Pression

La pression est une grandeur scalaire qui représente une force normale rapportée à une surface. Dans le Système international, elle s’exprime en pascals (Pa), un pascal valant un newton par mètre carré. En milieu aquatique, sa composante hydrostatique augmente avec la profondeur, tandis que les écoulements produisent des variations spatiales et temporelles autour des organismes et des ouvrages.

Pression hydrostatique et dynamique

Dans un liquide au repos de masse volumique approximativement constante, l’écart de pression entre deux profondeurs vaut ρgΔh. À la contribution de la colonne d’eau s’ajoute la pression appliquée à la surface, généralement la pression atmosphérique dans un bassin ouvert. La pression absolue prend pour origine le vide, alors que la pression manométrique exprime l’écart par rapport à la pression ambiante. À 10 mètres sous une surface marine, l’ordre de grandeur de l’augmentation hydrostatique est proche de 100 kilopascals, avec une valeur exacte dépendant de la masse volumique et de la gravité locale.

Dans un écoulement, la pression varie aussi dans l’espace et le temps. Les gradients de pression accélèrent le fluide. Sur une surface immergée, la distribution de pression contribue à la force mécanique résultante avec les contraintes visqueuses.

Application aux poissons

Pendant la nage, les mouvements du corps et des nageoires créent des zones de pression différentes. Leur reconstruction à partir d’un champ de vitesse peut servir à estimer forces et couples, mais elle dépend de la résolution des mesures, des conditions aux limites et des hypothèses sur l’écoulement tridimensionnel.

Les changements rapides de pression affectent particulièrement les volumes gazeux, notamment la vessie natatoire. La pression mécanique du fluide diffère toutefois de la pression osmotique, notion thermodynamique liée aux solutés, et d’une concentration de gaz dissous. Une pression totale élevée ne signifie donc pas automatiquement qu’un gaz est en sursaturation.