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Soufflerie Gustave Eiffel Paris (3)

Soufflerie Gustave Eiffel

67 rue Boileau Paris 16

Balbutiements et incertitudes, tel est l’état de l’aérodynamique lorsque Gustave Eiffel, alors âgé de 71 ans entreprend en 1903 ses premières recherches expérimentales sur la résistance de l’air.

Principe d’équivalence entre mouvements relatif et réel

Les premiers essais consistent à s’assurer que le principe de simulation en soufflerie est en cohérence avec la réalité où l’aéronef se déplace dans un air, immobile en première approximation. A cette fin, il compare les résultats de soufflerie avec ceux qu’il avait obtenus antérieurement avec l’appareil de chute. Cette confrontation étant concluante, Eiffel met sa soufflerie à disposition des pionniers de la conquête de l’air : Farman, Blériot, Voisin, Bréguet, etc. Pour autant, le principe de la soufflerie ne fait pas l’unanimité : l’Institut Aéro-Technique de Saint-Cyr construit un manège et Armand de Gramont, duc de Guiche adopte lui aussi la démarche inverse d’Eiffel en mesurant la distribution des pressions sur une plaque inclinée disposée sur une voiture en mouvement. Il conteste même le bien fondé des travaux d’Eiffel et ne lui reconnaît pas le droit de transposer ses résultats de laboratoire à la réalité des aéroplanes en vol.

Soufflerie Gustave Eiffel Paris

Pour trancher définitivement la question de l’équivalence entre mouvements relatif et réel – pourtant déjà résolue au milieu du 19ème siècle grâce aux expériences de Duchemin, levant le paradoxe de du Buat ] – Eiffel fait donc appel au grand mathématicien, Henri Poincaré. Peu avant la disparition de celui-ci en 1912, il obtient une réponse conforme à son attente : « Il n’y a pas de raison pour que les efforts exercés sur des plaques par un courant d’air bien régulier diffèrent de ceux que subirait cette plaque en mouvement dans un air calme. »…  A la réserve près sur la taille de la plaque qui doit être petite par rapport à celle du tunnel, Poincaré ajoute qu’ « il est clair que le mouvement relatif peut seul intervenir ». 

Soufflerie Gustave Eiffel Paris

La soufflerie Eiffel

Construite en bois et entoilée la soufflerie comprend d’amont en aval :

• Un collecteur de 4 m de diamètre à l’entrée et 2 m de diamètre dans la chambre d’expérience

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Le collecteur

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• Une veine non guidée de 2 m de diamètre et 2,37 m de long

• Un diffuseur de 2 m de diamètre à la sortie de la chambre d’expérience et 4 m de diamètre au ventilateur

• Un ventilateur 23 pales de diamètre

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Le ventilateur

Soufflerie Gustave Eiffel Paris

Caractéristiques de la Soufflerie :

Longueur 4 m poids 7 tonnes

Vitesse de 0,5 m/s à 30 m/s

Taux de turbulence entre 1 et 2%.

Possibilité de modéliser la couche limite atmosphérique turbulente

Niveaux de pressions acoustiques globaux de 43 à 82 dB(A)

Le diffuseur

Soufflerie Gustave Eiffel Paris

Le diffuseur est une innovation d’Eiffel, qui a fait l’objet d’un brevet, en date du 28 novembre 1911 : « adjonction d’un dispositif diffuseur pour améliorer le rendement des machines à produire du courant d’air artificiel ». Cette invention est lourde de conséquence, puisqu’elle permet de diminuer drastiquement la puissance nécessaire à l’installation.  L’efficacité de ce dispositif découle de la loi de Bernouilli, qui stipule que pression et vitesse varient en sens inverse. En effet le diffuseur en diminuant la vitesse a pour effet de comprimer l’air. La différence de pression de part et d’autre du ventilateur est alors très inférieure à celle qui règne lorsque le ventilateur est situé directement en aval de la chambre d’expérience. Cette disposition a pour effet de réduire la puissance nécessaire à l’extraction de l’air. « Le diffuseur économise donc en somme les deux tiers de la puissance. L’avantage de ce système de récupération est manifeste, et c’est ce qui nous a permis de réaliser l’importante installation actuelle ». Désormais toutes les souffleries seront munies d’un diffuseur.

