La tension de surface est un phénomène qui se produit à la surface des liquides en général, et de l’eau en particulier, à l’interface liquide-gaz. Les forces d’attraction intermoléculaires sont responsables de cette tension de surface. Ces forces doivent être prises en compte dans la conception et la construction des piscines et des attractions aquatiques.
À l’intérieur d’une masse d’eau, où chaque particule est entourée de particules égales, les forces intermoléculaires sont symétriques et leur résultante est nulle. Ce n’est pas le cas à l’interface eau-air. D’une part, les particules sont affectées par les forces d’attraction de l’eau, et d’autre part, les forces agissantes sont les forces d’attraction de l’air. Ainsi, la résultante des forces n’est pas nulle et il n’y a donc pas d’équilibre entre elles. En conséquence, un champ de tension se développe à la surface de l’eau, dont la résultante équilibre la différence des forces internes. Ce champ de tension est appelé tension de surface. La surface de l’eau se comporte alors comme une membrane tendue et présente une courbure imperceptible.
Figure 1 : Croquis des forces internes entre les particules d’eau et le développement de la tension superficielle à l’interface eau-air.
Du point de vue de la conception et de la construction des piscines et des attractions aquatiques, la tension superficielle doit être prise en compte dans les piscines et les attractions aquatiques destinées au saut, par exemple les étangs et les piscines des parcs de canyoning, où se déroulent des activités de canyoning. Dans ces piscines et attractions aquatiques, il est conseillé de briser la feuille de tension superficielle afin d’adoucir l’entrée des sauteurs dans l’eau. Cela peut être réalisé en dirigeant des jets d’eau à la surface de la piscine ou une attraction d’eau dans la zone de chute.
Figure 2 : Rupture de la tension de surface au moyen de jets d’eau dans la zone de chute d’une piscine de plongée.
Par Luis Llor, ingénieur hydraulique senior dans le département d’architecture d’Amusement Logic.