Calculateur du nombre de Strouhal
Rédigé par Thierno Sadou Diallo, formule vérifiée selon notre méthodologie • Mis à jour le 24/08/2026
Le nombre de Strouhal relie la fréquence de détachement des tourbillons à la vitesse d'écoulement : f = St × U / L. Pour un cylindre de 5 cm de diamètre dans un vent de 10 m/s, avec le St typique de 0,2 pour cette forme, les tourbillons se détachent à une fréquence d'environ 40 Hz.
Explication
Quand un fluide en mouvement rencontre un obstacle non profilé (un cylindre, un câble, une cheminée), l'écoulement ne reste pas stable : des tourbillons se détachent alternativement de part et d'autre de l'obstacle, à intervalles réguliers, formant un motif caractéristique appelé allée de tourbillons de Kármán. Le nombre de Strouhal quantifie la fréquence de ce détachement périodique par rapport à la vitesse de l'écoulement et à la taille de l'obstacle : St = f × L / U. Ce qui rend ce nombre particulièrement utile en ingénierie, c'est qu'il reste remarquablement CONSTANT (environ 0,2) pour un cylindre circulaire sur une très large plage du nombre de Reynolds — ce qui permet de prédire la fréquence de détachement d'un simple calcul, sans avoir à mesurer directement l'écoulement. Cette prévisibilité a une conséquence pratique majeure : si la fréquence de détachement tourbillonnaire calculée se rapproche de la fréquence propre de vibration d'une structure (un câble électrique, un pont suspendu, une cheminée industrielle), le phénomène peut entrer en résonance et s'amplifier dangereusement — un mécanisme d'excitation aérodynamique bien documenté dans la conception de structures élancées exposées au vent, à ne pas confondre avec le flottement aéroélastique (un phénomène distinct, où c'est la structure elle-même qui modifie l'écoulement en retour). C'est aussi ce détachement tourbillonnaire périodique qui produit le sifflement parfois audible du vent autour de fils électriques ou d'antennes fines : la fréquence de ce sifflement suit précisément la loi donnée par le nombre de Strouhal.
Exemple : cylindre de 5 cm dans un vent de 10 m/s
Données d'entrée
Nombre de Strouhal : 0,2 (valeur typique d’un cylindre). Vitesse : 10 m/s. Longueur caractéristique : 0,05 m.
Calcul
f = (0,2 × 10) / 0,05 = 2 / 0,05 = 40 Hz.
Résultat
Les tourbillons se détachent à une fréquence d’environ 40 Hz — une fréquence dans le domaine audible, qui explique pourquoi ce phénomène produit parfois un sifflement perceptible.
Questions fréquentes
Pourquoi le nombre de Strouhal reste-t-il constant pour un cylindre sur une large plage de vitesses ?
C'est une observation empirique bien établie en mécanique des fluides : pour un cylindre circulaire, le mécanisme physique de formation des tourbillons reste qualitativement le même (régime dit « sous-critique ») sur une large plage de nombres de Reynolds, ce qui maintient St proche de 0,2. Cette constance cesse néanmoins d'être valable en dehors de cette plage : à très faible ou très haut nombre de Reynolds, le régime d'écoulement change de nature et St s'écarte sensiblement de cette valeur usuelle.
Le nombre de Strouhal dépend-il de la forme de l’obstacle ?
Oui, fortement : la valeur de 0,2 concerne spécifiquement un cylindre à section circulaire. Une plaque plane perpendiculaire à l'écoulement, un profil carré ou un profil aérodynamique effilé produisent chacun une valeur de Strouhal différente, propre à leur géométrie, qu'il faut déterminer expérimentalement ou par simulation plutôt que de supposer 0,2 par défaut.
Pourquoi la résonance provoquée par le détachement tourbillonnaire est-elle dangereuse pour une structure ?
Parce que le détachement alternatif des tourbillons de part et d'autre de l'obstacle exerce une force transversale périodique sur celui-ci, perpendiculaire à la direction de l'écoulement. Si cette fréquence d'excitation se rapproche de la fréquence naturelle d'oscillation de la structure, les oscillations peuvent s'amplifier progressivement au lieu de s'atténuer, un phénomène que les ingénieurs doivent anticiper dès la conception de structures élancées exposées au vent (câbles, mâts, cheminées) en évitant que leur fréquence propre ne coïncide avec la plage de fréquences de détachement prévisible par le nombre de Strouhal.