L’application des propriétés physiques des liquides et des gaz en tant que fluide pour effectuer des opérations logiques qui contrôlent d’autres systèmes mécaniques est appelée fluidique. L’hydraulique et la pneumatique, respectivement, à partir de la révolution industrielle qui a commencé vers la fin des années 1700, ont fourni une base. Une étude ultérieure sur la dynamique des fluides – les liquides en particulier – s’est développée en un modèle théorique de comportement prédictif. Cela a donné aux ingénieurs un cadre à partir duquel concevoir des commutateurs et autres circuits logiques qui sont devenus les précurseurs de l’électronique moderne. Bien que les circuits numériques dominent aujourd’hui le monde, les processeurs fluidiques restent d’une utilisation critique.
La fluidique ne doit pas être confondue avec la compression ou la détente de liquides et de gaz en tant que source d’énergie hydraulique ou pneumatique. Au lieu de cela, l’écoulement d’un fluide est conçu comme un milieu capable de changer son caractère, de porter cette information et de la transmettre à d’autres écoulements. Le fonctionnement de base d’un dispositif fluidique n’a pas de pièces mobiles.
Le premier ensemble d’hypothèses sur la dynamique des fluides est la physique newtonienne de la mécanique classique. A cela s’ajoutent les variables vitesse, pression, densité et température en fonction de l’espace et du temps. Une loi supplémentaire est particulièrement importante : l’hypothèse du continuum, selon laquelle les caractéristiques d’écoulement d’un fluide peuvent être décrites sans tenir compte du fait connu que les fluides sont composés de particules moléculaires discrètes. Les physiciens théoriques et empiriques continuent d’élargir la compréhension informatique de la viscosité, de la turbulence et d’autres caractéristiques particulières d’un fluide en mouvement. Les ingénieurs ont suivi avec des dispositifs fluidiques de plus en plus sophistiqués.
La technologie fluidique n’a pas eu la pleine possibilité de mûrir. Les premiers circuits logiques, comprenant un amplificateur et une diode, ont été inventés au début des années 1960. Parallèlement, les mêmes concepts d’amplification et de transmission du signal ont été réalisés en utilisant un flux d’électrons, et l’invention du transistor à l’état solide a inauguré une révolution numérique.
Le flux physique d’un fluide, bien sûr, ne peut pas correspondre à la vitesse d’un électron. Un processeur de signal fluidique a généralement une vitesse de fonctionnement de quelques kilohertz seulement. Contrairement à un électron, cependant, le débit massique d’un liquide ou d’un gaz n’est pas affecté par les interférences électromagnétiques ou ioniques. La fluidique reste donc nécessaire pour le contrôle de certains systèmes intolérants aux pannes, comme l’avionique militaire. La fluidique est également devenue des processeurs efficaces de données analogiques en raison de la nature des fluides à s’écouler sous forme d’onde.
L’un des défis majeurs de la fluidique est que les principes de la dynamique des fluides sont apparemment différents selon l’échelle. Certes, les climatologues n’ont pas encore pleinement compris comment se comportent les masses d’eau ou les courants d’air massivement grands. De même, les scientifiques ont découvert que les fluides se comportent très différemment lorsqu’ils sont étudiés à l’échelle de la nanotechnologie. L’étude et l’application futures de ce dernier, appelé nano-fluidique, offrent la possibilité de circuits beaucoup plus rapides et plus complexes, y compris plusieurs matrices de portes pour le traitement parallèle.