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Horloge chaotique

Discussion dans 'Horlogerie' créé par Bill Getz, 25 Octobre 2010.

  1. Bill Getz

    Bill Getz Apprenti

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    Horloge chaotique
    Un des plus vieux système de mesure du temps est sûrement la lepsydre (horloge à eau), je vous propose de marier cet objet du début de notre civilisation avec un des éléments les plus déroutants de la science actuelle : la théorie du chaos.

    [​IMG]


    Cette jolie chose est un Attracteur de Lorenz.​
    Mais c'est un moulin à eau éponymie qui va nous intéresser.
    voir : http://images.math.cnrs.fr/Le-moulin-a- ... orenz.html

    [​IMG]

    Rapidement contrairement au comportement d'un moulin à eau, celui d'une clepsydre ou d'un ressort, qui passent par un régime transitoire puis par un régime permanent. Le moulin à eau de Lorenz n'a pas de régime permanent. "Il tourne tantôt à droite, tantôt à gauche et nous semblons totalement incapables de prévoir dans quel sens il tournera trois secondes plus tard. Le mouvement semble totalement erratique, imprévisible, chaotique pour employer le mot approprié..." (http://images.math.cnrs.fr/Le-moulin-a-eau-de-Lorenz.html)

    Si l'on utilise ce mouvement comme base à celui de déplacement d'une horloge, l'on verra les aiguilles tourner dans un sens, plus dans l'autre, accélérer se stopper.
    Si l'on place deux horloges identiques, les indications seront totalement divergentes.

    Et ultime pirouette, l'alimentation en eau (pompe) se fera suivant un procédé vieux comme la vie sur terre : La montée de la sève dans les arbres.
    ... ou le café dans un morceau de sucre.


    Il existe des pompes capillaires :

    [​IMG]

    http://news.bbc.co.uk/2/hi/8366405.stm

    http://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleL ... C/b609813d

    [​IMG]

    http://www.zdnet.com/blog/btl/ibm-resea ... chip/27389

    [​IMG]


    http://www.nodal.fr/transfert_technolog ... es/378.htm

    L'on peut trouver la hauteur de montée dans un capillaire suivant la loi de Jurin :

    [​IMG]

    http://fr.wikipedia.org/wiki/Loi_de_Jurin
    [​IMG]




    Au final, l'idée c'est d'avoir un mécanisme (horloge ?) qui est entraînée via le mouvement de la roue à eau et la roue à eau est alimenté via la remontée capillaire de mon eau.

    La faible hauteur admissible par la pompe capillaire entraîne une faible taille de la roue donc de la puissance qu'elle développe.

    D'où la question : Avez-vous une idée pour trouver un mécanisme de montre ou d'horloge mécanique suffisamment petit et peu gourmand en énergie (pour ne pas influencer le comportement de la roue de Lorenz)

    Et une question d'usinage : Connaissez-vous des moyens de perçage de trou inférieur à 0,8mm ?
    => micro-percage-au-foret-carbure-de-0-1-mm-quelle-vitesse-t21229.html

    Bien sur cette horloge ne sert presque à rien (sauf en informatique pour obtenir des valeurs vraiment aléatoires).
     
  2. SULREN

    SULREN Compagnon

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    Horloge chaotique
    Bonsoir,
    Le sujet est vaste et intéressant et demande du temps pour être approfondi.
    Je fais à chaud quelques remarques:
    - La capillarité fait monter le liquide dans un tube mais je ne pense pas qu'elle puisse le déverser dans un réservoir. Je peux me tromper. C'est un point important à vérifier pour la poursuite de l'approche proposée.
    - Percer des trous inférieurs à 0,8 est très facile (on arrive à 0,1 mm), par contre forer des trous très profonds de ce diamètre n'est pas de la tarte. On arrive à réaliser des tubes aussi fins, voire plus, mais pas par usinage je pense.
    - Il doit y avoir aujourd'hui des moyens plus faciles de réaliser des valeurs aléatoires que cette horloge à eau. Mais c'est quand même une approche intéressante, si on arrive à démontrer qu'on est bien en système totalement aléatoire et pas simplement pseudo aléatoire.
     
  3. Bill Getz

    Bill Getz Apprenti

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    Horloge chaotique
    Salut,

    J'aime bien lire tes messages SULREN (sujet sur les perçages par exemple)
    Tu n'aurais pas édité ta réponse ? Il me semblait avoir lu des noms de mécanismes tôt ce matin ?

    Au sujet de la capillarité :


    J'ai donc lancé ce matin (3h) une petite expérience avec un filtre à café :

    [​IMG]


    Et voici le résultat 10h plus tard :

    [​IMG]

    [​IMG]


    1,5cm d'eau dans la deuxième tasse qui était vide.

    L'écart entre les deux tasses est très faible et le débit d'eau de cette "pompe" est aussi très faible.


    D'où :
    [​IMG]

    Et à 0,51 centimes les 100 filtres...