Soufflerie Gustave Eiffel ParisSoufflerie Gustave Eiffel Paris

L’étude de la traînée des sphères

Au laboratoire d’Auteuil, Eiffel reprend ses activités là où il les avait laissées au Champs de Mars. Il s’intéresse à l’aérodynamique des corps dont la résistance à l’air paraissait suivre des lois particulières en fonction de la vitesse, en premier lieu la sphère. Les mesures effectuées jusqu’à présent au Champs de Mars, à des vitesses de 15 m/s laissent apparaître des valeurs du coefficient de résistance inférieures de moitié à celles trouvées pour des vitesses plus faibles par le professeur August Föppl du laboratoire de Göttingen, dirigé par le célèbre Ludwig Prandtl. Föppl n’hésita pas à écrire que le Français avait dû commettre une erreur de calcul ! En reprenant à Auteuil les essais avec des sphères de différents diamètres, Eiffel découvre que pour chaque sphère, il y a deux régimes d’écoulement de l’air : l’un aux basses vitesses correspondant au coefficient trouvé à Göttingen (régime laminaire) et l’autre, aux plus fortes vitesses, correspondant au coefficient trouvé au Champs de Mars (régime turbulent), le changement de régime se faisant toujours pour la même valeur du produit vitesse x diamètre. Ainsi, l’étude expérimentale des sphères réalisée au laboratoire d’Auteuil fut la première qui mit en évidence le rôle important du « nombre de Reynolds » en aérodynamique.

Soufflerie Gustave Eiffel Paris

Un chercheur qui communique et publie

Cette controverse, riche d’enseignements, met en lumière le rôle essentiel joué par les échanges entre chercheurs pour la progression des connaissances. C’est grâce à ces confrontations enrichissantes que la science progresse et c’était bien le but recherché par Gustave Eiffel : « Ce sont principalement ces progrès [de l’aviation] que j’ai eus en vue en fondant ce laboratoire où les essais sont absolument gratuits, mais où, par contre, tous les résultats sont, dans l’intérêt général, portés à la connaissance de tous, soit par des comptes rendus… soit par des communications aux Sociétés scientifiques, indépendamment des publications que les constructeurs ou inventeurs peuvent, bien entendu, faire de leur côté, à un moment quelconque. »

Soufflerie Gustave Eiffel

Au début du 20ème siècle, Gustave Eiffel contribue avec Ludwig Prandtl à fonder une science nouvelle, l’aérodynamique, par laquelle il va étudier les forces auxquelles l’ingénieur qu’il fut s’est confronté toute sa vie : la pesanteur et le vent.

Ici nous avons au fond les anciennes commandes manuelles de la Soufflerie. Rien n’a changé depuis l’époque où Gustave Riffel faisait ses essais. Lesleiux sont restés en l’état. La seule différence : les commandes de la soufflerie sont désormais électroniques.

Soufflerie Gustave Eiffel Paris

Gustave Eiffel a fait œuvre de chercheur. Il n’a pas joué à l’inventeur suspicieux et méfiant vis-à-vis d’éventuels concurrents. Il offrait à tous les constructeurs le moyen de tester leurs modèles à condition que leurs découvertes servent à tous.

Au début du 20ème siècle, Gustave Eiffel contribue avec Ludwig Prandtl à fonder une science nouvelle, l’aérodynamique, par laquelle il va étudier les forces auxquelles l’ingénieur qu’il fut s’est confronté toute sa vie : la pesanteur et le vent.

Soufflerie Gustave Eiffel Paris

Un savoir-faire à l’ancienne

La soufflerie Eiffel est aujourd’hui la moins chère du marché. Compter 2800 euros pour une journée d’essais. Un prix attractif même si Benoît Blanchard se défend de jouer dans le concurrentiel : « Les clients viennent chez nous parce qu’on réalise les maquettes rapidement, à moindre frais et sur place. Pour faire nos maquettes, on utilise de la mousse et du plexiglas parce que l’aérodynamique, c’est l’étude du vent sur les formes. »

Thierry Ferrando est maquettiste-plasturgiste. Il érige les différentes maquettes qui subiront les essais dans le vent : « Autrefois les maquettes étaient faites en bois. C’était un savoir-faire incroyable et j’imagine bien plus agréable que le plastique qu’on utilise aujourd’hui. Mais pour nous, le principal intérêt de la mousse – outre son coût très avantageux – c’est qu’on peut choisir sa densité en fonction des contraintes de la maquette. »

