Quando un veicolo percorre una strada bagnata o allagata, l'acqua si accumula davanti al pneumatico e genera una forza di sollevamento. In un fenomeno noto come aquaplaning, questa forza può diventare abbastanza grande da sollevare il veicolo da terra.

In Fisica dei Fluidi, , scienziati del CNRS, l'Università di Lione, e il Gruppo Michelin utilizzano una tecnica di imaging laser per studiare il flusso dell'acqua davanti e attraverso le scanalature dei pneumatici.

Per contrastare l'aquaplaning, i disegni del battistrada sono scelti per drenare l'acqua dalla parte anteriore del pneumatico senza diminuire la sua capacità di aderire alla strada. Sono stati fatti pochissimi studi sperimentali quantitativi sul movimento dell'acqua attraverso le scanalature dei pneumatici, si sa così poco sugli schemi di flusso esatti in queste situazioni.

L'unico lavoro pubblicato in precedenza che riportava misurazioni quantitative della velocità nelle scanalature dei pneumatici era stato eseguito con una telecamera ad alta velocità e utilizzava semi di miglio come traccianti dell'acqua. I semi hanno un diametro di circa 1,5 millimetri, anche se, e fornire scarso contrasto, quindi le informazioni sulla velocità all'interno delle scanalature non erano utilizzabili per un'analisi del flusso.

Attualmente, la ricerca sull'aquaplaning utilizza una pista di prova dotata di una finestra trasparente incassata nel terreno. L'area sopra è allagata e un pneumatico che rotola sul finestrino viene osservato con una telecamera ad alta velocità.

I ricercatori hanno sviluppato un approccio più sofisticato che coinvolge particelle di semina fluorescenti per visualizzare il flusso e hanno utilizzato un foglio di luce laser per illuminare l'area. Le particelle fluorescenti avevano un diametro di soli 35 micron, circa la metà dello spessore di un capello umano, con una densità prossima all'acqua.

"La prima caratteristica notevole del flusso all'interno dei solchi è la presenza di filamenti o colonne bianchi allungati, " ha detto l'autore Damien Cabut. "Questo indica la presenza di una fase gassosa, possibilmente bolle d'aria o cavitazione."

Ci sono due fasi nelle scanalature, liquido e gas, che complica l'analisi. Gli investigatori hanno trovato vortici e bolle in alcuni solchi. Gli autori hanno mostrato che il numero di vortici all'interno di un solco è correlato al rapporto tra la larghezza del solco e la sua altezza.

"Un meccanismo di creazione del vortice potrebbe essere collegato al flusso attorno al bordo tagliente della costola del pneumatico. Questo effetto è simile a quello osservato per le ali a delta nella portanza aerodinamica, " disse Cabut.

La struttura del flusso nelle scanalature è risultata simile per l'aumento della velocità del veicolo quando le distanze e le velocità sono state adeguatamente scalate. Ciò potrebbe avere implicazioni per l'aquaplaning.

Cabut ha affermato che è necessario lavorare di più per comprendere la formazione dei vortici e il ruolo delle bolle nei solchi. La configurazione sperimentale che hanno sviluppato sarà di grande aiuto per quel lavoro futuro.