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photo de l’oiseau buveur
L’oiseau buveur est un autre de ces jouets curieux : il suffit de lui mouiller la tête, de le placer devant un verre d’eau et hopla : un liquide contenu dans son corps va remonter, faire basculer l’oiseau dans l’eau puis redescendre en faisant se redresser l’oiseau dans sa position initiale. Le cycle se poursuivra tant qu’il y a de l’eau dans le verre.

Alors, mouvement perpétuel ou pas ?

Si vous me lisez ici, vous connaissez la réponse : le mouvement perpétuel n’existe pas. Ceci n’en est donc pas un, et l’oiseau fonctionne purement et simplement avec un peu de science !

Fonctionnement détaillé

On peut décrire l’oiseau buveur comme un tube rempli de liquide avec deux fioles, une à chaque bout, le tout, scellé. Le liquide peut voyager librement d’une fiole à l’autre en passant par le tube.
La fiole du haut est recouverte d’une mousse spongieuse qui absorbe l’eau. La fiole du bas n’est pas recouverte, mais on voit que le tube descend un peu dans la fiole :

schéma de l’oiseau buveur
Quand la mousse sur la tête est imprégnée d’eau, et si l’air ambiant n’est pas saturé, l’eau sur la tête s’évapore : elle passe de l’état liquide à l’état gazeux. Cette opération requiert une certaine énergie, une certaine chaleur, qui est alors puisée dans la tête. La tête refroidit.

Le gaz présent dans la tête se contracte : la pression baisse et devient est inférieure à la pression du gaz dans le corps au dessus du liquide. Les deux poches de gaz sont séparées par le liquide : pour rétablir l’équilibre de pression entre ces deux régions, le liquide est simplement poussé vers le haut :

le liquide monte dans le corps de l’oiseau
Une fois que suffisamment de liquide est remonté dans la tête, le centre d’équilibre de l’oiseau est déplacé : la tête devient la plus lourde et l’oiseau bascule. Si vous y avez placé un verre d’eau, le bec de l’oiseau trempe dans l’eau.
Ceci a deux effets :

  1. l’eau qui s’était évaporée est remplacée, maintenant la tête bien humide ;
  2. dans sa position horizontale, le liquide ne sépare plus les deux poches de gaz : la pression se rééquilibre immédiatement et le liquide peut retourner en bas.

l’oiseau peut basculer
Le liquide s’est refroidit en entrant dans la tête froide. Aussi, quand il retombe en bas, il n’est plus refroidit et il se réchauffera.
Une fois redressé, le cycle recommence : de l’eau s’évapore et refroidit la tête, ce qui diminue la pression à l’intérieur et fait remonter le liquide, etc.

Le cycle ne s’arrête que si :

  • il n’y a plus d’eau : il n’y a alors plus rien à évaporer, et donc rien pour refroidir la tête ;
  • l’air est saturé en eau (hygrométrie à 100 %) : l’eau ne peut alors plus s’évaporer car l’air est déjà saturé ;
  • la température baisse au point d’empêcher l’eau de s’évaporer, ou de diminuer davantage la pression en bas que la pression dans la tête.

À part ça, l’oiseau buveur peut continuer à basculer, encore et encore.

Un moteur thermique ?

L’oiseau buveur, si on résume, utilise des variations de température et de pression pour mettre quelque chose en mouvement (en l’occurrence, l’oiseau lui-même), ou, en d’autres termes, produire un travail mécanique. Ceci n’est donc en rien différent d’un moteur thermique, aussi bien un moteur diesel ou essence, qu’un moteur à vapeur ou même le moteur de Stirling.

Cet objet, ce moteur donc, n’est pas assez puissant pour entraîner quoi que ce soit d’utile. Par ailleurs, le mouvement produit n’est qu’un petit basculement et un retour de basculement : ce n’est pas un cycle rotatif. Ceci est voulu et rend l’objet amusant.
Il est tout à fait possible d’agencer plusieurs de ces systèmes de fioles et de tubes ensembles et ainsi obtenir un mouvement rotatif : on parle alors du moteur de Minto, ou de la roue de Minto.

Ceci n’est pas un mouvement perpétuel, car il existe une source d’énergie qui n’a rien d’extraordinaire. Comme dans tous les moteurs thermiques il faut une source de chaleur « chaude » et une sourde ce chaleur « froide ». Ici, la source chaude est l’air ambiant : c’est elle qui permet de réchauffer le liquide en bas. La source froide, quand à elle est la tête : le refroidissement étant assuré par l’évaporation de l’eau, qui est une réaction endothermique, donc qui absorbe la chaleur environnement et refroidit la tête.

Si l’air se refroidit, ou s’il n’y a plus d’eau du tout, le moteur s’arrête.

Quelques autres infos

Juste pour info, bien que la fiole contienne deux phases, une liquide et une gazeuse, elle ne contient qu’un seul et même produit : du chlorure de méthylène. La phase gazeuse est juste du chlorure de méthylène gazeux, et la phase liquide, du chlorure de méthylène liquide.

Ce produit a l’avantage de changer de phase — de s’évaporer ou se liquéfier — à température et pression ambiante.

On pourrait utiliser d’autres produits, mais ça rajouterait des contraintes : on peut utiliser de l’eau, mais le moteur ne fonctionnerait qu’à très haute température, ou encore du butane, mais il faudrait maintenir une pression importante.
Le chlorure de méthylène a aussi l’avantage de pouvoir être coloré : on peut ainsi trouver ce jouet avec différentes couleurs : rouge, bleu, jaune…

On peut trouver ce jouet un peu partout sur le net, pour moins de 5 euros, par exemple sur Amazon.

2 commentaires

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Pascale wrote:

Super, j'adore quand la thermo (qui est partout, peu de gens ont conscience de cela) vient expliquer des objets du quotidien ! (enfin tout le monde n'a pas un tel oiseau dans sa maison mais quand même).

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fred wrote:

J'en ai un et il fonctionne bien.

très bonne explication du principe, merci !


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