CONTRIBUTION A L'ANALYSE ET AU CONTROLE DES SILLAGES DE CORPS EPAIS PAR ASPIRATION OU SOUFFLAGE CONTINU

N° d’ordre 2348








THESE


présentée

pour obtenir

LE TITRE DE DOCTEUR DE L’INSTITUT NATIONAL POLYTECHNIQUE DE TOULOUSE



École doctorale : Transferts, Dynamique des Fluides, Energétique & Procédés

Spécialité : Dynamique des Fluides


Par M. ROUMEAS Mathieu


CONTRIBUTION A L’ANALYSE ET AU CONTROLE DES SILLAGES DE CORPS EPAIS Titre de la thèse
PAR ASPIRATION OU SOUFFLAGE CONTINU




Soutenue le 16/06/06 devant le jury composé de :


M. Pierre LALLEMAND Président

MM. Azeddine KOURTA. Directeur de thèse
Patrick GIILIERON hèse
Jean-Paul BONNET Rapporteur Charles-Henri BRUNEAU
Jean-Claude COURTY Membre


REMERCIEMENTS


La chronologie d’une thèse est ainsi faite que c’est avec cette première page que s’achève la rédaction du manuscrit. Aux
jeunes néo-docteurs qui se retrouvent devant la triste page blanche précédée de la mention remerciements se posent alors le
grave problème de l’ordre…. Comment classer les remerciements ? Par ordre alphabétique ? Par ordre inverse de préférence ?
Par ordre d’apparition à l’écran ?...
Les remerciements sont naturellement adressés en premier lieu aux directeurs de thèse, à l’origine de celle-ci : Patrick
GILLIERON et Azeddine KOURTA, respectivement responsable du groupe Mécanique des fluides et Aérodynamique à la
direction de la recherche de Renault et chercheur CNRS à l’Institut de Mécanique des Fluides de Toulouse. Qu’ils soient tout
deux doublement remerciés pour leur accueil et leur disponibilité, tant sur le plan scientifique qu’humain, ainsi que leur bonne
humeur. Les nombreux conseils dispensés et les évolutions de recherche proposées ont largement contribués à la réalisation de
cette thèse.

Par la suite, et par souci d’équité, le choix de classement se porte sur la position géographique des personnes concernées,
du plus proche au plus éloigné du bureau qui a vu naître ce manuscrit.
En première ligne, telle un roc face à la marée, se tient Tanja IVANIC, jeune serbo-poitevine dont le talent scientifique n’a
d’égal que la patience qui lui a fait tenir ces quelques 2 années à essuyer humeurs massacrantes, craquages et autres folies
passagères (…). Les autres membres du groupe ne sauront jamais vraiment ce qu’ils lui doivent… L’auteur sait en revanche
qu’il lui doit la plupart des aspects pertinents de la présente étude, et de nombreux cafés ….
En revenant sur la droite, quelques dizaines de centimètres à peine nous séparent de Pierre-Emmanuel JARDY, éternel
intérimaire, futur papa (il était temps vu son âge avancé…), et pilier du groupe. L’un des derniers vestiges des années Ruche…
Et tant il est vrai qu’ils sont indissociables, on trouve également dans le même espace vital la seconde clé de voûte du groupe
(si, si, il y a bien 2 clés de voûte, n’en déplaise aux architectes….), alias Pierre BOBILLIER, double papa, futur cadre,
guitariste et linguiste émérite. Ces deux dinosaures mériteraient une page entière de remerciements pour le travail abattu, du
déboguage Word à la mise en place et la réalisation (voire la rédaction) des essais, mais la place manque. Ils se contenteront
donc de cet éloge un peu court. Et encore une fois courage et félicitation pour vos (très) prochaines réalisations respectives…
Traversons le couloir de cet open-space, pour découvrir 2 futurs docteurs : Cédric LECLERC, jeune ch’ti à la chevelure
folle et au regard vif, expert international de l’ouverture de canette de coca, et Benjamin LEHUGEUR, un spécimen très rare
qui nous vient de Auch (dans le Gers), capitale mondiale du foie gras de canard aux figues. Que dire des nombreuses pauses
cafés partagées au cours de ces trois années de thèse (qui agrémenteront encore, je n’en doute pas, l’année à venir) ? Un simple
merci ne suffit pas et le mieux est encore de n’en rien dire. Il est des choses qui se vivent mais ne s’expliquent pas.
Près de ce rassemblement de thésard, si près en fait qu’il suffit de tourner la tête, on trouve Eugénie LEVALLOIS-GOY,
chef d’un projet dont je tairais le nom, ne voulant pas finir au fond du vieux port de Guyancourt, les pieds coulés dans un boc
de béton pour avoir trahi un secret industriel. Un grand merci à elle pour son aide et sa bonne humeur, et bon courage pour
Versailles…
Une dernière fine paroi de séparation nous sépare alors de 2 jeunes docteurs dans la force de l’âge : Emmanuelle
THIVOLLE-CAZAT à qui je réitère mes félicitations pour le mois de Septembre et Quentin GALLAS, jeune stagiaire (euh,
pardon, docteur) aux multiples talents. Les échanges virils du mercredi soir resteront un grand souvenir (et je parle, bien sûr, de
Judo…).

