Article mis à jour le 12/01/2013
Je vous l'avais promise, la voici :
Vue globale de la machine en position d'arrêt
Vue globale de la machine en position de fonctionnement (en rouge, l'axe moteur) .
Ma nouvelle machine prévue pour fonctionner immergée au moins jusqu'à l'axe.
Une maquette me paraissant plus explicite qu'un dessin, j'en ai réalisé une avec les moyens du bord; si on devait réaliser une vraie machine, il faudrait des réservoirs cylindriques plus nombreux et de plus grand diamètre afin qu'ils se touchent presque.
Principe de fonctionnement :
La machine est constituée d'un certain nombre de réservoirs cylindriques télescopiques, qui, en variant de longueur varient de densité.
Les réservoirs sont reliés à leurs extrémités, par l'intermédiaire de soufflets à deux disques creux contenant de l'air, et mettant en communication l'ensemble des réservoirs, disques qui sont reliés par un axe comportant des joints homocinétiques à ses extrémités.
À l'arrêt, les deux disques creux sont parallèles, et par voie de conséquence, tous les réservoirs sont de même longueur.
Vue de dessus à l'arrêt : tous les réservoirs ont la même longueur.
Pour démarrer la roue, on fait pivoter le bras support où est fixé l'axe d'un des disques creux, qui n'est donc plus parallèle à l'autre, ce qui induit que certains réservoirs s'allongent et que d'autres se raccourcissent.
Vue de dessus, en position de marche, mettant en évidence la différence de longueur des réservoirs.
Les réservoirs les plus longs ayant un volume plus grand pour une masse identique à celle des réservoirs les plus courts sont d'une densité moindre, (et déplacent un volume plus grand d'eau), donc ils montent vers la surface, tandis que les réservoirs les plus courts descendent vers le fond, ce qui entraîne la rotation de la roue.
On peut facilement sur une telle machine faire varier la vitesse en faisant varier l'angle entre les deux disques, ou inverser son sens de rotation en inversant cet angle.
On peut considérer tout simplement que cette machine fonctionne selon le principe d'Archimède, mais une analyse approfondie permet de tirer d'autres conclusions très intéressantes du point de vue physique :
Dans l'eau, le champ gravitationnel est comme inversé pour les objets de densité inférieure à l'eau; cet effet est utilisé pour l'entraînement des spationautes pour simuler l'apesanteur. Les réservoirs les moins denses se trouvent donc "attirés" vers le haut, les plus denses étant "attirés" vers le bas.
À l'intérieur de la machine, par contre, le champ gravitationnel n'est pas inversé, mais d'une part l'air est très léger, et d'autre part, les réservoirs diminuant de longueur sont placés au dessus du plan horizontal passant par l'axe de la machine, tandis que les réservoirs s'allongeant sont placées en dessous de ce même plan, ce qui fait que les réservoirs refoulent l'air vers le bas.
On note également que l'eau déplacée par les réservoirs "montants" est déplacée vers le bas, tandis que l'eau déplacée par les réservoirs "descendants" est déplacée vers le haut; la différence entre la masse d'eau déplacée vers le bas et celle déplacée vers le haut explique le fonctionnement de la machine, conformément aux lois de la thermodynamique.
Aux petits malins qui penseraient pouvoir faire tourner cette machine en sens inverse, en la remplissant d'eau, et en la laissant au sec, ils auraient la désagréable surprise de voir la machine rester immobile, car les réservoirs qui devraient se raccourcir se trouveraient dans la partie inférieure de la roue, et devraient refouler l'eau qu'elle contient vers les réservoirs situés plus haut, ce qui demanderait une énergie égale à celle censée être délivrée par la machine, d'où son immobilité.
Je dois aussi ajouter que théoriquement, la machine devrait rester immobile, plongée dans l'eau, car la pression de l'eau à l'extrémité des réservoir (quelque soit la forme de cette extrémité) devrait empêcher les réservoirs de s'allonger. Mais comme l'extrémité des réservoirs est ouverte, et reliée par un soufflet au disque creux, la pression de l'eau ne peut pas s'opposer à l'allongement du réservoir.
Il ne faut pas penser pour autant qu'on échappe à une loi physique (la pression de l'eau est toujours présente), mais par un artifice de construction, on annule l'effet de cette loi physique qui devrait empêcher la machine de tourner.
La construction de la machine peut être simplifiée par rapport à la maquette, en ne mettant un disque creux que d'un côté, et en mettant des réservoirs ne s'allongeant qu'à l'une de leurs extrémités, une extrémité étant ouverte et reliée au disque creux par un soufflet, l'autre étant fermée, mais toutefois reliée par un soufflet (indispensable) à un disque plein, la machine ne comportant pas de disque central.
Cette machine pouvant démontrer de façon sûre et certaine la possibilité d'un mouvement "perpétuel" sans contrevenir à aucune loi physique connue, contrairement à ce qu'avait prétendu Laplace, je compte m'en servir pour postuler au Prix Nobel de physique 2013.