Soufflerie Gustave Eiffel Paris

Conscient de l’efficacité des moyens numériques actuels, Thierry Ferrando défend l’aspect « archaïque » de son métier : « Avant on utilisait des règles à calcul, maintenant des logiciels. Avant la photo, maintenant la vidéo. Les outils évoluent et c’est tant mieux. Le problème désormais c’est que certains ingénieurs ne savent plus faire simple. Ils utilisent des techniques de plus ou plus sophistiquées et leurs budgets deviennent exorbitants. Or pour comprendre ce qu’il se passe, il suffit parfois de placer un petit bout de laine dans le vent. Aujourd’hui, les gens expérimentés reconnaissent que les maquettistes sont en lecture directe avec les projets. En fait, la maquette en plastique doit être considérée comme un complément aux travaux numériques les plus performants. » 

Soufflerie Gustave Eiffel Paris

Sources

http://www.zeppelin-geo.com/galeries/france/eiffel/eiffel_texte.htm

http://www.aerodynamiqueeiffel.fr/ 
http://www.3af.fr/article/culture/gustave-eiffel-pionnier-de-l-aerodynamique

66 commentaires pour “Soufflerie Gustave Eiffel Paris (3)”

  1. On constate que toute science nouvelle a du mal à se frayer un chemin au milieu de tous les chercheurs, chacun jaloux de ses propres recherches !
    Le laboratoire Eiffel a donc cet avantage de réaliser lui même les maquettes.
    On peut être content de voir que cette soufflerie a traversé les années sans trop souffrir, et en gardant sa notoriété.
    Merci pour tous ces détails et les belles photos
    Passe une bonne journée
    Bisous

  2. bonjour Francine,
    Superbe suite sur ce lieu magique qui a permis de débuter dans l’aérodynamique et la propulsion…….sans cela la lune n’aurait pas était conquise et tant d’autres choses……
    merci pour ses belles photos avec explications
    bonne journée
    amitiés

  3. Kikou
    Et bien congé aujourd’hui , nous n’allons pas glaner les patates, il pleut, ça mouille , c’est la fête à la grenouille, nous devions aller avec Ludo et bien non, on verra demain en revenant de chez le diabétologue, mais je doute.
    Passe une bonne journée, gros bisous,
    Nadine

  4. Un grand homme que Gustave Eiffel, on lui doit tant.. il était soucieux du progrès avec les moyens qu’il avait, rien à voir comme tu le soulignes avec les chercheurs de notre époque !!! Bon jeudi Francine gros bisous Rozy

  5. Bonjour Francine,
    Quelle invention géniale !! je n’aurais pas pensé que c’était en bois mais en fer !
    comme quoi , il vaut mieux le voir en vrai !!! 4m de diamètre !! ouah !!!
    Je me souviens de la tempête de décembre 99 où beaucoup d’arbres ont été arrachés !! toitures etc ……
    ce qui prouve la force du vent !! 90 ou 100 km / H , c’est pourquoi que cette soufflerie est très importante
    pour les constructions de toutes sortes ….. Merci pour tes explications en détails .
    Bonne journée, bises

  6. Bonjour Francine elle est gigantesque cette soufflerie c’est très gentil de faire partager tout cela avec nous ainsi que toute les explications merci bonne journée bisou Claudine Daniel

  7. Bonjour Francine,
    toujours très intéressant, mais il faut s’intéresser à de tels sujets. Un homme ou une femme s’ils ne sont pas fan ne comprendront pas grand chose. Je lis les articles, mais c’est trop pointu pour moi et personnellement ce n’est pas l’endroit que j’aurai choisi pour visiter. Tout dépend de ses centres d’intérêts.
    Passe une bonne journée.

  8. Et bien bravo et merci pour ces reportages toujours aussi bien documentés.
    Je ne savais rien de tout cela.
    Hier j’avais programmé la Butte aux Cailles: grève des trains…. zut.
    Bonne soirée

  9. bonsoir, vraiment étonnée de voir G. Eiffel sous cet angle, angle de physicien !! en plus cette “vocation” a été tardive dans sa vie en lisant ton article. Je pense que si on tombe sur un bon guide, la visite doit être passionnante même pour des non initiés. Dernièrement j’ai visité le centre de Cadarache , je suis allée avec une arrière pensée( je suis nulle en physique) et j’en suis revenue enchantée !! c’est l’art de la pédagogie..
    bisous

    • bien sûr, ce n’est pas parce que tu n’y connais rien que tu ne dois pas y alller ! moi tout ça me dépasse, mais avec de bons guides, toute ingénieur qu’elle fût, elle est nous a expliqué les choses simplement bisous

  10. Bonjour Francine,
    C’est incroyable la taille de cet “engin” !
    C’est vraiment génial d’avoir eu autant d’explications et de les partager avec nous, merci.
    C’est toujours mieux de savoir comment fonctionnent les choses, ça permet de se faire réellement une idée.
    Je te souhaite une très bonne journée et avec un peu d’avance, un très bon week end.
    Bisous.