    La question devient : Est-ce qu'en augmentant le nombre j'arrive à augmenter le débit d'eau ?

    Un autre essai avec un tube en verre et un tube de boite à cigares:

    [​IMG]


    Les poussières, impuretés et la qualité de l'état de surface, gènes considérablement la remontée capillaire.

    Le meilleur moyen de montrer leur présence est la formation de sites pour les bulles de gaz dans de l'eau gazeuse :
    [​IMG]


    Ces points d'accroche gênent la progression de l'eau. (il est propre par contre mon verre ^^ )
     
  4. Sébastien37

    Sébastien37 Ouvrier

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    Horloge chaotique
    Salut Bill Getz,

    Ton topic m'a rappelé une image (où ai-je vu ça déjà.... grr....) d'une sorte de vase à la forme bizarre. Pour le décrire : imagine un bol, disons octogonale. Une des faces est plus haute que les autres et grâce à son un léger arrondie, son extrémité se retrouve au dessus du milieu du bol. C'était un goutte-à-goutte "perpétuel". Le bol contient de l'eau, qui remonte par capillarité à l'intérieur de la face. Lorsqu'une goutte suffisamment grosse s'est formée à l'extrémité de cette face, l'eau retombe dans le bol.

    Je ne sais plus où j'ai vu ce bidule... internet ou livre ? Sur la Physique (capillarité) ou sur les pseudo-"mouvement perpétuel" ?

    Il me semble également qu'un échange de chaleur entre l'eau, l'objet et l'air contribuait au fonctionnement de ce système, donc - si je ne dis pas de bêtise - si tu souhaites construire une horloge basée sur ce système, tu devras forcément, à un moment ou à un autre, chercher à stabiliser la température ambiante autour de cet objet pour avoir un mouvement régulier.
     
  5. Bill Getz

    Bill Getz Apprenti

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    Horloge chaotique
    J'ai ce genre de chose :

    [​IMG]


    Pour s'affranchir du problème du débit variable il suffit de faire une réservoir tampon, mais cela implique d'avoir un débit encore plus important.
     
  6. Sébastien37

    Sébastien37 Ouvrier

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    Horloge chaotique
    Ce n'est pas ce dessin, mais oui c'était bien un bidule comme ça. Et c'est une très bonne idée d'utiliser un tampon pour lisser les variations. :wink:

    Maintenant, concernant l'idée de percer des trous très fins et longs... je ne vois pas. Mais il y a peut-être une alternative au perçage de trous !

    Certaines matières et/ou choses de la Nature prennent parfois des formes géométriques parfaites (ex : carbone, structures hexagonales des ruches, etc...) donc... peut être existe-t-il un matériau ayant naturellement (ou non) une structure avec des capillaires ? Mais d'ailleurs, un matériau poreux ne ferait-il pas l'affaire, tout simplement ?
     
  7. Bill Getz

    Bill Getz Apprenti

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    Horloge chaotique
    Si tu connais des matériaux poreux, lâche-toi et donne-les ! C'est mon dada en ce moment. Taux de vide, résistance à l'écoulement, diamètre hydraulique équivalent et autres machins équivalents, sont des paramètres et caractéristiques qui permettent de comparer des milieux poreux entre eux.

    Le filtre à café est un bon exemple :wink:

    La céramique d'un catalyseur en est un autre :

    [​IMG]
     
  8. Sébastien37

    Sébastien37 Ouvrier

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    Horloge chaotique
    Désolé pour toi, mais... comme matériaux poreux, je pensais justement à certaines céramiques. :lol:

    A part ça... :?:
    Et pourras-tu trouver mieux... :?:

    Peut-être devrais-tu ouvrir un topic "matériaux poreux" dans la section "matières premières" du forum ? Dans tous les cas, tu auras sans doute plus de réponses à cette question qu'avec ce topic. Un topic dans "horlogerie"... avec comme titre "Horloge chaotique"... tu as peu de chances d'avoir des réponses sur la Science des matériaux ici :!: :wink:
     
  9. netmetrique

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    Horloge chaotique
    Désolé, tu n'as pas fait une pompe, mais juste un siphon. Le débit est crée par la différence de niveau du liquide dans les deux tasses. L'eau est passé de la tasse pleine vers la tasse vide en raison des différences de niveau d'eau. Du fait des forces capillaires qui empèche l'eau de s'échapper du papier filtre, celui-ci se comporte comme un tube.

    Pour faire une pompe, il faudrait que le liquide soit passé de la tasse vide vers la tasse pleine. Mais, pas de mystère, le mouvement perpétuel n'existant pas (second principe de la thermodynamique), une source d'énergie serait indispensable....
     
  10. Bill Getz

    Bill Getz Apprenti

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    Horloge chaotique
    :tinostar: Et M*ç%& calé :itm:

    J'ai eu le malheur de le remarquer après avoir écris mon message et par fainéantise je ne l'ai pas indiqué.

    En effet mon "mode opératoire" de mon exemple est tout pourris.

