Courants d'air sur l'eau
Une maquette du BPC
en situation dans la soufflerie L2
de Lille
Avant leur mise à
l'eau, les navires de la marine nationale sont testés en
soufflerie afin de définir leurs conditions d'utilisation.
Avant la mise à l'eau, les bateaux
doivent subir quelques courants d'air. Depuis 1947, en effet,
chaque nouveau type de navire de la marine française passe dans
les souffleries de l'Onera
à Lille. Objectif : étudier l'aérologie du bateau, c'est-à-dire
la manière dont l'air s'écoule autour de lui. Récemment, c'est
un bâtiment de projection et de commandement (BPC) qui a été
testé.
C'est un porte-hélicoptères qui
transporte également des bateaux plus petits (chalands) pouvant
être mis à l'eau facilement. Une maquette du bâtiment au 1/120e
a donc été réalisée, permettant de caractériser les écoulements,
les tourbillons et la vitesse en mature. Même si l'on ne sait
pas totalement reproduire les écoulements réels de l'air en
soufflerie (on ne sait pas représenter une nappe vrillée ou les
mouvements de houle du navire), toutes ces mesures sont
indispensables pour mieux connaître les mouvements d'air et
leurs conséquences.
Les buts de ces essais sont
multiples. Tout d'abord, les pilotes des hélicoptères ont besoin
de connaître précisément les écoulements d'air. La présence
d'une zone de turbulence ou d'un vent latéral est en effet
préjudiciable à un bon appontage. Grâce aux essais en
soufflerie, on détermine les trajectoires les plus aisées pour
les hélicoptères, en évitant les zones perturbées. Ils
permettent également de localiser les panaches dus à la
propulsion du bateau. On peut ainsi choisir les zones sans
panache pour aspirer l'air frais pour l'équipage. Le dernier
objectif concerne l'anémométrie : pour connaître la direction et
la vitesse du vent, le bateau est équipé d'anémomètres et de
girouettes, mais les mouvements d'air perturbent ces mesures. La
connaissance fine de l'aérologie permet de les corriger, et donc
de déterminer précisément la vitesse réelle du vent.
L'aérologie d'un bateau est très
différente de celle d'un avion. D'abord à cause de la présence
d'eau. « Au niveau de l'eau, la vitesse du vent est nulle, et
elle augmente progressivement entre zéro et plusieurs dizaines
de mètres de hauteur », explique Christophe Verbeke,
ingénieur d'essais à l'Onera de Lille. Autre différence : le
vent au niveau du bateau est une combinaison du vent réel et de
la vitesse du navire, et il est souvent complexe. Toutes ces
spécificités doivent être prises en compte lors des essais.
Profil de vitesse 3D au
droit
C'est le premier BPC de la marine
nationale. Les résultats des études d'aérologie sont donc
particulièrement importants pour les futurs utilisateurs du
bâtiment. « C'est un navire assez trapu, avec des parties
hautes et allongées, qui créent des zones très perturbées par
vent de travers », observe Christophe Verbeke. Sous ces
conditions de vent, certaines manœuvres devront donc être
évitées. « Nous avons préconisé de modifier l'échappement,
qui posait des problèmes sur les retombées de fumées,
indique-t-il. Nous avons conseillé une structure en treillis,
perméable, plutôt qu'un carénage. » Dans les prochaines
années, ces études devraient être utiles non seulement sur
l'aspect opérationnel mais aussi dès la phase de conception du
navire : « Nous proposons pour la rentrée prochaine une thèse
sur le contrôle des phénomènes aérologiques, indique
l'ingénieur. En rendant certaines parties plus discrètes, on
réduit les tourbillons, ce qui permet d'opérer dans des
conditions moins défavorables. »
Cécile Michaut, journaliste scientifique
Topologie de l'écoulement
d'air à la surface du bâtiment
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