L’analyse
dimensionnelle est souvent cantonnée au rôle de diagnostic pour vérifier l'homogénéité des formules
mathématiques.
C’est
un rôle
crucial mais bien restreint comparé à ce qu’elle est capable de
réaliser.
Sa puissance prédictive en effet permet de découvrir des paramètres clés de situations complexes et établir des lois d’échelle dans des domaines très différents.
Cet article n’est qu’un avant-gout de l’ouvrage
Les
lois d’échelle,
Thomas
Séon (Odile Jacob 2018)
Ce
livre
particulièrement remarquable, étudie de nombreux phénomènes physiques à
différentes échelles concernant par
exemple la vie des animaux et des végétaux, le mouvement dans
différents
fluides comme l’air et l’eau.
Dans
chaque
situation, l’auteur met en œuvre des équations aux dimensions et met en évidence l’existence de constantes
universelles comme les nombres de Froude et de Stroual et aussi des
exposants
identiques s’appliquant aux grandeurs physiques ( L, M, T)
dans les formules des équations aux dimensions
quelle que soit l’échelle du phénomène ( du plus petit au plus grand).
Tous
ces sujets complexes sont traités avec des
outils mathématiques simples qui se
réduisent à la règle de trois, la loi de puissance et les logarithmes.
De
nombreuses
courbes utilisant des échelles log / log révèlent la quasi constance de
ces
exposants pour une grande variété de cas (différentes espèces et
dimensions
d’animaux, d’objets volants, de gouttes, de bulles, de champignons
atomiques,…).
On
pourra
s’étonner de cette universalité des choses, certainement que la théorie
de
l’évolution de Darwin pourrait expliquer, que la nature s’est adaptée
aux lois
de la physique et que le monde du vivant s’est adapté au milieu
environnant en
forçant progressivement les espèces à respecter les lois de la physique
( lois
d’échelle ).