Cette synthèse décrit et résume les travaux menés sur le projet Au cœur du Vortex pendant l’été 2007 en animation et en recherche pro. Propositions, bibliographie, réflexions et description des lieux où sont rangés documents et matériel.Les photos et figures du document original écrit sous OpenOffice ne sont pas passées sous cette interface. Ne subsiste que le texte.

Introduction

Ce court document dégage les différentes pistes explorées pendant mon temps d’animation et de recherche consacré au camp Au Cœur du Vortex de l’association Objectif Sciences. Ce sujet devient rapidement compliqué car la physique impliquée est celle de l’étude des turbulences. Peu de documents sérieux sont disponibles et demandent un niveau élevé de compréhension de la physique des fluides. Seuls les axes majeurs sont présentés dans ce document, mais l’intégrité du travail effectué se situe dans l’ordinateur de la salle géologie du site de Prabouré sous le répertoire /home/univers/univ-géol_2007/Vortex 2007. Là se situent non seulement les documents de Recherche pro mais aussi le travail réalisé avec les adolescents durant le mois de juillet (article, carnet de bord, photos, réflexions, retransmission).
Pour rappel, l’eau formant l’axe central du Livre Blanc de la famille Univers, le projet du camp Vortex est de réaliser une machine à vortex centripète permettant de produire de l’eau potable à partir d’eau polluée par toutes sortes de composants. Etant donné l’inexistence d’études et de projets sérieux à ce propos précis, il s’agit d’un véritable défi pour l’association

I. Recherche bibliographique

La prochaine étape du projet Vortex est d’effectuer des mesures stables et vérifiables par répétition afin de dégager des caractéristiques sûres sur la formation d’un vortex. Pour interpréter les différentes séries de mesures envisagées, qui seront détaillées dans un prochain chapitre de ce document, il est en effet nécessaire de posséder un minimum de connaissances théoriques. La maîtrise de ces dernières étant un autre débat, étant donnée la complexité des équations décrivant un phénomène turbulent en 3 dimensions tel que le vortex d’eau.
Le document le plus sérieux est le cours de l’Ecole Polytechnique des professeurs Jacquin et Tabeling disponible sur le net et téléchargé en format pdf : « Turbulences et tourbillons ». La thèse de Patrice Meunier « Etude expérimentale de 2 tourbillons corotatifs » est surtout intéressante pour son côté expérimental. Une machine à vortex a en effet été élaborée pour ce travail de recherche. Même si cette machine n’a pas d’autre but que de créer 2 tourbillons, le matériel utilisé, les difficultés rencontrées se rapprochent de notre travail.
Curieusement, le vortex semble avoir été très à la mode au milieu du XVIII^e siècle pour le phénomène en lui-même. Ensuite, nos documents contemporains abordent le sujet selon le point de vue aéronautique où les tourbillons sont un problème à éliminer. Les recherches menées de nos jours sur le vortex en tant que source d’énergie ou de filtration de l’eau sont plutôt engagées sous un angle ésotérique et dérapent rapidement. On peut toutefois noter les sites internet du chercheur Jean-Louis Naudin http://quanthomme.free.fr/ et http://jnaudin.free.fr/html/vtxtech.htm. Ce dernier dirige un institut des énergies nouvelles, le GIFNET. Ses travaux sont évidemment controversés mais constituent le plus sérieux dans ce domaine pouvant rapidement déraper. Le laboratoire de Naudin a reçu la visite de Kofi Anan , ancien Secrétaire Général de l’ONU, en 2005.
Concernant le travail effectué au sein d’ Objectif Sciences, la retransmission, le carnet de bord et l’article en ligne du séjour du 15 au 29 juillet sont les plus aboutis.

