PRESTATIONS - Construction de souffleries

Une soufflerie (dénommée aussi tunnel de vent) est utilisée pour étudier et mesurer les propriétés aérodynamiques et aéro-acoustiques de différents objets.
Les exemples probablement les plus connus sont les essais en soufflerie d'avions et de voitures. Dans le cas des voitures, l’objectif recherché est une faible résistance à l'air et des valeurs de portance optimaux, mais dans le cas des avions, outre ces deux critères, d’autres sont à prendre en compte : le profil d’aile, la stabilité, le contrôle, etc. Enfin, les trains et les navires aussi sont actuellement testés dans des souffleries.
L'examen des bâtiments tels que les gratte-ciels, les ponts et les cheminées a entretemps gagné progressivement en importance. Il faut veiller à ce qu’ils résistent, lors de tempêtes, à la pression du vent et qu’ils ne soient pas soumis à des vibrations critiques avoisinant leur fréquence propre. Afin de simuler correctement les flux du vent, il est parfois nécessaire de modéliser tout l’environnement immédiat.

Les objets peuvent être rarement étudiés dans une soufflerie dans leur format original ; les voitures sont une exception, car elles ne sont pas trop grandes et parce que les vitesses de l'air relativement faibles permettent de construire des souffleries aux dimensions adéquates.

Pour des avions ou des bâtiments, il faut construire des modèles à l'échelle dans la plupart des cas. Cependant, un autre problème se pose : l'air se comporte ne se comporte pas de la même façon avec les objets de petite taille et ceux de grande taille. En augmentant la pression de l'air et/ou en diminuant la température, les propriétés de l'air peuvent être adaptées à l'échelle du modèle. Dans certaines souffleries, on utilise, à la place de l'air, de l'azote froid à -160 °C.

Les souffleries sont constituées d'un ou plusieurs souffleurs, qui génèrent le courant d'air, d’éléments redresseurs, qui garantissent un écoulement d'air uniforme et non tourbillonnaire, d’une buse pour accélérer le flux d'air et enfin d’une veine d’essai proprement dite, dans laquelle les essais sont effectués. L’écoulement de l’air dans la veine d’essai doit être aussi uniforme, parallèle, silence et exempt de turbulences que possible.
Le degré de turbulence de la soufflerie sert à l’évaluation quantitative des vitesses de fluctuation turbulentes. La veine d’essai peut être, comme on l’illustre dans le graphique, à circuit ouvert, c'est-à-dire que le flux d’air est soufflé de la buse dans une salle de mesure où il est alors capté par un receveur ou par un collecteur, ce qui forme une couche de cisaillement entre l’air en déplacement et l’air statique.
Il y a toutefois aussi des veines d’essai à circuit fermé, dans lesquelles le flux d’air est conduit à travers des murs vers la veine d’essai, et des veines d’essai fendues, dans lesquelles certains murs sont pourvus de fentes.

Soufflerie de recirculation dans la conception de Göttingen pour la plage de vitesse subsonique.

La diffusion de l’air dans les souffleries peut être ouverte ou fermée. Dans le cas d’une construction ouverte, l’air ambiant est aspiré, il circule à travers la veine d’essai et est refoulé vers l’extérieur à nouveau par l’autre extrémité. Les conduits d’air fermés ont une forme annulaire.
Ici, le flux d’air capté par le collecteur situé après la veine d’essai est refoulé à nouveau vers le souffleur.
Les basses températures et la haute pression peuvent être générées uniquement dans des souffleries à circuit fermé (souffleries climatiques). Les souffleries pour des vitesses subsoniques peuvent avoir plusieurs mètres de diamètre. En revanche, la taille des souffleries pour la plage supérieure de vitesse supersonique retombe à quelques centimètres. (Source : Wikipedia)

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