velocimetrie

La vélocimétrie est l’ensemble des techniques expérimentales utilisées pour mesurer le champ de vitesse d’un fluide ou d’un gaz. Elle est largement utilisée en dynamique des fluides pour caractériser des écoulements complexes et valider des modélisations CFD.

Parmi les méthodes les plus courantes figurent la vélocimétrie par image de particules (PIV) et la vélocimétrie Doppler par faisceau laser (LDA ou LDV). La PIV repose sur l’éclairage d’un plan de l’écoulement par une feuille laser, l’introduction de particules tracantes et la prise de paires d’images à intervalles courts. Le déplacement apparent des particules entre les images est calculé par corrélation d’images, ce qui produit un champ de vitesse bidimensionnel; des configurations stéréoscopiques ou tomographiques permettent d’obtenir des champs en trois dimensions et des résolutions temporelles plus élevées.

La LDV/LDA mesure la vitesse le long d’une ligne donnée en détectant le décalage Doppler des particules traversant un faisceau laser. Cette méthode offre une résolution temporelle élevée et des mesures locales précises, mais fournit généralement des mesures sur un point ou une ligne et nécessite un alignement optique précis.

Les données issues de ces méthodes permettent d’obtenir des cartes vectorielles, des profils de vitesse et des dérivées comme la vorticité ou le cisaillement, utiles pour la validation expérimentale et la calibration de simulations CFD. Les technologies reposent sur des systèmes lasers, des caméras haute vitesse et des algorithmes de traitement d’images; elles nécessitent un accès optique et une préparation soignée de l’écoulement, y compris le traçage et la calibration.