L’aérodynamique dans tous ses états

Pierre Deschamps
Octobre 20, 2017
Écrit par Pierre Deschamps
Quand Clément Ader effectue ses premiers vols, l’aérodynamique ne constitue pas une réelle préoccupation. Il en est tout autrement de nos jours comme l’illustre avec brio Aérodynamique expérimentale. Souffleries et méthodes de mesure, publié sous la direction de Jean Délery aux éditions Cépaduès.

 

Cette riche synthèse, à laquelle ont contribué près de soixante-dix experts, a l’ambition de fournir « une information actualisée sur les moyens expérimentaux et techniques mis en œuvre par les aérodynamiciens, ingénieurs et chercheurs », tout en offrant « un état des lieux de l’expérimentation dans le domaine de l’aérodynamique principalement en France ».

Au fil de ses quatorze chapitres, cet ensemble de qualité aborde des sujets comme les objectifs et les méthodes de l’aérodynamique expérimentale, les souffleries utilisées par les industriels et les chercheurs (subsoniques, transsoniques, hypersoniques, ainsi que celle assistée par ordinateur –SAO, dont « les développements en cours serviront à bâtir une méthodologie associant expériences et simulations numériques »).

On y traite aussi des techniques de visualisation (pariétales, au tunnel aérodynamique, par tomoscopie laser, par imagerie optique, par émission lumineuse provoquée), des méthodes intrusives et non intrusives pour les mesures dans le champ, de la spectroscopie laser et de l’excitation par faisceau électronique, et autres sujets d’importance comme la métrologie.

En matière de souffleries subsoniques, l’ouvrage fait état de divers travaux, dont ceux réalisés à l’Institut Aérotechnique (IAT), installé à Saint-Cyr-L’École (France), qui dispose d’une Soufflerie Veine Longue (SVL). Cette installation sert à « étudier la résistance à l’avancement de rames de train de tous types ». Dont celles, dans un passé récent, du TGV Duplex, qui sont, comme leur nom l'indique, constituées de voitures à deux niveaux.

Les pages consacrées à la mesure des efforts aérodynamiques (chapitre 8) et celles présentant la caractérisation des propriétés de surface (chapitre 9) constituent à elles seules un abrégé fort bien documenté des problématiques et des techniques en question. On y apprend, par exemple, que, à l’heure actuelle, « la recherche sur la PSP [Pressure Sensitive Paint ou Peinture Sensible à la Pression] se focalise sur la version instationnaire appelée uPSP pour unsteady Pressure Sensitive Paint. Le liant poreux dans lequel est insérée la molécule active créant un temps de réponse de l’ordre de la seconde, pour accéder au domaine instationnaire, il faut supprimer ce liant. Il existe pour cela deux solutions : l’anodisation et l’ajout d’une céramique poreuse ».

Par ailleurs, après avoir détaillé les avantages respectifs de la LDV (Laser Doppler Velocimetry) et de la PIV (Particule Image Velocimetry), les auteurs en concluent que « l’avantage majeur de la PIV sur la LDV est de renseigner instantanément sur tout un champ de vitesses, alors que la LDV ne donne qu’une information ponctuelle, l’exploration d’un domaine étendu exigeant un balayage par un système complexe et lourd ».

L’aérodynamique étant une discipline primordiale, entre autres choses pour la conception de véhicules tant aériens que terrestres, l’ouvrage aborde dans le dernier chapitre les perspectives qui s’offrent à elle et les défis auxquels elle fait face aujourd’hui. En témoigne la nécessité « de nouvelles configurations d’avions, en rupture avec le schéma actuel (fuselage, aile, moteurs sous aile), qui date de plus de 50 ans ».

Parmi les solutions actuellement à l’étude : le projet moyen-long-courrier français NOVA, de l’ONERA (Office National d’Études et de Recherches Aérospatiales), qui est fondé sur « une architecture en rupture avec les configurations conventionnelles avec un fuselage large et portant, en composite, à section ovoïde, et une voilure à fort allongement avec winglets dirigées vers le bas pour réduire la traînée induite ». Autre particularité de l’architecture proposée : « des moteurs de grande taille semi-enterrés, situés à l’arrière de fuselage ».

Images, figures, diagrammes, schémas, tableaux en abondance contribuent largement à l’agrément de lecture de cette somme qui, comme le souligne en préface, Michel Scheller, président de l’Association Aéronautique et Astronautique de France (3AF), est destinée tant aux étudiants qu’aux techniciens et aux ingénieurs en charge du développement de nouveaux produits, lesquels y trouveront « toutes les informations nécessaires à la poursuite de leurs études ou à la réussite de leurs travaux ». Un ouvrage qui, soutient-il avec éclat, devrait « trouver la meilleure place dans la bibliothèque d’un Ingénieur ».

http://www.cepadues.com

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