Zoom sur les souffleries subsoniques, l’aérodynamique en pratique

Elles sont au nombre de sept. Les souffleries subsoniques de l’ISAE-SUPAERO s’alignent dans une pièce où se croisent étudiants, doctorants et chercheurs. Leur fonction ? Reproduire des écoulements d’air, comme ceux qui aspirent les ailes d’un avion, et permettre leur mesure.

« C’est ici que les étudiants font l’apprentissage de la métrologie aérodynamique externe », indique Patrick Chèze, responsable du groupe technique du département de recherche Aérodynamique, Énergétique et Propulsion (DAEP) de l’ISAE-SUPAERO. Autrement dit, la réalisation et l’interprétation des mesures de pression et d’efforts liés à l’écoulement de l’air sur un objet, comme un profil d’aile d’avion.

Les élèves-ingénieurs et les étudiants Master peuvent par exemple s’exercer à mesurer la traînée, cette force qui s’oppose à la trajectoire d’un véhicule, et chercher empiriquement des solutions pour la réduire. Ou encore identifier et mesurer le phénomène de turbulence qui se crée à l’arrière d’une aile. « C’est un vrai banc d’essai pédagogique sur lequel ils apprennent la rigueur du métier d’ingénieur d’essais », note Patrick Chèze.

Mesurer une pression ou un effort

Les sept souffleries sont standardisées pour les travaux pratiques et leur fonctionnement est identique : « L’air environnant est aspiré et comprimé pour lui donner une certaine vitesse sur la section de mesure », explique Adrien Thacker, ingénieur banc d’essais en aérodynamique au DAEP. Cette section de mesure, appelée veine d’essais, est la partie amovible des souffleries. C’est là qu’est placée une maquette (cylindre, profil d’aile d’avion, automobile miniature, maquette d’avions…) reliée à des capteurs de pression ou à une balance qui mesure les efforts aérodynamiques. Une fois la soufflerie en marche, les données de mesure de pression ou d’effort s’affichent sur un écran.

Depuis cette année, l’une des souffleries est réservée à de petits projets étudiants. Comme celui de Lucas Nouveau-Duquesnes, étudiant du cursus ingénieur de spécialité en apprentissage qui effectue des mesures de vitesse de tourbillons qui se créent à l’extrémité d’une aile d’avion, à partir d’une maquette qu’il a imprimée en prototypage 3D.

Pour assurer au quotidien le bon fonctionnement de ces équipements, une équipe de quatre personnes (un ingénieur, deux techniciens et un monteur) est rattachée aux souffleries subsoniques au sein du groupe technique du DAEP. « Notre rôle est de préparer et de mettre en place la chaîne d’acquisition des données métrologiques : calibrer et câbler les instruments, programmer leur pilotage, assurer la mise en place des maquettes d’étude et le bon fonctionnement des installations, et enfin vérifier les données de mesure », explique Adrien Thacker.

35 projets de recherche par an

Pour autant, leur travail est loin d’être routinier ! « À côté de la gestion des travaux pratiques pour les étudiants et et les stagiaires de la formation professionnelle, nous mettons en place des projets pour les enseignants-chercheurs. Ils nous demandent des installations expérimentales et des réglages de haute précision qui souvent nous forcent à faire preuve d’innovation et à aller au-delà de nos acquis. Par exemple, de pouvoir recréer en soufflerie des effets de perturbations du flux d’air sur les ailes d’avion qu’ils vont chercher à mieux comprendre. »

Pas moins de 35 projets de recherche sont ainsi menés chaque année sur les souffleries et les bancs du DAEP par des enseignants-chercheurs de l’Institut. « Et pour une semaine d’essais, c’est trois mois de préparation pour l’équipe technique. Nous sommes ainsi impliqués dans les projets de recherche, et c’est passionnant ! »