Formation, conseil et accompagnement pour le développement professionnel des personnes, des équipes et des organisations

De la modélisation à l’application industrielle
Découvrir ou mettre à jour des connaissances sur le contrôle des écoulements.
Disposer d’un état de l’art des différentes stratégies de contrôle des écoulements.
Les écoulements sont omniprésents dans presque tous les secteurs industriels. Ils sont au cœur de nombreux process industriels de production (écoulements dans les canalisations, mélangeurs, réacteurs chimiques, etc.) ou bien impactent directement le produit final (aéronautique, aérodynamique externe des transports terrestres, etc.). Des phénomènes tels que la séparation de couche limite, l’apparition d’instabilités ou la transition à la turbulence peuvent fortement affecter les propriétés associées à l’écoulement et dégrader les performances, le rendement du système considéré, voire induire des nuisances (bruit aéroacoustique par exemple) ou des dégradations précoces (vibrations, usures, etc.).

Deux stratégies sont alors envisageables : changer le système en modifiant sa géométrie par exemple, ou bien utiliser des techniques de contrôle des écoulements pour corriger le défaut du système sans le remettre en cause ou améliorer les performances du système existant. C’est cette stratégie que nous nous proposons de présenter au cours de cette formation.
Nous nous intéresserons plus particulièrement au contrôle des écoulements décollés et ses applications tant en aéronautique qu’en aérodynamique externe des véhicules terrestres. Nous présenterons un état de l’art général des différentes stratégies de contrôle envisageables, de la plus simple (contrôle passif) à la plus sophistiquée (contrôle réactif). Nous aborderons les différents aspects du contrôle d’écoulement : les stratégies, des exemples de mise en œuvre expérimentales, des applications industrielles mais aussi comment utiliser la simulation numérique pour évaluer le potentiel du contrôle d’écoulement pour son application et enfin les perspectives d’utilisation de modèles réduits (description simplifiée des écoulements type POD) et les différents algorithmes envisageables pour le contrôle d’écoulements en boucle fermée.

1. Connaître le potentiel de la simulation numérique pour le contrôle des écoulements.
2. S’approprier les outils théoriques utiles pour le contrôle des écoulements (modèles réduits, contrôle en boucle fermée).
3. Appréhender différentes réalisations expérimentales du contrôle d’écoulement et les contraintes associées.

Le contrôle d’écoulements décollés

1. Rappel sur les instabilités / écoulements décollés
2. Qu’est-ce que le contrôle d’écoulement ?
3. Les stratégies possibles

Mise en œuvre expérimentale du contrôle d’écoulement

1. Objectif du contrôle
2. Stratégie de contrôle : un choix sous contraintes
3. Actionneurs
4. Exemples d’expériences de contrôle d’écoulements décollés « académiques »

Modèles réduits et contrôle en boucle fermée

1. Principe de base de réduction de modèle
2. Les approches usuelles
3. Limitations et améliorations
4. Principe de base du contrôle en boucle fermée
5. Contrôle linéaire
6. Contrôle non-linéaire
7. Estimateur

Modélisation et simulation

1. Choix des méthodes de calculs pour simuler les écoulements décollés (LES/DES/DNS/URANS)
2. La validation des codes
3. Effet de fréquence de forçage
4. Exemple de contrôle d’écoulement en boucle fermée

Applications industrielles dans les secteurs aéronautique et automobile

1. De l’étude académique à l’application en aérodynamique automobile
2. Exemple des générateurs de vortex actifs : du contrôle passif sur géométrie académique au contrôle en boucle fermée sur véhicule
3. Un enjeu majeur : la miniaturisation des actionneurs
4. Les micro-actionneurs
5. Exemple d’applications

Méthode pédagogique
Présentation des fondamentaux, de l'état de l'art, des dernières avancées
Illustration par des exemples concrets issus de l'industrie