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SOUFFLERIES

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Souffleries : schémas de principe

Souffleries : schémas de principe
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Gustave Eiffel

Gustave Eiffel
Crédits : Laboratoire aérodynamique Eiffel

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Soufflerie Eiffel

Soufflerie Eiffel
Crédits : J.-M. Seguin/ CSTB/ Laboratoire aérodynamique Eiffel

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Soufflerie hypersonique F4 du Fauga-Mauzac (France)

Soufflerie hypersonique F4 du Fauga-Mauzac (France)
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Évolution des souffleries vers les domaines supersonique et hypersonique

Particularités des écoulements supersoniques

La course à la vitesse a rendu nécessaire la réalisation d’installations encore plus performantes. Il en résulte la création de souffleries transsonique (vitesse de l’ordre de Mach 1), supersonique (de Mach 1 à Mach 4) et hypersonique (à partir de Mach 5). Les écoulements supersoniques obéissent à des lois fondamentalement différentes de celles qui régissent les écoulements subsoniques. La relation d’Hugoniot permet de distinguer ces deux états. Elle exprime, en l’absence de frottement, la relation de la vitesse V du fluide le long du conduit de la soufflerie de section courante A le nombre de Mach est M :

où dA est la variation de section et dV la variation de vitesse.

Souffleries subsoniques et transsoniques

Souffleries subsoniques et transsoniques

Tableau

Quelques exemples de souffleries subsoniques (vitesse de l'écoulement inférieure à Mach 1) et transsoniques (vitesse d'écoulement autour de Mach 1) et leurs caractéristiques techniques. L'abréviation WT signifie Wind Tunnel, nom sous lequel  les anglo-saxons désignent la soufflerie. 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Souffleries supersoniques et hypersoniques

Souffleries supersoniques et hypersoniques

Tableau

Quelques exemples de souffleries supersoniques (vitesse de l'écoulement comprise de Mach 1 à Mach 4) et hypersoniques (à partir de Mach 5). Dans ces installations, la dimension de la section de la veine d'essai est généralement de l'ordre du mètre. Quant aux effets de gaz réels, ils sont... 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Ainsi en écoulement subsonique (M <1), le facteur M2 —1 est négatif, ce qui entraîne une variation de A et V en sens inverse. Ainsi, la vitesse croît dans les sections convergentes (collecteur), puisque la section du conduit diminue, et décroît dans des sections divergentes tel le diffuseur subsonique présenté précédemment. En revanche, pour le régime supersonique (M >1), le facteur M2 —1 devient positif. Il s’ensuit que la vitesse croît dans des sections divergentes (puisque la section du tunnel augmente) et décroît dans des sections convergentes (puisque la section du tunnel diminue). De ce fait, dans le domaine supersonique, le diffuseur – dont le rôle est de diminuer la vitesse afin de diminuer la puissance nécessaire pour extraire l’air – doit avoir une forme divergente. Une autre conséquence de cette relation réside dans l’obtention de l’écoulement sonique (M = 1) dans une section d’aire minimale appelée col. L’air est mis en mouvement grâce à un ventilateur ou par tout autre moyen permettant d’établir une dépression dans le circuit.

Soufflerie supersonique

Du fait de la particularité des écoulements, la réalisation d’une soufflerie supersonique requiert la mise en place successive d’un convergent, qui augmente la vitesse de l’écoulemen [...]


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Écrit par :

  • : professeur associé à l'université de Paris-Ouest-Nanterre-La Défense

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Pour citer l’article

Bruno CHANETZ, « SOUFFLERIES », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 18 octobre 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/souffleries/