Financement SESAME pour 4D Fluide

4D Fluide est un projet de métrologie dédié à l’observation de phénomènes à petite échelle communs à tous les écoulements turbulents, qu’il s’agisse de ce qui se passe derrière une aile d’avion, une hélice de bateau, une pale d’éolienne ou encore à l’intérieur d’une conduite de gaz pour ne citer que quelques exemples.

« Afin d’étudier ces régimes turbulents à grande vitesse, il nous faut un système d’observation capable de prendre des mesures très rapprochées dans le temps dans l’espoir d’en comprendre la physique fondamentale et de bâtir des modèles les plus proches possibles de la réalité » explique Romain Monchaux, enseignant-chercheur de l’Unité de mécanique d’ENSTA Paris et coordinateur du projet.

Pour ce faire, 4D Fluide sera constitué de 4 caméras synchronisées ultra-rapides capables d’enregistrer 20 000 images par seconde d’un volume de mesure éclairé par laser. Il s’agira d’une plateforme mobile susceptible d’être installée chez chaque partenaire du consortium au gré des besoins.
« 4D Fluide est une plateforme de mesure qui se prête idéalement à la mutualisation afin d’optimiser son utilisation » confirme Romain Monchaux. « Il s’agira d’une véritable rupture technologique pour le plateau de Saclay qui disposera de ce qui se fait de mieux en termes de métrologie fluide au niveau mondial. »

Les recherches menées grâce à 4D Fluide se développeront selon 4 grands axes couvrant chacun de très nombreuses applications :

• Axe métrologique : système d’avant-garde, 4D Fluide offrira à ses utilisateurs la possibilité de développer de nouveaux logiciels et protocoles susceptibles de devenir des standards mondiaux en matière d’amélioration de la qualité des mesures.
   
• Axe « turbulences fondamentales » : cœur du projet, il s’agira, afin de mieux la comprendre, d’observer au plus près la part universelle, à petite échelle, des écoulements turbulents, qu’ils aient lieu dans des turbines, derrière des ailes d’avion ou dans le sillage de véhicules terrestres ou maritimes.
   
• Axe « aérodynamique et interaction fluide-structure » : il s’agira ici de mesurer très finement les champs de vitesse des écoulements derrière de grandes structures afin de déterminer et optimiser les interactions entre l’écoulement des fluides et la structure considérée.
   
• Axe « écoulements multiphasiques » : étude des écoulements composés à la fois de particules solides et liquides afin de simuler divers phénomènes tels que propagation de virus dans l’air, évolution du plancton dans les océans ou des molécules médicamenteuses dans la circulation sanguine.

Les principaux partenaires du projet 4D Fluide sont l’Unité de mécanique d’ENSTA Paris, le laboratoire d’hydrodynamique de l’École polytechnique, le laboratoire FAST de l’Université Paris-Saclay, le laboratoire EM2C de CentraleSupelec, le SPEC du CEA et les DAAA et DTIS de l’ONERA Meudon.

L'objectif principal du dispositif SESAME de la Région Île de France dont 4D Fluide vient de bénéficier est de faire du territoire francilien une référence mondiale en matière de science et de technologie en donnant aux laboratoires les moyens nécessaires pour développer de nouveaux projets et pour mettre en œuvre des dispositifs expérimentaux originaux de recherche.