  11. Bonjour Francine,
    Très juste remarque surtout de nos jours: pourquoi faire simple quand on peut faire compliqué???
    Impressionnant ensemble tout de même!
    Bon weekend,
    Frans

  12. Bonsoir Francine, tout est vraiment intéressant dans ton billet et les précédents. C’est passionnant. Merci pour tes superbes photos et toutes les explications.
    Belle soirée et agréable week-end.
    Bisous

  13. Bonsoir ,certainement très intéressant ,mais faut être passionné pour un tel sujet …au demeurant ,fort instructif…
    bonne soirée et bon week-end. bises.

  14. L’aérodynamique a fait des progrès bien sur…..mais ces précurseurs étaient des génies!
    Je partage avec “mes” ingénieurs aéronautiques!!!!
    Bon Dimanche Francine
    Bises

  15. Bonjour francine
    je ne connaissais pas Gustave Eiffel sous ce jour
    Pas pu finir de répondre à tous mes amis mercredi ,panne de connexion à internet dans l’après- midi
    Ma connexion n’est revenu que partiellement qu’hier
    Je te souhaite de passer une bonne journée ainsi qu’un agréable week-end
    gros bisous

  16. quand on pense à l’âge à lequel il a suivi ses premiers grands chantiers, on se dit qu’il devait être boulimique de travail et de recherches innovantes 😉 bon samedi Francine (:-*

  17. J’ai commencé à lire les explications mais c’est un peu trop complexe. Par contre je tire plusieurs conclusions.
    Ces chercheurs étaient de vraies génies, eux ils n’avait pas d’ordinateur à disposition, tout dans la tête et les mains pour faire des calculs compliqués. J’admire !
    Ensuite Eiffel mettait ses équipement gratuitement à disposition avec la condition de rendre publics les résultats des tests et essais. J’hallucine !! Quand je pense que maintenant on cherche à tirer un profit financier de tout (et de rien parfois). Que des entreprises réduisent les frais de personnel dans le seul but de distribuer des dividendes aux actionnaires. Décidément le monde actuel me dégoûte de plus en plus ….

    • Bonsoir, oui j’ai mis en effet des détails très techniques dans cet article, et encore, pas trop; puisqu’on me reprochait que mes deux premiers articles étaient compliqués, alors pour le dernier j’ai fait compliqué!!! oui, on pourrait prendre exemple sur Eiffel …

  18. Voilà une bien belle découverte que tu nous fais partager !
    C’est important de mieux connaître l’Histoire et tu m’as fait découvrir une des spécialités de Gustave Eiffel, donc merci pour ton reportage riche et intéressant
    Bisous
    Bon week end
    Am

  19. Coucou Francine,
    Tu as dû passer un bon moment avec Néro, il doit être attachant !!!
    je vais te raconter deux femmes qui s’expriment
    la première dit : j’aimerais un homme loyal , fidèle , altruiste, patient, calme et qui m’écoute …
    l’autre lui répond ….. bien ..prends un chien !!! MDR
    La journée a été belle, je suis allée chercher des pommes et des poires pour faire de la compote ,
    j’ai du boulot, 20 kg à peler !!! passe un bon dimanche , bises

    • nous sommes un paquet d’habitués à avoir une tendresse particulière pour ce vieux lion, il est tellement beau; et il y a aussi les lionceaux, on se marre bien à les regarder jouer et taquiner papa ! pour le chien, je suis assez d’accord lol !!!!

  20. Bonsoir Francine, Qui c’est qui ne connait pas la tour Eiffel, mais maintenant je connais et je comprend l’homme qui l’a faite un génie passionné et passionnant, ce qui me donne le goût de l’admirer plus que son œuvre. Merci pour cet article bien illustré. (J’ai corrigé mon erreur, la page est restée bloquée hors ligne)
    Bisous et bon weekend.

  21. Bonsoir Francine , un bien bon reportage de ces hommes hors normes niveau scientifique , qui ont apportés de jolis progrès a la science . Merci de ce partage et aussi de ton gentil passage . Belle fin de week-end , gros bisous .
    Emile

  22. ça fait toujours du bien de voir le soleil le matin, d’après la météo les températures vont baisser les jours prochains……
    bonne journée de dimanche

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