Percuteur

Le percuteur utilisé est un vérin pneumatique commandé à distance depuis le poste de commande par l’intermédiaire d’une électrovanne notée C sur la Figure4.13. Il est alimenté par de l’azote à 8 bar prélevé sur le circuit de remplissage de l’enceinte. Il est placé sur le mât qui supporte l’ampoule de façon à la frapper juste au-dessus de la jonction entre le col et la partie sphérique comme le montre la Figure4.14. Il est positionné de façon à perturber le moins possible l’écoulement provoqué par la libération des gaz après l’explosion de l’ampoule, et à ne pas gêner les observations.

Adhésif métallique utilisé relié au circuit de déclenchement

Fil du circuit de déclenchement

Figure 4.14 – Ampoule au sommet du mât et pointe du percuteur

4.2.6 Circuit d’allumage

Le circuit d’allumage du mélange est alimenté par un générateur haute tension Eurilogic, illustré sur la Figure4.15, conçu pour l’alimentation de détonateurs. Il délivre une tension maximale en sortie de 10 kV et permet l’envoi d’un signal de déclenchement et de synchronisation des mesures. La sortie du générateur est reliée directement aux électrodes de l’ampoule.

4.3 Moyens de mesure

L’ensemble des moyens de mesure, détaillés dans les sections suivantes, est résumé dans le Tableau 4.1. La vidéo rapide permet de visualiser l’expansion des gaz ainsi que la zone de mé- lange par strioscopie. Les capteurs de pression permettent de mesurer l’effet de la postcombustion sur le souffle. Enfin, la mesure par Interférométrie Doppler Fibrée (IDF) de la vitesse des débris de verre doit fournir une estimation de cette dernière plus précise que la vidéo. La connaissance de cette vitesse est en effet nécessaire pour pouvoir déterminer l’énergie initiale dissipée par leur mise en mouvement comme cela est expliqué dans la Section 4.5.2.

Table 4.1 – Ensemble des moyens de mesure utilisés au cours des essais

Mesure Objectif

Imagerie rapide visible Diagnostic, vérification du bon fonctionnement du dispositif et mesure de la vitesse des débris Strioscopie rapide Visualisation de l’évolution des chocs et de la zone

de mélange, tracé du diagramme de marche Capteurs de pression Mesure du souffle, mesure de l’effet de la postcom-

bustion sur le souffle

Pyromètres visible et IR Suivi de la zone de réaction sur deux plages de température

Interféromètrie Doppler Fibrée (IDF) Mesure de la vitesse des débris

4.3.1 Vidéos rapides

Les observations vidéo ont été réalisées à l’aide de deux caméras numériques ultra-rapides Phantom V2511. La première sert à la strioscopie et la deuxième permet une observation directe de l’ampoule pour étudier sa fissuration et servir d’outil de diagnostic en cas d’échec. Leur implan- tation sur la ZES est montrée sur les Figure 4.16et 4.17.

Enceinte Lampe Ampoule en verre 3 4 1 2 Capteurs de_pression Miroir parabolique Caméra d’obser- vation directe Caméra pour strioscopie

Miroir pour strioscopie Enceinte Caméra d’observation directe Caméra pour strioscopie

Figure 4.17 – Installation de l’enceinte et des caméras sur la ZES

La cadence de prise de vue choisie est de 75 000 images par seconde à la résolution de 512 × 512 pixels. Le champ visualisé par la caméra dédiée à la strioscopie est donné sur la Fi- gure4.18. Il fait une vingtaine de centimètres de côté. La résolution spatiale des images est d’environ 0,4 mm·px−1_{. Pour les cas réactifs, afin de mieux observer la flamme, la cadence de la camera d’obser-}

vation directe a été augmentée à 99 000 images par seconde pour une résolution de 512 × 384 pixels.

Figure 4.18 – Champ vu par la caméra dédiée à la strioscopie (ampoule de 51 mm de diamètre)

4.3.2 Mesures de pression

Les mesures de pression ont été effectuées grâce à quatre capteurs PCB placés par paire sur deux sonde « stylo » et dont la gamme de surpression va de −1 bar à 4 bar. Les deux crayons sur lesquels se situaient chacune des paires de capteurs étaient positionnés selon la même diagonale et à la même distance de l’ampoule dans le plan horizontal situé à la hauteur de son centre. Il y avait ainsi deux capteurs pour chacune des deux positions de mesure. Cette précaution permet d’éviter de

perdre la mesure en cas de collision d’un éclat de verre avec un des mâts support. Les positions des capteurs par rapport au centre de l’enceinte (centre de l’ampoule), sont données dans le tableau4.2. Ces mesures ont été acquises par l’intermédiaire d’un enregistreur Genesis IDH421 à une fréquence de 1 MHz. La disposition des capteurs dans l’enceinte est illustrée sur les Figures4.16 et 4.19. Table 4.2 – Numérotation et position radiale des capteurs dans l’enceinte donnée par rapport au centre de l’ampoule. PCB Mât Rayon [m] 1 1 0,362 ± 0.002 2 1 0,422 ± 0.002 3 2 0,362 ± 0.002 4 2 0,422 ± 0.002 « Stylo » avec capteurs 1 et 2 Ampoule « Stylo » avec capteurs 3 et 4

Figure 4.19 – Disposition des capteurs de pression à l’intérieur de l’enceinte. Photographie prise depuis la porte de l’enceinte.

4.3.3 Pyromètres

Un pyromètre est un appareil qui permet de mesurer la température d’un objet à partir de son rayonnement. L’objectif était ici de mesurer la température de la zone de réaction. Deux pyromètres ont été utilisés : un pyromètre fonctionnant dans l’infrarouge qui permet de mesurer des températures plutôt faibles jusqu’aux alentours de 1000 K, et un pyromètre fonctionnant dans le domaine visible qui peut mesurer des températures plus élevées allant jusqu’à 3000 K. Les têtes optiques montées sur les fibres optiques reliées à chacun des deux pyromètres étaient collimatées pour pouvoir réaliser les mesures indépendamment du rayon de la flamme. Le flux lumineux reçu par les pyromètres est ainsi intégré sur toute la longueur du faisceau de mesure. Par ailleurs, comme la position à la verticale du sommet de l’ampoule était déjà occupée par la tête optique de l’IDF, les têtes optiques des pyromètres étaient légèrement désaxées mais étaient inclinées pour pouvoir viser le centre de

l’ampoule. Les mesures fournies par les deux pyromètres ont été enregistrées sur des oscilloscopes Lecroy WR6100A à une fréquence de 50 MHz.