Un nouveau tournant en aérodynamique

Modèle de section transversale du tablier du pont Stonecutters mise à l'essai dans la soufflerie de 9 m sur 9 m de l'IRA.

Les essais dans le secteur de l'aérodynamique des aéronefs peuvent avoir connu un ralentissement au cours de la dernière année, mais les affaires du côté non aéronautique sont prospères à l'IRA. Depuis trente-cinq ans, les chercheurs du Laboratoire d'aérodynamique de l'IRA utilisent les souffleries de l'IRA pour tester à peu près tout ce qui existe, des feux de circulation et du gazon artificiel aux antennes de télécommunications et aux vibrations dans les câbles des ponts. Toutefois, ces jours-ci, le travail du laboratoire porte sur de nouveaux genres d'essais sur les ponts et sur l'amélioration de l'aérodynamique des voitures de course.

Le Dr Steve Zan, chef du groupe, attribue ce tournant au mariage des installations et de l'expertise de l'IRA, uniques en Amérique du Nord. « L'IRA possède diverses installations de soufflerie, grandes et petites, qui lui permettent de répondre aux besoins de ses clients en matière d'essais, a dit le Dr Zan. Ces installations comprennent, entre autres, une soufflerie trisonique à rafales - idéale pour l'essai de structures à des nombres de Reynolds élevés et ainsi simuler plus étroitement la réalité - et une soufflerie de 9 m à basse vitesse - particulièrement utile pour le travail en vraie grandeur sur les véhicules de surface. »

Aérodynamique des ponts
L'IRA effectue de la recherche dans ses souffleries pour venir en aide aux firmes d'ingénierie canadiennes et internationales engagées dans le développement de ponts. Dans le cas le plus récent, le Dr Guy Larose de l'IRA, un spécialiste des ponts, a dirigé une équipe qui effectuait des essais sur un modèle de section transversale du tablier du pont Stonecutters qu'on prévoit construire à Hong Kong. Lorsqu'il sera terminé, ce pont sera le plus long pont à haubans au monde. Sa taille et une section transversale nettement courbée du pont ont exigé la tenue d'essais à des nombres de Reynolds élevés pour déterminer les effets du vent sur la structure avec plus de précision.

« Comme les ponts deviennent de plus en plus longs, vous devez les profiler pour réduire la charge due au vent mais, ce qui se produit alors, c'est que le nombre de Reynolds, un important paramètre de similarité en aérodynamique, devient plus important. C'est là que les souffleries à rafales et de 9 m s'avèrent être des installations idéales. Dans la soufflerie à rafales, nous pouvons augmenter la densité de l'air d'un facteur de dix pour obtenir ces nombres de Reynolds plus élevés. Ce qu'il est impossible de faire dans de petites souffleries », a expliqué le Dr Larose. Au cours de la dernière année, l'IRA a obtenu certains des nombres de Reynolds les plus élevés jamais atteints sur le tablier d'un pont en utilisant la soufflerie à rafales pour tester une section de tablier pour une travée de pont proposée de 1400 m. Le nombre de Reynolds atteint était très près de celui du pont réel.

Mise au point de voitures de course
Une mise à l'essai se rapprochant le plus possible de la réalité est aussi un objectif pour Kevin Cooper de l'IRA, qui se spécialise dans l'aérodynamique des véhicules de surface. Au fil des ans, il a procédé à des essais sur pratiquement tout ce qui bouge sur la surface ou près de la surface de la terre - navires, sous-marins, camions, autobus, motocyclettes, automobiles et véhicules de course - dans les souffleries de l'IRA. Kevin et ses collègues développent aussi de nouvelles technologies dans les souffleries, s'assurant ainsi de demeurer une proposition attrayante.

« Les équipes NASCAR viennent ici pour différentes raisons : nous sommes une installation plus grosse, nous possédons une meilleure capacité et nous offrons un service très, très bon. Mais c'est un marché où la concurrence est féroce, et nous devons développer notre technologie », a expliqué Kevin Cooper. Pour y parvenir, ses collègues et lui étudient présentement des systèmes à tapis roulant en vue d'améliorer la capacité de simulation des souffleries de l'IRA.

S'ils sont installés, ces systèmes à tapis roulant fourniront une bien meilleure représentation des conditions de piste pour les voitures de course, ce qui permettra à l'IRA d'effectuer des essais sur des véhicules à roues à découvert, comme les voitures IRL, de Formule un et CART. Ces systèmes seraient aussi utiles pour le développement du soubassement de la carrosserie des automobiles. Avec des tapis roulants dans plusieurs de ses souffleries, Kevin prévoit une croissance des affaires dans le secteur de l'automobile à l'IRA « Les constructeurs nord-américains utilisent leurs propres souffleries principalement pour du travail sur l'aéroacoustique, et seulement une fraction de leur travail total porte sur le développement du soubassement de carrosseries. Un système de tapis coûte cher et est bruyant. Si nous pouvons mettre en place un tel système, il pourrait s'avérer plus rentable pour eux de venir ici pour effectuer ce travail », explique-t-il.

Le développement de nouvelles technologies pour ses souffleries, allié à l'expertise grandissante de l'IRA en matière d'essai des ponts à des nombres de Reynolds élevés, permettra à l'IRA de s'assurer que ses souffleries, reconnues depuis longtemps comme étant parmi les plus grosses et les plus versatiles en Amérique du Nord, continuent de paver la voie dans le domaine du développement aérodynamique. Cette importante caractéristique, jumelée à un service sans précédent, permet à l'IRA de s'assurer que ses clients reviendront le voir pour d'autres services.