Pression

La pression est une grandeur scalaire qui représente une force normale répartie sur une surface. Dans le Système international, elle s’exprime en pascals (Pa), un pascal valant un newton par mètre carré. En milieu aquatique, elle varie avec la profondeur et avec l’écoulement ; ces variations agissent sur le corps des poissons et sur les installations.

Pression hydrostatique et dynamique

Dans un liquide au repos de masse volumique approximativement constante, la pression augmente avec la profondeur selon ρgh. À cette pression due à la colonne d’eau s’ajoute la pression appliquée à la surface, généralement la pression atmosphérique dans un bassin ouvert. Il faut préciser si une valeur est absolue ou relative à l’atmosphère.

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.

La pression mécanique du fluide ne doit pas être confondue avec la pression osmotique, notion thermodynamique liée aux solutés, ni avec une concentration de gaz dissous. Une pression totale élevée ne signifie donc pas automatiquement qu’un gaz est en sursaturation.

Référence

• Lucas K. N., Dabiri J. O. et Lauder G. V. (2017). « A pressure-based force and torque prediction technique for the study of fish-like swimming ». PLOS ONE, 12, e0189225. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0189225