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Une vanne adaptée aux écoulements supersoniques

Y.B.

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Conçue par la DGA pour les essais en soufflerie de missiles, cette vanne peut aussi réguler l'entrée d'air de moteurs automobiles.

Toutes les vannes fonctionnent plus ou moins sur le même principe : une pièce est déplacée dans l'écoulement fluide pour obstruer la conduite. L'opercule crée alors une dissymétrie de l'écoulement et des perturbations du flux. Bien. Mais ce type de vanne n'est pas compatible avec une régulation précise et rapide des flux d'air supersoniques, comme ceux trouvés lors des essais en soufflerie de missiles. Pour réguler ces flux, Antoine Foata du CEPr - établissement de la direction des centres d'expertise et d'essais de la DGA - a conçu un nouveau type de vanne.

Autour de la circonférence intérieure de cette vanne sont disposées des sphères en couronne. Chaque sphère est usinée afin de bien s'insérer dans la sphère adjacente. La sphère et son axe forment une sorte de rouleau. Sur la version prototype, chaque sphère est entraînée autour de son axe par son propre moteur pas à pas. Sur la version industrielle, les axes des sphères seront entraînés simultanément par une couronne hypoïde. Le mouvement simultané des axes des sphères permet de faire varier le diamètre de la section de passage de la vanne pour réguler le débit. La section intérieure de la vanne reste parfaitement circulaire et centrée sur l'axe de la veine quel que soit le diamètre d'ouverture.

Un prototype de vanne à rouleaux intégrant huit éléments sphériques et présentant une section de diamètre de passage de 50 mm a été réalisé. Ce type de vanne conviendrait aussi à la régulation fine d'entrée d'air de combustion des moteurs des automobiles.

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