vélocimétrie

La vélocimétrie désigne l'ensemble des techniques utilisées pour mesurer et représenter les champs de vitesse dans des milieux fluides ou gazeux. Elle s’appuie sur des méthodes optiques ou acoustiques et sur le traçage ou l’analyse d’images de particules afin d’évaluer la cinématique des écoulements et leur dynamique.

Parmi les méthodes optiques, la vélocimétrie par laser et interférence se distingue. La Laser Doppler Velocimetry (LDV ou LDA) mesure une composante de vitesse à un point en détectant le décalage Doppler de la lumière scattered par des particules traceuses dans un volume de mesure formé par deux faisceaux laser. Elle offre une résolution temporelle élevée et une sensibilité élevée, mais nécessite un accès optique et des particules adaptées. Les techniques d’imagerie, comme le Particle Image Velocimetry (PIV) et le Particle Tracking Velocimetry (PTV), fournissent des champs de vitesse à grande échelle. Le PIV utilise l’éclairage et des caméras pour enregistrer des images successives des particules et calcule le champ de vitesse par corrélation croisée entre images successives; les variantes incluent 2D, Stereo-PIV et Tomographic PIV. Le PTV suit des particules individuelles pour reconstruire le champ spatialisé, utile en cas de faible densité de particules.

Des méthodes acoustiques, comme l’Ultrasonic Doppler Velocimetry (UDV), permettent de mesurer des profils de vitesse sans nécessairement recourir à une imagerie optique, et trouvent des applications en océanographie et en médecine.

Applications et limites: la vélocimétrie est utilisée en aéronautique, en hydrodynamique, en ingénierie biomédicale, en météorologie et en sciences des matériaux. Ses limites incluent le besoin d’accès optique ou acoustique, la densité des particules tracer et les considérables exigences en calibration et en traitement des données.