contribution a l'étude de l'érosion de cavitation - Infoscience - EPFL

2.2 Les moyens de visualisation
Chapitre 2
Les constantes de temps mises en jeu dans le phenomenedelacavitation sont de l'ordre de
la microseconde. L'oeil humain est de toute evidence inapte pour analyser des evolutions
aussi rapides et la visualisation photographique utilisant desmoyens d'eclairage adequats
joue un r^ole de premiere importance. L'enregistrement des images sur un support photosensible
utilisantuneclairage de tres courte duree (quelques microsecondes) o re l'avantage
de ger l'ecoulement et de permettre une analyse realiste du phenomene en question.
La visualisation cinematographique o re en plus l'avantage de suivre les evolutions
des cavites erosives et de decrire leur dynamique. La cadence de prise de vues etait il
y a encore quelques annees limitee par la demande gigantesque en energie lumineuse.
Aujourd'hui, l'arrive sur le marche delanouvelle generation de lms a grains tabulaires
hautement sensibles (50'000) ASA, permet d'atteindre des cadences de prise de vues de
200'000 images/seconde avec une energie lumineuse d'une centaine de joules seulement.
2.2.1 Eclairage
2.2.1.1 Les ashes de l'IMHEF
Une unite d'eclairage destinee a la photographie de phenomenes aevolution rapide est
realisee al'IMHEF a partir de ashs conventionnels. Elle se compose de deux sources de
lumiere ash de courte duree pouvant ^etre genereesdemaniere synchrone ou sequentielle.
La Figure 2.4 montre un schema electrique simpli e de l'united'eclairage. L'alimentation
electrique est composee d'une source de tension principale EG&G PS450 de puissance
100 W permettant d'atteindre la tension de 1 kV aux bornes des condensateurs et de
deux sources de tension complementaires de marque Wallis (L53/33P) de puissance 5 W
(1 mA) permettent d'elever la tension jusqu'a 5 kV au maximum.
Les bo^tiers ash contiennentchacun une lampe axenon de marque EG&G (type 2P4),
un module de declenchement EG&G de type FY-304 et un condensateur papier de faible
resistance interne. Ce dernier est dispose dans le bo^tier ash a n de minimiser les pertes
dans les c^ables et reduire la duree de la decharge.
Al'etat non ionise, le xenon possede une grande impedance (plusieurs M ) permettant
ainsi le chargement du condensateur pour autant que la tension aux bornes de ce dernier
ne depasse pas la tension d'auto declenchement du tube ash.
Le declenchement des ashes est assure par la source de tension principale. Une
impulsion electrique de courte duree ( 1 s) et de 170 V est envoyee simultanement
aux modules de declenchement des lampes pour ^etre ampli ee. La tension qui en resulte
( 10 kV) superieure a la tension d'auto declenchement est appliquee simultanement
aux bornes de chacune des lampes. On assiste alors dans un intervalle de temps tres
court a l'ionisation d'un nombre su sant d'atomes de xenon tel qu'un chemin de faible
impedance est cree entre les electrodes. Al'etat ionise, l'impedance du xenon n'est plus
que de quelques m provoquant ainsi un court circuit du condensateur. Le gaz demeure
dans l'etat ionise pendant toute la duree de la decharge du condensateur. Lorsque le
courant s'annule, le xenon revient al'etat non ionise et la recharge du condensateur est
engagee. Il est a noter que, pour les lampes que nous avons adoptees, seule la partie du
gaz situee entre les electrodes est sujette a l'ionisation. Ces lampes dites de type bulbe
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