Technique De Mesure Dans Les Ecoulements

Lorsqu'on vit a l'age de l'informatique, les problemesposes par les mesures en Mecanique et plus particulierementdans les- ecoulements de fluides mono ou polyphasiques,peuvent sembler parfaitement desuets et denues de toutinteret pratique. Beaucoup pensent meme, specialement enFrance, que les equations generales du mouvement desmilieux continus ou meme discontinus etant definitivementetablies ainsi que les conditions initiales et lesconditions aux frontieres qui definissent un ecoulement,les problemes correspondants ne sont plus du domaine de laphysique mais uniquement du domaine des mathematiques ou ala rigueur de l'informatique. Il est probable que cetteopinion sera justifiee dans un avenir plus ou moins eloignemais actuellement il est encore indispensable d'effectuerde tres nombreuses mesures avant d'atteindre l'age d'or oul'ingenieur n'aura plus besoin que d'un ordinateur pourresoudre tous les problemes d'ecoulement qui lui serontposes.Je voudrais rappeler a ce propos que l'attitudefondamentalement cartesienne de l'esprit francais a nuipendant la premiere moitie du 20e siecle au, developpementharmonieux de la Mecanique des Fluides dans notre pays.Tandis que nos theoriciens etudiaient surtout lesecoulements de fluides parfaits a potentiel des vitesses,motives du reste par As applications aeronautiques, l'Ecolede Prandtl developpait la theorie de la couche limite. leshypotheses de base de cette theorie etant plus ou moinsintuitives et fondees sur l'observation et l'experience,presque personne en France ne s'interessa vraiment a cesquestions jusqu'a ce que les idees de Prandtl recoivent uneconfirmation theorique parfaitement rationnelle dans le casdes ecoulements laminaires. Il a fallu attendre pour celaenviron 50 ans et pendant cette periode d'innombrablestravaux experimentaux effectues partout dans le monde nousont heureusement fourni des resultats numeriques suffisantspour pouvoir effectuer actuellement tous les calculs decouche limite sur ordinateur. En conservant une attitudestrictement cartesienne la Mecanique des Fluides n'auraitdonc pas progresse pendant un demi-siecle.J'ai cite l'exemple de la couche limite car ilcaracterise bien ce que j'entends par "developpementharmonieux de la "Mecanique des fluides" et je vais essayerde le preciser.Dans le domaine des ecoulements, les problemes qui seposent a l'ingenieur sont presque toujours beaucoup tropcomplexes pour etre traites par une voie entierementtheorIque. Il faut schematiser la realite de facon apouvoir etablir un modele mathematique que l'on soitcapable de traiter par le calcul avec les moyens dont ondispose. Cette schematisation s'effectue a partir deresultats experimentaux qui conduisent a dessimplifications dans les equations generales. Il fautensuite verifier par des mesures les resultats du calcul.c'est-a-dire la validite du modele et par consequent latheorie et l'experience sont intimement liees. Lorsque latheorie bute sur une difficulte insurmontable, dans l'etatdes connaissances du moment, on a recours a l'experiencepour tourner cette difficulte et parvenir coute que coute ala solution pratique du probleme.Cette progression de la Mecanique des Fluides, quej'appelle harmonieuse, au cours de laquelle la theorie etl'experience jouent des r8les inseparables et essentielsconduit a distinguer a l'heure actuelle, du point de vuedes mesures, trois categories d'ecoulementsles ecoulements laminaires definis par des conditionsaux frontieres permanentes ou non permanentes de fluidesnewtoniens.les ecoulements laminaires de fluides nonnewtoniens.les ecoulements de type aleatoire.Les ecoulements de la premiere categorie peuvent tous etretraites soit analytiquement soit par le calcul numerique etles problemes qu'ils posent sont en fait des problemes demathematique ou d'informatique. Les mesures jouent, danscette categorie d'ecoulements, un r8le accessoire et neservent eventuellement qu'a verifier qu'une simplification,introduite pour adapter le calcul a la capacite del'ordinateur est justifiee.Les ecoulements de la deuxieme categorie exigent encoreun gros effort experimental et posent par consequent desproblemes de mesure qui seront exposes au cours de ce cyclede conference. Je signalerai simplement que les lois decomportement des fluides non newtoniens industriels ne sontpas encore bien connues et le but-des experiences sur lesecoulements de la deuxieme categorie est de determiner ceslois. Pour un fluide donne, on change les conditions auxfrontieres et les conditions initiales et a partir demesures de pressions et de vitesses (souvent difficiles ainterpreter), on tente de remonter aux lois de comportementen s'appuyant sur une etude theorique de l'ecoulement.La 3e categorie couvre en realite la quasi totalite desecoulements industriels Ces ecoulements sont a la fois nonpermanents et de type aleatoire et les difficultes demesure que l'on rencontre dans ces ecoulements sont liees aces deux caracteres essentiels.