II. Mesures à effectuer dans le futur

Les mesures à notre portée pour le moment concernent le vortex lui-même et ensuite son effet sur la filtration d’une eau sale injectée dans une machine à vortex.
Il serait intéressant de pouvoir mesurer la vitesse de rotation, le diamètre, la longueur, la largeur du vortex, sa turbidité ainsi que la pression et la température y régnant. Enfin disposer d’outils de mesures chimiques performants afin d’évaluer les effets de la machine vortex autrement qu’à l’œil nu. Pour cela l’achat de stroboscope, de i-buttons, de turbidimètre à infra-rouge ou d’un logiciel type Regressi pour exploiter scientifiquement des vidéos de la machine à vortex serait bienvenu.
Pour vérifier la thèse de Schauberger selon laquelle un potentiel électrique existe au centre du vortex, il faudrait réfléchir à l’adaptation d’un multimètre de précision, voire d’un oscilloscope numérique à mémoire. Si nous arrivons à maîtriser le diamètre du vortex, il sera alors possible de placer 2 sondes en opposition sur la lèvre du vortex. En reliant ces sondes au multimètre, nous pourrons vérifier ou infirmer l’existence d’un potentiel électrique.

III. Pistes à explorer pour l’avancement du projet Au Cœur du Vortex

La machine à vortex dont dispose Objectif Sciences crée, malgré les problèmes, un vortex. Et c’est déjà beaucoup ! Toutefois, afin d’étudier différents prototypes, l’idéal serait de réaliser à l’échelle exacte des maquettes d’expérimentation. Ceci afin d’éviter du gâchis de matériel et d’argent. La difficulté de cette option réside toutefois dans les difficultés d’approvisionnement, le temps de recherche pour trouver ce matériel miniature. Mais surtout la rigueur exigée par ce genre de démarche difficilement imposable à mon avis à des adolescents qui viennent avant tout pour s’amuser.

Plusieurs choix s’offrent à nous :

Pour les raisons évoquées dans mon Journal de bord de recherche, le choix 1) ne me semble pas judicieux pour des raisons de contraintes mécaniques et de consommation d’énergie. L’utilisation de piscines restant plusieurs semaines à l’extérieur entraîne une perte de temps importante à le gonfler et les réparer.
Le choix 2) est toutefois envisageable en aménageant un site définitif dédié au vortex où la construction de bacs distributeurs et rétenteurs d’eau en dur serait possible. En injectant l’eau dans le tube par gravité d’une hauteur suffisante, avec éventuellement un rail hélicoïdal de guidage, il devrait être possible de créer un vortex sans utiliser de pompes. Dans la retransmission du séjour du 15 au 29 juillet est évoquée la piste des entrées alternées plébiscitée par les participants. Personnellement, je ne crois pas à cette amélioration car le vortex se formera mieux je pense avec un flot homogène s’injectant au même niveau dès le départ. La gravitation étant à utiliser au maximum, il faut essayer d’envoyer la plus grande masse d’eau possible au même moment. La machine actuelle doit donc être modifiée surtout au niveau de l’injection d’eau.
Mon option préférée est la 3^e. Je penche pour la création d’un nouveau prototype en commençant par une maquette. La formation du vortex se fait avec un agitateur magnétique, ce qui permettra de s’affranchir de l’utilisation de pompes mais aussi de contrôler le vortex et d’obtenir toujours le même. En effet, les « caprices » des pompes de la machine existante font que le débit des pompes est irrégulier et difficile à synchroniser. Le vortex n’est donc pas exactement le même. De plus, le vortex de la machine existante a sa partie d’air centrale qui forme une sinusoïde au lieu d’être bien vertical et rectiligne. Ceci est dû je pense à une mauvaise verticalité du tube.
De plus, utiliser un agitateur magnétique puissant permettrait de créer facilement des vortex en utilisant différents diamètres et longueurs de tube. Ce qui serait évidemment plus souple que l’option actuelle.
Un grand intérêt serait de ne pas se cantonner à créer toujours le même vortex, mais de partir sur des bases suffisamment solides pour en définir les caractéristiques, et les maîtriser suffisamment pour être capable de produire des vortex à diamètre, taille et vitesse de rotation contrôlables. En effet, le défi réside dans le fait qu’il faille nettoyer l’eau mais sans en dégager tous les éléments, notamment les oligo-éléments et minéraux. Le but est d’obtenir de l’eau potable et non de l’eau distillée impropre à la consommation. Mes connaissances en chimie ne sont pas assez étendues pour prévoir, mais cela me semble une difficulté prévisible pour le projet. En effet, si nous supposons que le vortex agit selon le diamètre des particules et selon sa vitesse de rotation, il serait très difficile d’effectuer une séparation des bons éléments des mauvais s’ils ont la même taille, même microscopique.
Le but dans l’optique de filtration que nous visons étant à mon avis d’être capable de créer une vitesse de rotation centripète maximale avec le moins d’énergie possible.

