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Mécanique des fluides - Visualisation par diffusion de la lumièreArticle de référence | Réf : AF3332 v1
Auteur(s) : Jean-Pierre PRENEL, Paul SMIGIELSKI
Date de publication : 10 juil. 1999
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Les méthodes optiques de visualisation des écoulements sont le plus souvent utilisées pour la compréhension qualitative des phénomènes rencontrés en mécanique des fluides. Remonter des variations de l’intensité lumineuse mesurées sur le détecteur (photographie, caméra électronique) aux variations d’indice de réfraction de l’objet transparent étudié, puis aux variations de masse volumique, par exemple, n’est pas du tout évident dans le cas général des écoulements tridimensionnels. Comme nous l’avons vu, nous avons accès aux variations du trajet optique de la lumière après la traversée de l’écoulement. De ce fait, remonter à l’information locale en un point donné du fluide n’est possible que dans des cas particuliers de phénomènes bimensionnels ou possédant une symétrie (objet de révolution par exemple). Dans le cas général, il est nécessaire de réaliser n images de l’écoulement dans n directions différentes (principe de la tomographie ou de la tomoscopie) et ensuite de remonter par le calcul à l’information dans une tranche de l’écoulement. Du point de vue expérimental, cela est très compliqué parce qu’il faut réaliser un grand nombre de systèmes optiques, tout autour de l’objet. Si le phénomène que l’on veut analyser est reproductible au cours du temps, bien entendu un seul système optique peut suffire.
Les systèmes optiques les plus adaptés aux études quantitatives sont les interférométries classiques ou holographiques parce qu’ils permettent d’accéder à l’information par la mesure des déplacements de franges d’interférence, ce qui est bien plus aisé et précis que d’effectuer une mesure d’intensité lumineuse.
Nous avons également vu, et c’est là sa richesse, que l’optique permettait d’accéder à des paramètres physiques inaccessibles à d’autres techniques (dalembertien et laplacien de la masse volumique par exemple) et laissait donc entrevoir une autre façon d’étudier les phénomènes rencontrés en mécanique des fluides (mesure du premier membre d’une équation différentielle et non la mesure très approximative du second membre, comme cela se fait habituellement).
De plus, les méthodes que nous avons vues peuvent se coupler, sans grande difficulté en général, à la cinématographie...
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PHYSIQUE CHIMIE
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