Cavitation incontrôlée




L'effondrement d'une bulle de vapeur déclenche l'effondrement d'autres bulles.




Le mécanisme d'érosion par cavitation est très complexe. En fait, dans la littérature, il est possible de trouver différentes théories sur les causes de ce processus.

Une première théorie sur l'évolution du processus érosif stipule que, lorsqu'une bulle unique implose dans une zone de fluide éloignée des parois, son effondrement se produit symétriquement.

Le fluide environnant tend à occuper rapidement les zones libérées par l'effondrement de la bulle.

Ce mouvement du fluide induit une onde de pression de forte intensité qui se transmet rapidement à travers le liquide environnant.

L'énergie élevée transmise aux parois environnantes peut entraîner l'érosion du matériau sous l'effet de la fatigue.

Selon une autre hypothèse, cependant, lorsque la bulle est proche de la paroi latérale, son effondrement se produit de manière asymétrique.

La vitesse de condensation plus élevée du côté opposé à la paroi induit la formation d'un jet de liquide à grande vitesse qui fend la bulle de vapeur et heurte la paroi elle-même.

L'énergie transmise suite à cet impact peut, au fil du temps, entraîner l'érosion du matériau sous l'effet de la fatigue.

L'effondrement d'une bulle de vapeur déclenche l'effondrement d'autres bulles.

Dans de nombreux dispositifs, on a observé que des dommages par cavitation se produisent dans des zones très localisées, par exemple dans la roue d'une pompe.

Ce phénomène résulte souvent de l'effondrement périodique d'un nuage de bulles de cavitation.

Dans la quasi-totalité de ces cas, l'effondrement constant du nuage peut provoquer un bruit beaucoup plus intense et un risque de dommages plus élevé qu'un écoulement non périodique similaire.

De ce fait, les dommages sont plus importants à la surface solide proche du point d'explosion du nuage.

La question de savoir si les dommages par cavitation sont causés par des micro-jets, des ondes de choc, ou les deux, fait l'objet de débats depuis de nombreuses années.

ependant, même après la rupture causée par le micro-jet, on se retrouve avec un nuage de petites bulles résiduelles qui continueront à s'effondrer collectivement.

Même s'il ne s'agit plus d'une bulle unique, ce nuage résiduel conservera le même comportement dynamique qualitatif que la production éventuelle d'une onde de choc.