Les chambres

Dans cette partie, nous allons présenter les solutions que nous avons testées. Dans un premier temps, nous avons réalisé une chambre à pression atmosphérique qui nous a servi de point de départ pour la chambre en contre pression, nous avons pu tester des solutions aux problèmes

définis dans le cahier des charges. Dans un second temps, nous présenterons très brièvement la chambre de contre pression, plus de détails sont données dans l’annexe interne à EFS. 3.2.2.1. La chambre à pression atmosphérique

Cette chambre a été le point de départ de notre étude, elle a permis d’élaborer la future chambre décrite dans le paragraphe suivant. Cette première approche a été importante pour vérifier les conditions de prise de vue, valider un certain nombre de procédés et d’algorithmes de traitement d’image, tester les champs de vision utiles, faire les première visualisations à grand champ mais également à petit champ et se heurter à un certain nombre de problèmes tels que la formation de brouillard et l’évacuation de celui-ci.

Figure 3-1 : Schéma du montage. Figure 3-2 : Photographie de la manipulation.

La chambre est un cube dont 5 faces sont en Plexiglas transparent, seule la face avant est en verre. L’injecteur est en position horizontale. On suppose que les jets ne sont pas perturbés par la gravité. Un système d’aspiration permet d’éliminer le brouillard formé. Il est composé d’un aspirateur de VMC, avec un système de filtration pour éviter de rejeter de l’huile dans l’air. Pour la configuration optique, nous avons choisi d’utiliser le principe de diffusion de la lumière par les gouttelettes. En effet, l’ombroscopie, n’est pas envisageable car l’injecteur et son support masque une partie des jets. La tomographie non plus car nous sommes dans l’impossibilité de réaliser une coupe tomographie pour l’ensemble des jets. Par conséquent, nous avons retenu la diffusion de la lumière. Nous avons décidé d’utiliser un éclairage halogène continu formé de 8 lampes alimentées en 12V continu.

3.2.2.2. La chambre en contre pression

Pour se placer dans des conditions se rapprochant des conditions moteurs, nous avons décidé de concevoir une chambre de pression sur la base des informations obtenues avec la première chambre.

Pour la conception de cette chambre, nous nous sommes inspirés des chambres existantes dans la littérature, dont quelques exemples ont été présentés au paragraphe 2.1.1.

Les chambres disposant d’une ventilation sont généralement très encombrantes comme on peut le voir avec celle de Payri (Figure 2-2), de plus les cylindres ou moteurs transparents nécessitent une infrastructure lourde pour l’échappement des gaz brûlés et la mise en fonctionnement du moteur. Notre système doit pouvoir être placé aussi bien dans une entreprise que dans un laboratoire de recherche et doit pouvoir être relativement compact. Le fait de monter à 5 MPa de pression dans la chambre est un problème en soit, ceci impose une conception renforcée et des procédés de fabrication rigoureux. Il a fallu obéir à la norme sur les équipements sous pression (annexe 9).

La Figure 3-3 représente la conception 3D (Figure 3-3 (a)) de la chambre et sa réalisation concrète (Figure 3-3 (b)).

(a) (b)

Figure 3-3 : Cellule de visualisation.

La description complète des différents éléments de la chambre est donnée dans une annexe interne à EFS.

visualisation et un système de support d’injecteur. Un système de récupération d’huile (cuve de rétention) et d’extraction du brouillard a été mis en place (Figure 3-4, respectivement élément 3 et 6).

Les différentes configurations optiques seront présentées dans le paragraphe 3.4. Pour le système à grands champs nous utiliserons une configuration similaire à celle employée avec la chambre à pression atmosphérique, c'est-à-dire un éclairage en lumière blanche et l’observation de la lumière diffusée par les gouttelettes. C’est cette configuration qui est présentée Figure 3-4, la caméra (Figure 3-4, élément 2) est en position horizontale, l’image est renvoyée par un miroir (Figure 3-4, élément 4)

Notre but avec ce système est de réaliser une installation peu encombrante et modulaire. L’ensemble de la chambre est monté sur un support composé de différents rails en aluminium ce qui permet une très grande modularité et un très grand choix de fixation (Figure 3-4, élément 5). Différents rails permettent de supporter l’éclairage, les caméras, et autres instruments.

La caméra est placée sur un système de déplacement 3D. Elle peut se déplacer suivant les 3 directions. Ce système est surtout utile si on utilise un microscope longue distance pour des observations microscopiques. Le déplacement en x est assuré par la rainure centrale du rail, le déplacement en y est assuré par une platine de translation et la translation en z est assurée par un support élévateur. Ces déplacements sont, dans un premier temps, manuels, ils pourront, par la suite, être réalisés à l’aide de moteurs pas à pas pilotés par une interface de contrôle. Comme nous pouvons le voir sur la Figure 3-4, l’installation ne se trouve pas à l’intérieur de la cabine du banc d’essais, mais déportée. L’injecteur est relié au rail par l’intermédiaire d’un tube haute pression de 80 cm de long, des pertes de charge ont lieu dans ce tube, la pression au niveau de l’injecteur est donc plus faible qu’au niveau du rail. Dans notre étude, nous ne tiendrons pas compte de cette chute de pression et nous supposerons que la pression injecteur est équivalente à la pression rail.

1- Chambre de pression 2- Caméra 3- Cuve de rétention 4- Miroir 5- Châssis en rail aluminium 6- Extracteur de brouillard

Figure 3-4 : Montage complet.