Etude et développement d'un actionneur plasma à décharge à ...

Conclusions et perspectives
Par la suite, nous nous sommes confrontés directement à la problématique du contrôle sur profil
aérodynamique. Deux maquettes d’aile de type NACA 0015 ont été réalisées, puis équipées d’un ou
plusieurs actionneurs plasmas, i.e. des DBD de surface.
Les expériences on été réalisées à la fois dans la soufflerie VISU 01 et la soufflerie Eiffel du LEA.
La mise en place de ces deux configurations permet une double approche, d’autant plus intéressante
que les deux montages conduisent à des nombres de Reynolds se situant dans la même gamme
(compris entre 0.1 × 10 6 et 0.5 × 10 6 ). La soufflerie de visualisation autorise une approche davantage
physique des phénomènes. La soufflerie Eiffel permet quant à elle une approche plus quantitative,
grâce aux pesées.
Les principales conclusions concernant l’efficacité de la Décharge à Barrière Diélectrique de
surface employé actionneur plasma sur les deux configurations sont maintenant détaillées :
_ L’activation des différents actionneurs a permis de modifier de façon très significative
l’écoulement le long de l’extrados du NACA 0015-VISU. Nous avons ainsi pu mettre en évidence le
fait qu’il faille agir proche du point de séparation pour obtenir un effet optimal en terme de contrôle,
aussi bien pour détacher que pour recoller l’écoulement.
Avec une action instationnaire, les résultats diffèrent selon que l’on cherche à décoller ou à
recoller l’écoulement. Nous parvenons aisément à recoller un écoulement, même en réduisant la
consommation spécifique de l’actionneur plasma. Par contre, il semble nécessaire d’agir avec le
maximum de puissance disponible pour réussir à décoller un écoulement.
La combinaison de l’effet de deux actionneurs plasmas a montré la capacité d’obtenir des résultats
significatifs lorsqu’un actionneur unique a peu d’influence. Pour recoller un écoulement, il semble
qu’il soit nécessaire d’utiliser les deux actionneurs au plus proche du point de séparation naturel, et
l’un à la suite de l’autre. A l’inverse, pour le décollement, il faut agir au niveau de la séparation avec
le premier actionneur (le plus en aval), puis beaucoup plus en amont avec le second.
_ L’étude du contrôle du point de séparation de la couche limite par actionneur plasma pour des
nombres de Reynolds allant jusqu’à 0.5 × 10 6 a permis de définir la plage d’efficacité de la DBD
appliquée sur le NACA 0015-Eiffel. L’influence de l’actionneur plasma est cantonnée à une plage de
vitesse comprise entre 0 et 20 m/s alors que l’envergure de l’électrode active ne représente que 54% de
celle du profil. Dû fait de la présence de pièce métallique dans la maquette, nous n’avons pas pu
appliquer une tension supérieure à 20 kV, et donc de bénéficier du vent induit maximal actuellement à
notre disposition. En outre, les vitesses de 30 et 40 m/s n’ont pas fait l’objet d’une attention
particulière de notre part et des résultats plus significatifs auraient certainement pu être obtenus si
l’action avait été optimisée pour ces vitesses.
L’emploi d’une action instationnaire a permis d’optimiser la consommation électrique de
l’actionneur plasma tout en obtenant un effet similaire voire supérieure (selon les cas) à une action
continue. Le mécanisme à l’œuvre dans le cas d’une mise en action instationnaire n’est pas encore
bien compris. Cela dit, il semble que l’efficacité du contrôle dépende à la fois de la fréquence de pulse
fp et du rapport cyclique. La fréquence de pulse fp modulant l’actionneur plasma est liée à la fréquence
naturelle de l’écoulement. Le rapport cyclique, quant à lui, est lié à la durée de l’action.
Enfin, il est apparu qu’il est difficile de parvenir à décoller un écoulement au-dessus du NACA
0015-Eiffel pour des nombres de Reynolds allant jusqu’à 0.5 × 10 6 avec un actionneur plasma seul.
Néanmoins, l’addition des effets produits par trois DBD a permis de faire décrocher la maquette d’aile
un degré plus tôt.
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