La gure 2.1 présente le schéma du tunnel aérodynamique Transat.
11 - Section d'essais 2 - Echangeur 3 - Pièges à sons 1 - Ventilateur 10 - Canal du jet 9 - Boîte chauffante + Ventilateur + Silencieux 1 2 4 5 9 10 11 3 4 - Nids d'abeille 6 8 4 5 - Collecteur de pélèvement 6 - Grilles à grosses mailles 8 - Convergent 7 7 – Chambre de tranquilisation
Fig. 2.1 - Schéma du tunnel en circuit fermé Transat
Le circuit se raccorde à ses deux extrémités à la veine d'essais. Ses dimensions au sol s'inscrivent approximativement dans un rectangle de 25 m par 7.5 m. Il est fabriqué en tôle d'acier électro-zinguée d'épaisseur 2 mm. Pour assurer une bonne rigidité, certaines parties du circuit sont contreventées. Ce dernier est composé pour l'essentiel de tronçons rectangulaires de longueur moyenne 3 m et de section moyenne 1.5 m x 1.5 m. A ces éléments sont associés d'autres tronçons de formes plus variées,
32 Description de la sou erie comme le diuseur au refoulement du ventilateur, les coudes, la chambre de tran- quillisation et le convergent qui raccorde le circuit à la section d'essais. Leur forme spéci que est de première importance pour le bon fonctionnement de la sou erie.
2.2.1 Le circuit principal
Voici une description des éléments du circuit principal, de l'amont vers l'aval en partant du ventilateur (les numéros utilisés sont ceux de la gure 2.1).
Ventilateur (1) : il est de type centrifuge, construit par la société ABB- Solyvent Ventec, modèle CKLD, d'un débit maximal de 4.5 m3.s−1. Il est équipé d'un moteur synchrone d'une puissance de 8 kW associé à un variateur de fréquence, de sorte que l'ensemble autorise une vitesse de rotation ajustable du ventilateur.
Diffuseur au refoulement du ventilateur : il est de section rectangu- laire, progressivement divergent. Toutefois, pour des raisons d'encombrement, son angle d'ouverture ne peut empêcher le décollement de l'écoulement. Pour limiter ce phénomène dans le diuseur, un habillage interne, constitué d'aubes, a été implanté. La disposition optimale des aubes s'est appuyée sur des me- sures de vitesses au cours de l'assemblage du tunnel.
Echangeur (2) : c'est un modèle air/eau d'une puissance de 30 kW, il a comme fonction d'extraire l'énergie de compression fournie au ux d'air par le ventilateur d'une part, et celle apportée par la boîte chauante au jet (et donc à l'ensemble du ux d'air après mélange dans la veine d'essais) d'autre part. Pièges à son (3) : dans la perspective de réaliser des mesures de uctuations
de pression pariétale à l'aide de microphones, les bouches d'aspiration et de refoulement du ventilateur sont chacune équipée d'un piège à son. Leur dimen- sionnement (qui tient compte des performances des microphones) ramène, en terme de bruit de gaine, le niveau de pression sonore de 92 dB à 60 dB. Leur fabrication a été con ée à la société BOET-STOPSON.
Grilles à grosses mailles (6) : elles sont au nombre de 2, réalisées à l'aide de barreaux de bois de section carré (13 mm x 13 mm) ; leur solidité est de 0.4 et la taille de leur maille est de 39 mm. L'implantation de telles grilles s'est révélée nécessaire a n de casser les gros tourbillons dont l'existence est liée à la présence des piéges à son. En eet, ces derniers, schématiquement constitués de panneaux de laine de roche à haute densité, sont de forme rectangulaire et d'épaisseur importante (20 cm). Leur implantation dans le sens de l'écou- lement donne naissance sur leur épaisseur à des sillages dont l'amortissement
2.2 Le circuit secondaire 33 naturel, insu sant, ne peut empêcher la formation de tourbillons.
Coudes : le circuit comporte trois coudes à angle droit et de section rectan- gulaire, munis chacun de trois aubes réparties uniformément dans celle-ci. Le dimensionnement de la section de passage (1.5 m x 1.45 m) des deux coudes en amont de la veine d'essais est le fruit d'un compromis entre la minimisation des courants secondaires et l'e cacité des grilles d'homogénéisation implantées en amont des coudes.
Ensemble de filtration : Le plan ltrant mis en place en entrée de la chambre de tranquillisation est fourni par la société AAF. Il est composé de trois ltres haute e cacité (référence H-13-ASTROPAK) dont l'élément l- trant en bre de verre hydrofuge assure une e cacité garantie à 99.997 pour des particules de diamètre supérieur à 0.3µm.
Chambre de tranquillisation (7) : elle a pour fonction d'homogénéiser l'écoulement. Elle accueille pour ce faire une succession d'éléments régula- teurs, composée (de l'amont vers l'aval) d'un nid d'abeille et de quatre grilles de solidité 0.4 à mailles décroissantes. C'est un tronçon de gaine de section rectangulaire 1.9 m x 2 m et de longueur 3 m.
Convergent : il a un double rôle, d'une part atténuer les défauts d'homoge- néité que l'écoulement pourrait encore avoir après son passage dans la chambre de tranquillisation, et d'autre part réduire l'intensité de turbulence (dans le sens de l'écoulement) dans le rapport du carré de la contraction. Le convergent est à double courbure avec un rapport de contraction (latéral et longitudinal) de 12. Nous verrons par la suite que cette valeur est su sante pour obtenir une bonne uniformité de l'écoulement à la sortie du convergent.
Diffuseur aval à la section d'essais : sa fonction est d'abaisser la vi- tesse avant le coude de retour sur le ventilateur. Il est équipé d'un cloisonnage pour limiter les décollements.
L'ensemble du tunnel est calorifugé à l'aide de laine de roche a n de pallier l'existence d'un gradient thermique en paroi le long de ce dernier.
2.2.2 Le circuit secondaire
Ce circuit est représenté sur la gure 2.2. Il a pour fonctionnalité d'engendrer le jet, dont les conditions vont de l'épanouissement dans la veine d'essai à l'impact en paroi opposée.
34 La veine d'étude Pour la conception du circuit, la solution retenue met en oeuvre un prélève- ment sur le débit principal grâce à un tronçon spécial du circuit situé en aval des pièges à sons. L'air issu du collecteur de prélèvement est mis en mouvement par un ventilateur, passe successivement dans deux pièges à sons et une boite chauante, d'une puissance modulable entre 0 et 5 kW. A la sortie de cette dernière, on trouve deux coudes puis un convergent vers le conduit du jet. En son entrée sont installés des nids d'abeille a n de redresser l'écoulement, perturbé par le passage dans les deux coudes consécutifs, et une grille destinée à favorisé le mélange thermique.
Les caractéristiques de ce canal sont les suivantes : il est fabriqué en plexiglas, est de section constante et rectangulaire (8 cm x 5 cm), et mesure 3 mètres de longueur. C'est l'équivalent de 50 diamètres hydrauliques, ce qui est jugé su sant pour obtenir en entrée de veine des conditions établies [2].
Tout comme pour le circuit principal, l'ensemble de ce circuit secondaire est calorifugé à l'aide de laine de roche. Le calorifugeage du conduit du jet est quant à lui réalisé par 15 cm de Styrodur©, excellent isolant, d'une conductibilité thermique proche de celle de l'air.