English
Français

Méthodes inverses pour la mesure d'un flux de chaleur.

Afin de dimensionner le pas de tir des fusées, il est nécessaire de mesurer le flux de chaleur qui impact les installations. Une partie de ce travail fut de développer une méthode inverse pour estimer ce flux. La méthode inverse permet d'enrichir les mesures experimentales et de connaître des quantités là où la mesure est impossible. Ici, une plaque en acier inoxidable fut placée dans un jet chaud (700K) supersonique. La mesure de température en face arrière permet ensuite de remonter au flux (condition au limites) impactant la plaque en face avant. Sur la figure ci-dessus, le schéma de gauche montre le dispositif expérimenal avec le jet libre supersonique et la plaque impactée. Connaissant les propriétés de la plaque et grâce à une techniquee de régularisation prenant en compte les instants futurs pour avoir une meilleure convergence, le flux de chaleur a pu être estimé. La figure de droite montre un champs de flux de chaleur obtenue par méthode inverse. Cette méthode implémentée permet donc de mieux dimensionner le pas de tir des fusées.

Dévelloppement d'un métrologie diphasique (avec discrimination des phases).

Les vibrations créées par les fusées au décollage (Bruit du jet et interaction avec les infrastructures) peuvent endomager les satelittes ou spationautes présents à bord. Une manière de réduire ces bruits est d'injecter de l'eau liquide sous les moteurs et donc dans les jets de ces moteurs : les déluges. Le mécanisme derrière cette réduction de bruit reste flou mais il est probable que les grandes structures turbulentes soit réduites et que les échanges de quantités de mouvement entre les phases participent à la réduction du bruit. Afin d'avoir une meilleure compréhension physique de ce phénomène, il a été nécessaire de faire des mesures de vitesses et de position des gouttes d'eau et de l'écoulement. La métrologie développée est basée sur la fluorescence. Les phases (air et gouttes d'eau) sont discriminées grâce à leur spectre de fluorescence. Les deux phases sont ensemencées avec des espèces fluorescentes différentes pour avoir des spectres de fluorescence émis distincts. Avec des filtres optiques, les séparations est alors faite avant la prise d'image et ne nécessite donc aucun post-traitement. L'image du centre montre le spectre des deux espèces fluorescentes et les filtres optiques utilisés. L'image de droite montre les deux phases distincts et simultanément mesurées, l'air à gauche et l'eau à droite. Avec cette méthode, la vitesse de l'écoulement peut être calculée dans l'air et les gouttes d'eau. Pour les gouttes, leur taille et leur trajectoire sont aussi estimées. Ces mesures sont simultanées dans les deux phases. L'image de gauche est une illustration dans le visible de la fluorescence des deux espères.