- 1. De la naissance aux premières évolutions des souffleries
- 2. Des gigantesques installations du début du XXe siècle aux souffleries pressurisées et cryogéniques
- 3. Évolution des souffleries vers les domaines supersonique et hypersonique
- 4. Des souffleries pour les avions
- 5. Des souffleries pour les véhicules spatiaux
- 6. Des souffleries pour les automobiles
- 7. Des souffleries pour les bâtiments et les ouvrages d’art
- 8. Vers la soufflerie numérique ?
- 9. Bibliographie
SOUFFLERIES
Voler plus haut, plus vite, préserver la vie des pilotes d’essais et des passagers, autant de défis relevés par l’homme depuis l’aube du xxe siècle, quand les pionniers de l’aviation s’attachèrent à faire décoller des engins plus lourds que l’air et à les maintenir en sustentation. Contemporaines des premiers exploits aériens, les souffleries aérodynamiques, en recréant artificiellement les conditions rencontrées lors d’un vol, ont puissamment concouru aux progrès de l’aéronautique.
Mais l’utilisation de ces souffleries n’est pas limitée à l’aéronautique. La recherche de meilleures performances, associée au souci d'économies d'énergie, incite les constructeurs de véhicules terrestres à réaliser des essais aérodynamiques. Les bâtiments et ouvrages d'art sont aussi concernés. Les maquettes des ponts de Normandie et de Millau ont été testées en soufflerie. Les skieurs et les cyclistes ont également recours aux essais en soufflerie pour expérimenter de nouveaux équipements ou optimiser leur position.
De la naissance aux premières évolutions des souffleries
Définition de la soufflerie
Les souffleries sont des installations (tunnels de forme circulaire, elliptique ou rectangulaire) dans lesquelles le vent est produit par des ventilateurs ou au moyen d’air comprimé afin d’étudier et de mesurer l’action de cet écoulement d’air sur un corps solide. La veine d’essai représente la partie du circuit où est disposé le corps à étudier. Inventés à la fin du xixe siècle, ces laboratoires aérodynamiques ont pris leur essor au début du xxe siècle. Le procédé repose sur le principe de relativité énoncé par Isaac Newton dès 1687 : les forces qui s'exercent sur un corps plongé dans un fluide et ce fluide sont les mêmes, que le corps se déplace avec une certaine vitesse à travers le fluide au repos ou que le fluide se déplace avec la même vitesse relative par rapport au corps qui, lui, est immobile.
La soufflerie porte un nom impropre puisqu’elle est encore aujourd’hui désignée par le moyen de mise en mouvement de l’air des premières installations – un ventilateur qui soufflait de l’air en amont (par rapport au sens de l’écoulement) de la veine d’essai – alors que très rapidement on a préféré disposer le ventilateur en aval de cette veine, d’où le mode de fonctionnement usuel par aspiration. Le terme soufflerie est resté en français. Les autres pays précurseurs dans la science du vol nomment de manière plus juste cette installation : wind tunnel (tunnel à vent) en anglais, Windkanal (canal à vent) en allemand, galleriaaerodinamica (tunnel aérodynamique) en italien et aerodinamicheskayatruba (tuyau aérodynamique) en russe, ce qui ne préjuge pas de la manière dont l’air est mis en mouvement dans le circuit.
Les souffleries ont grandement contribué au développement de l’aviation ; elles ont réduit le nombre d’accidents, en sauvegardant ainsi la vie des pilotes et en préservant le matériel. Elles ont aussi permis de passer du « flair » des constructeurs à « l’art » de l’ingénieur.
Les moyens d’investigation concurrents des souffleries
La soufflerie constitue un moyen d’investigation expérimental, très commode, qui s’est rapidement imposé au détriment des moyens alternatifs reposant sur le déplacement direct de l’objet dans l’air, soit par :
– Mouvement rectiligne horizontal : cas des essais d’avion réalisés par la société allemande Siemens en 1901 sur un train lancé à 160 km/h, procédé repris par l’Institut aéro-technique (I.A.T.) de Saint-Cyr-l’École en 1909 grâce à une voie de chemin de fer privée de 1,4 km mise en place pour tester des matériels ; essais de profils d’ailes, expérimentés par Armand de Gramont (le duc de Guiche) sur son véhicule automobile.
– Mouvement rectiligne vertical : cas de la chute libre guidée réalisée[...]
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Écrit par
- Bruno CHANETZ : professeur associé à l'université de Paris-Ouest-Nanterre-La Défense
Médias
Souffleries : schémas de principe
Encyclopædia Universalis France
Gustave Eiffel
Laboratoire aérodynamique Eiffel
Soufflerie Eiffel
J.-M. Seguin/ CSTB/ Laboratoire aérodynamique Eiffel
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