Post doctorant

Titre : Validation d’une technique de mesure de haute résolution du champ de pression pariétal

hydrodynamique par boucle à décalage de fréquence bidirectionnelle.

Profil recherché :

Appétence pour la mécanique des fluides expérimentale, bonne connaissance des techniques de mesure avancées en mécanique des fluides, en particulier pour la mesure de pression.

Une connaissance des sondes à fibre optique serait appréciée.

Financement : projet ASTRID MECHOUI

Lieux du travail : IMSIA - Pôle de Mécanique (ENSTA Palaiseau)

Durée : 18 mois.

Collaborations : Thales TRT, LIPhy.

Début du postdoc : aussitôt que possible

Contacts : luc.pastur@ensta.fr

Projet :

Le consortium formé par Thales Research & Technology (TRT), le Laboratoire Interdisciplinaire de Physique (LIPhy) et l’Unité de Mécanique de l’ENSTA Paris, propose un nouveau système d’interrogation de capteur à fibre optique distribué par boucle à décalage de fréquence (BDF),

capable d’offrir une haute résolution spatiale de mesure distribuée du champ de pression pariétale et une large bande passante d’analyse [1-2]. Cet instrument unique en termes de performances sera

évalué en écoulements réels.

Les premiers essais seront réalisés dans le tunnel hydraulique de l’ENSTA Paris sur un profil mince à forte incidence. En décrochage, les fluctuations de pression attendues sont de l’ordre de plusieurs centaines de Pa. Le tunnel pourra également être mis en dépression afin de provoquer la cavitation de l’écoulement dans les zones de basse pression. L’envergure du profil sera de 80 mm pour une corde de 50 mm environ, dans une section d’essais de 150x80 mm2 et des vitesses d’écoulement pouvant atteindre les 10 m/s. Deux à quatre sondes de pression pariétale manométriques, insérées dans la surface en fonction de l’emplacement disponible, permettront de fournir une référence de pression pour le capteur à fibre distribué. L’objectif est de démontrer la capacité des sondes à fibre optique à détecter les prémisses de la cavitation, afin de les inclure dans des boucles de contrôle prohibant la transition à la cavitation, en particulier pour les applications navales (enjeux de dégradation des structures et de la furtivité des bâtiments).

Dans un second temps, des essais seront réalisés en soufflerie pour qualifier la sensibilité de la boucle à décalage de fréquence sur de plus faibles variations de pression (de l’ordre d’une centaine de Pa en air). La grande soufflerie à retour de l’ENSTA Paris, équipée d’un dispositif d’étude du décrochage de profils minces (platine de rotation et mesure des efforts et moments résultants), sera mise à profit pour cette étude. Le nouveau profil, équipé de tubes de pression manométrique et de quelques microphones, sera inséré dans la soufflerie et mis en incidence progressive pour suivrel’évolution du champ de pression surfacique à l’aide de la BDF, puis de détecter la dynamique de décrochage [3]. L’objectif à terme sera de proposer une sonde de pression pariétale pour le contrôle en temps réel des performances aérodynamiques des profils portants.

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BIBLIOGRAPHIE

[1] H. Guillet de Chatellus, L.Romero Cortés, C. Schnébelin, M. Burla, J. Azaña, Reconfigurable

photonic generation of broadband chirped waveforms using a single CW laser and low-frequency

electronics, Nature Commun. 9, 2438 (2018).

[2] V. Billault, V. Duran, C. Fernandez-Pousa, V. Crozatier, D. Dolfi, and H. Guillet de Chatellus,

“All-optical coherent pulse compression for dynamic laser ranging using an acousto-optic dual

comb”, Opt. Express 29, 21369 (2021).

[3] I. Kharsansky Atallah, L. Pastur, R. Monchaux, L. Zimmer, From low-frequency oscillations to

Markovian bistable stall dynamics. Physical Review Fluids, 9(6), 063902 (2024).