).

Un module laser (50 mw, 532 nm) équipé d'une lentille cylindrique génère une ligne et dessine un plan d'observation parallèle à la base du mobile et distant de quelques millimètres. Une gaine d'admission fixée sur les parois de la cabine diffuse les particules de vapeur émises par une machine à fumée et située à l’extérieur de la cabine.

Durant le déroulement de l’expérience, la cabine est plongée dans l'obscurité afin d’augmenter le contraste de l'image.

AVANTAGES DE LA CABINE VIP

• Permet aux expérimentateurs les moins expérimentés de pratiquer la TK en conditions controlées.
• Permet l’organisation de sessions expérimentales en groupe.
• Décharge l'expérimentateur des contraintes expérimentales (présence d'un opérateur).

INCONVÉNIENTS

• Installation difficilement transportable
• Confine les mouvements de convection mais ne les isole pas complètement
• Expose les expérimentateurs à des conditions inhabituelles

Le Banc Portatif VIP

Le banc portatif VIP a été conçu pour permettre aux tkistes les plus expérimentés mais qui ne peuvent pas se rendre à Poitiers de pouvoir néanmoins fournir des données expérimentales exploitables.

Il se présente sous la forme d'un boitier en polycarbonate à l’intérieur duquel on dispose le mobile cible. Sur l'une des parois se fixe une potence recevant la caméra miniature qui capte les images formées par un module laser adapté au dispositif. L'ensemencement en particules de fumée est assuré ici par la combustion d'un bâtonnet d’encens.

AVANTAGES DU BANC PVIP

• Installation mobile qui permet la collecte de données auprès des TKistes les plus éloignés.
• Permet au TKiste d'expérimenter dans un environnement familier.
• Niveau de confinement ajustable.

INCONVÉNIENTS

• Oblige les expérimentateurs à modifier leurs conditions de pratiques habituelles
• Expose l'expérimentateur à la gestion des contraintes expérimentales.

Méthodologie

L'adaptation des techniques PIV dans le cadre de l'étude de la télékinésie a demandé près d'un an de travail aux chercheurs du LAPDC. Ce site n'étant pas dédié aux spécialistes de la VIP nous ne traiterons pas ici l'ensemble des détails techniques de la VIP (article en cours de rédaction) mais nous aborderons en revanche tous les aspects méthodologiques.

• 1) Analyse des écoulements de flux en situation de contrôle.
• 2) Analyse des écoulements de flux lors d'une séance de télékinésie et en situation de contrôle.

1. Analyse des écoulements de flux lors d'une séance de contrôle

2. Analyse des écoulements de flux lors d'une séance de télékinésie

Déroulement d'une expérience