IV. Machines créées par d’autres

Vortex à Ahlbeck en Allemagne :
Cette machine est visible dans un parc de cette ville. Malheureusement, je n’ai pas pu déterminer lequel ni qui l’avait construit.

Vortex dans le jardin d’Alnwick Garden, Northumberland, GB :
Cette machine, selon le commentaire associé à la photo, consiste à créer un vortex en remplissant à ras bord un gros bol de métal inoxydable. Toutefois aucune information n’est disponible à propos du système de siphon permettant de créer ce magnifique vortex qui semble de gros diamètre. J’ai envoyé un message au contact offert par le site web de ce jardin afin d’obtenir photos supplémentaires ou/et coordonnées du fabricant, sans succès hélas. Il ne reste plus qu’à envoyer là-bas les participants du camp Vortex !

Dans le commerce... :
Une machine commercialisée dans un but de filtration de l’eau existe également, le Vortex Plus Water Purifier. Cependant, le vortex n’est pas utilisé dans un but de filtration de l’eau proprement dit mais dans la croyance au supposé effet de « ré-énergisation » et de « réjuvénation » induit dans une eau passant par un vortex. Sans commentaire...

V. Matériel nécessaire pour la machine d’ Objectif Sciences :

La machine actuelle réclame pour sa mise en place :
 2 piscines bleues de capacité 1000 l environ : 1 pour l’injection d’eau à filtrer, l’autre pour recevoir l’eau filtrée.
 1 piscine grise de capacité 500 l environ : piscine servant à recueillir les impuretés de la partie centrale du vortex.
 3 pompes rouges de débit 1500l/h (à vérifier car irrégulier. Notices des pompes introuvable) servant à injecter l’eau dans le tube par les 3 entrées tangentielles latérales.
 2 pompes vertes à débit indéterminé servant à remonter l’eau des 2 piscines du bas vers la piscine du haut.
 1 petite pompe bleue inutilisée cette année.
 1 aspirateur pour gonfler les piscines.
 1 rallonge à rouleau pour amener le courant jusqu’à la machine.
 1 rallonge multiprise pour brancher les pompes.
 3 tuyaux flexibles blancs avec adaptateur noir se branchant sur chaque pompe d’injection
 1 tuyau flexible blanc simple à brancher à la sortie d’« eau sale ».
 1 tuyau flexible blanc muni d’une fourche se branchant sur chaque sortie latérale d’« eau propre ».
 1 tuyau flexible bleu servant à éventuellement renvoyer l’eau des piscines du bas vers les piscines du haut.

Les piscines commencent à souffrir des années d’usage et sont perforées en de multiples endroits.
Les tuyaux flexibles sont rangés dans le garage adjacent aux salles Univers. Les piscines et les pompes sont rangées dans le placard du couloir des salles Univers.

Conclusion

Il sera nécessaire d’investir dans du matériel pour des maquettes, pour une machine à taille réelle mais aussi pour effectuer des mesures. Le choix peut aussi être de poursuivre le travail actuel de réflexion pour toujours plus de prototypes ou d’amélioration de la machine déjà existante. Mais cela ne ferait pas réellement avancer le projet pédagogique, et lasserait je crois les participants.