Mesures aérodynamiques 3D embarquées en « temps réel »
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Le développement d’installations et de véhicules innovants tels que les éoliennes ou les drones
nécessite des mesures aérodynamiques tridimensionnelles instantanées (angles d’incidence et de
dérapage et norme de la vitesse de l’écoulement transmis en "temps réel"), que ce soit pour le suivi,
l’analyse ou les lois de commande.
Plus généralement, la connaissance du comportement aérodynamique en 3D peut être nécessaire
pour toutes les applications impliquant un couplage fluide-structure basse fréquence, l’étude du
bruit induit rayonné, l’analyse de l’écoulement au passage de singularités dans des conduites ou en
entrée/sortie de turbomachines, la prise en compte des conditions extérieures de vent, …
Les systèmes proposés par AIRREDIC utilisent les dernières technologies de prototypage et de
microcontrôleurs. En « temps réel », la précision obtenue est ainsi proche de celle des systèmes fixes.
Placés à proximité de la sonde, les boitiers de capteurs de petites dimensions développés par
AIRREDIC permettent de réduire les temps de réponse (fréquence maximale de 150-200 Hz
(typiquement 50-60 Hz)).
Le système est basé sur une sonde en Titane (impression 3D fusion métal, avec conduits d’un
diamètre de 0,7mm). La géométrie du support, étudiée par CFD, prend en compte les interactions
avec le véhicule. Les capteurs de pression (couvrant 2 gammes de mesure, avec choix automatique
de la gamme adaptée en fonction de la vitesse), l’étalonnage et le programme de traitement
optimisés assurent la précision requise, même aux très basses vitesses.
Systèmes de mesures « instantanées »
La détermination de ces grandeurs physiques, basée sur un étalonnage dynamique de référence,
peut être réalisée simultanément aux mesures afin de les transmettre en « temps réel » sous forme
de signaux numériques. Ce traitement « instantané » nécessite une puissance de calcul suffisante
ainsi qu’une sonde et un système d’acquisition optimisés.
En utilisation embarquée, s’ajoutent également les contraintes de poids, d’encombrement, de tenue
mécanique et électromagnétique de l’ensemble.
Un exemple d’application est le développement, pour le compte de l’Institut d’ingénierie
aéronautique de Bordeaux (Université de Bordeaux) d’un système embarqué spécifique dédié à un
drone à décollage vertical et à un avion à propulsion humaine.
Relativement aux produits existant sur le marché, ce système répond à des spécifications
particulières :
- Intégration/interfaçage direct dans la chaîne de pilotage de ces véhicules.
- Contraintes importantes d’encombrement et de poids ;
- Gamme étendue de vitesses et d’angles à étudier (comprise entre 3 m/s et plus
de 30 m/s sur une ouverture angulaire de plus de +/- 30°).
