Si plusieurs ouvrages traitant d’aérodynamique fondamentale nous ont été présentés récemment chez Cépadues (Aérodynamique fondamentale, Aérodynamique physique et concepts de base), l’éditeur toulousain est de retour avec, comme une application pratique, ce livre consacré à une aérodynamique plus expérimentale, au travers des souffleries et des méthodes de mesure. Sous la direction de Jean Délery, les auteurs de cette imposante étude sont également Bruno Chanetz, Patrick Gilliéron, Patrick Gnemmi et Philippe Perrier, tous ingénieurs et/ou chercheurs dans cette science, et il faut noter que cela a été entrepris sous l’égide de la commission technique Aérodynamique de l’Association Aéronautique et Astronautique de France (3AF).
Si l’aérodynamique expérimentale concerne en premier lieu l’aviation, et justifie la présentation de cet ouvrage dans l’Aérobibliothèque, cette parution nous rappelle que plusieurs autres domaines sont concernés par ces recherches dans la vie de tous les jours, des véhicules terrestres aux énergies éoliennes en passant par le travail sur le bruit et la résistance au vent des bâtiments et des ouvrages d’art.
Schématiquement, l’organisation de l’ouvrage se fait autour de deux grandes parties, de volume comparable, résumées en sous-titre. Après un premier chapitre de présentation générale sur l’expérimentation en aérodynamique (théorie, méthodes, simulation, contraintes, essais en vol), cela commence par les souffleries qui sont l’objet des cinq chapitres suivants. Il faut bien cela car le domaine est vaste, et détaillé très précisément ici. Chacun des types de ces équipements (souffleries subsoniques, transsoniques, supersoniques et hypersoniques) fait l’objet d’un chapitre particulier, et chacune des installations suivantes est étudiée dans un paragraphe :
– subsoniques et « spéciales » : grande soufflerie de Chalais-Meudon, ONERA S2L de Meudon, SabRe et SAA d’ISAE-Sup’Aéro à Toulouse, laboratoire Eiffel CTSB à Auteuil, PRISME-Malavard à Orléans, PPRIME-CNRS S620, BETI et installation Pluie-et-vent à l’ENSMA Poitiers, ONERA F1 et F2 au Fauga-Mauzac, ONERA F2, soufflerie verticale et tunnel hydrodynamique de Lille, IMF S1 et S4 à Toulouse, CTSB Jules Verne à Nantes, CURA IWT à Capoue, LMFA à l’École centrale de Lyon, IAT SVL, S4, S6 et S10 à St Cyr-l’École, S2A à Montigny-le-Bretonneux, ACE à Magny-Cours, canal hydrodynamique de Valenciennes, ONERA CEPRA 19 ;
– transsoniques : ONERA S1MA et S2MA de Modane-Avrieux, ONERA S3Ch de Meudon, ETW à Cologne :
– supersonique : ONERA S8Ch de Meudon, IUSTI S8 à Marseille, PPRIME-CNRS T/S à l’ENSMA Poitiers, ONERA S3MA de Modane-Avrieux, ISI Trissonique, Quiet tunnel Mach 6 de l’université de Purdue ;
– hypersoniques : ONERA R1Ch, R2Ch et R3Ch de Meudon, ONERA S4MA de Modane-Avrieux, ONERA F4 au Fauga-Mauzac, ISL S/choc, DLR HEG à Göppingen, CIRA SCIROCCO et GHIBLI à Capoue, ICARE PHEDRA et MARHy à Orléans, Airbus Safran Launchers plasma à Issac.
Pour chacune de ces souffleries nous sont présentés leurs caractéristiques techniques, leur domaine d’étude, les contraintes connues, les solutions retenues. Nous trouvons des illustrations, des plans, des schémas techniques et de nombreuses informations.
Vient ensuite la seconde grande partie, composée des chapitres 7 à 12, consacrée aux méthodes de mesure. Là encore le travail est très dense, avec de multiples détails, parfois un court historique, et les avantages pour ou contre chaque méthode. Sont abordés les techniques de visualisation (représentation pariétale, tomoscopie, imagerie optique…), les mesures des efforts (jauges de déformation, dard dynamométrique, capteurs de forces…), les caractéristiques des propriétés de surface (mesure de pression et température, peinture sensible, frottement pariétal, flux de chaleur à la paroi…), les méthodes « intrusives » (lorsque l’on doit glisser une sonde dans l’écoulement, au risque de le perturber : prise Pitot, antenne Prandtl…) puis les non-intrusives (interférométrie, vélocimétrie laser, Doppler ou par imagerie de particules…) pour finir par un chapitre « spectroscopie laser et excitation par faisceau électronique ».
L’ouvrage se termine par deux chapitres nous présentant la « soufflerie assistée par ordinateur », puis nous expliquant pourquoi nous allons aller de plus en plus vers ce dernier type d’expérimentation simulée, de par le développement des techniques et des capacités des processeurs d’une part, et du fait du coût important des campagnes d’essais en soufflerie de l’autre. Mais en relativisant les possibilités du pur virtuel, qui ne devrait jamais pouvoir remplacer totalement les souffleries classiques, qui auront toutefois le devoir d’évoluer.
Avant de nombreuses annexes (références bibliographiques, table des matières, présentation des auteurs, table des sigles), les deux toutes dernières pages nous décrivent le projet EOLIA, une petite soufflerie adaptée à l’enseignement dans les lycées et les collèges.
Si l’ensemble de ce livre bénéficie d’une écriture soignée, agréable et très pédagogique, relevons, juste pour le clin d’œil, un petit passage surprenant page 270, alors que l’on s’apprête à nous parler des transports supersoniques civils du futur : « Près de 50 ans après le premier vol du Concorde et un peu plus de 20 ans après son retrait du service… »
S’il est vrai que le supersonique franco-britannique fit son premier vol en 1969, il a en revanche été arrêté de vol en 2003, en mai par Air France et en août par British Airways, ce qui ne fait que 14 ans à la date de parution de cette étude. Mais on conviendra que ce n’est pas bien grave, et qu’il ne s’agit pas d’un livre d’histoire.
Voici donc un document qui devrait vite se révéler incontournable pour tout ingénieur, technicien, étudiant dans le domaine de l’aérodynamique, tout en étant passionnant pour les simples passionnés.
Jean-Noël Violette
300 pages, 17 x 24 cm, broché
0,380 kg
– Préface de Michel Scheller