    Sauf que la tasse qui reçois l'eau était vite. Il y a donc bien eu un amorçage par capillarité !


    Du coup je viens de relancer l'expérience avec un niveau de l'eau du réservoir qui n'est pas supérieur au niveau de la tasse vide pour éviter toutes suppositions de siphons :

    [​IMG]


    J'ai aussi lancé un essai avec plusieurs couches de filtre à café :

    [​IMG]


    Avec des images de l'amorçage :

    [​IMG]




    [​IMG]

    [​IMG]


    [​IMG]





    Au sujet du mouvement perpétuel, ce n'est pas moi qui est introduit ce terme dans la discussion. Et ce n'est pas le but de cette réalisation.

    Maintenant la capillarité entraînes des effets rigolos comme dans le cas de l'hélium super fluide qui remonte les parois :



     
  11. MKSA

    MKSA Compagnon

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    Horloge chaotique
    Tout a fait. Sinon, il aurait invente le mouvement perpetuel, ce qui est impossile ! :-D
     
  12. SULREN

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    Horloge chaotique
    Bonjour,
    Bill Getz, merci pour la réponse que tu as faite à mon post.
    Je viens juste de me connecter et à la lecture de ton post sur le transfert d’une tasse à l’autre j’ai failli te répondre « Désolé, tu n'as pas fait une pompe, mais juste un siphon » soit exactement mot pout mot ce que netmetrique venait de dire.

    C’est bien ce que j’ai signalé dès mon premier post, la capillarité fait monter de l’eau dans un tube capillaire mais cette eau ne peut pas quitter le capillaire à une hauteur supérieure à la hauteur de départ. Si c’était le cas on aurait effectivement inventé le mouvement perpétuel.

    Tu avais bien parlé de pompe en sous entendant « d’élever de l’eau » pour alimenter l’horloge
    Faire couler de l’eau à l’aide d’un capillaire je faisais cela quand j’étais à l’école d’ingénieur pour humidifier lentement l’air de ma chambre. Je posais un récipient à coté du radiateur (je ne pouvais pas le poser dessus) et une mèche amenait lentement de l’eau sur le radiateur situé un niveau inférieur à celui du récipient.

    Quand au système que signale Sebastien 37 il n’est pas basé sur la capillarité mais sur la thermodynamique appliquée au vapeurs saturées et il nécessite des échanges de chaleur avec l’extérieur, donc un apport d’énergie.
     
  13. Sébastien37

    Sébastien37 Ouvrier

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    Horloge chaotique
    Quand je lis ce genre de discussion, je me dis que... pour le partage des idées et des connaissances, Internet, c'est vraiment une très très grande invention ! 8-)

    PS pour sulren : à ta connaissance, l'objet dont je parlais a-t-il un nom et/ou un inventeur connu ?
     
  14. SULREN

    SULREN Compagnon

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    Horloge chaotique
    Re
    Désolé Sébastien, je n'ai jamais vu l'objet précis dont tu parles mais des objets similaires basés que des liquides en équilibre avec leur vapeur, sans autres gaz contenu dans l'ampoule.
    Je vais essayer de retrouver où j'ai vu cela et je donnerai les liens.
    - Il y en avait même un qui servait à remonter le mécanisme d'une horloge mécanique.
    - Dans un autre, composé de deux ampoules reliées par un tube, on faisait remonter le liquide de l'ampoule inférieure vers l'ampoule supérieure en prenant l'ampoule inférieure dans sa main (ébullition du liquide et condensation de la vapeur dans l'ampoule supérieure).

    Mais dans tous les cas il y avait transfert de chaleur d'une source chaude vers une source froide, même si toutes deux étaient proches de la température ambiante.
    Quand on place une bouteilles d'eau fermée à moitie vide à l'extérieur de la maison (ou un bidon d'essence) on voit souvent des gouttes se condenser sur le goulot et retomber. Cela dépend des conditions ambiantes de température, de l'ensoleillement, etc.

    Autre précision: Ce n'est pas la capillarité qui fait monter la sève dans les arbres, ou bien il ne dépasseraient pas la taille des bonzais. Ce sont d'autres phénomènes que je saurais plus expliquer, mais qui ne peuvent pas autoriser une hauteur des arbres supérieure à 80 ou 100 m de hauteur. Il ne s'agit pas de la pression osmotique non plus, qui elle peut atteindre plusieurs bars ou même dizaines de bars, si mes souvenirs sont bons (elle peut éclater des pierres, comme le gel sait le faire).
     
  15. Sébastien37

    Sébastien37 Ouvrier

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    Horloge chaotique
    Merci pour ta réponse, Sulren. Ça me donne vraiment envie d'ouvrir des livres de Physique, histoire de comprendre tout ça !

    De mon côté, je vais tenter de retrouver cette image noir&blanc quand même. Elle ressemblait à une (vieille?) gravure. Je la posterai si je la retrouve bien sûr.
     
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