Enfin, par delà le temps et à travers les souvenirs, on retrouve Hélène PASQUIER qui aura dispensé sa bonne humeur et
sa gentillesses (on parlerait bien d’une troisième clé de voûte, mais les architectes vont vraiment râler) pendant 2 ans avant de
s’en aller trop loin, là-bas dans le grand sud toulousain où elle ravit à n’en pas douter les thermiciens du CNES. On croise
également les nombreux stagiaires parmi lesquelles Jérôme LE SAINT, Nicolas GAUDIN et le jeune Benoît FILLIOL qui
ont laissé une trace indélébile à la direction de la recherche.

Et bien sûr, tout ceux qui ont participé aux bons (et moins bons) moments de ces 3 dernières années, que la pudeur
m’interdit de citer ici, et dont la contribution quoique non professionnelle aura été de premier ordre. Elles et Ils se
reconnaîtront. Citons juste Georges CLOONEY dont le poster, si cher à Tanja, a accompagné chaque secondes de cette
thèse…

AVANT PROPOS





L’objectif du présent travail de thèse, comme son nom ne l’indique pas, concerne la recherche de solutions de contrôle à
même de réduire la traînée aérodynamique des véhicules automobiles, c'est-à-dire leur consommation. Ce travail s’inscrit dans
un cadre plus large où industriels et universitaires collaborent à la mise au point de solutions capables de réduire les émissions
de gaz à effet de serre, conformément aux réglementations internationales, et avant tout européennes, en matière de dioxyde de
carbone.
Il serait déplacé de se lancer ici dans une diatribe sur les méfaits de l’automobile, ou du parc automobile, sur notre
écosystème ; les tribunes écologistes, suffisamment nombreuses et mieux informées, fleurissent sur Internet où ailleurs. Il
n’empêche que ce sujet peut être abordé succinctement en guise de préambule. Avant de pénétrer ce monde aux mœurs
étranges où fleurissent les cartographies de perte de pression, de vitesse ou de vorticité, avant d’évoluer en funambule sur le fil
de structures tourbillonnaires transversales ou longitudinales, avant, en un mot, de s’aventurer au sein des prochaines pages où
la réduction de traînée est reine, et le contrôle actif son roi, il convient de préciser que toute les études du monde ne
remplaceront pas un comportement citoyen, ou à défaut responsable. Pour réduire la consommation d’un véhicule, les
émissions de gaz à effet de serre, et sauver ainsi la vie des pauvres petits ours blancs des banquises, couper la climatisation,
réduire la vitesse et éviter les accélérations inutiles restent les techniques actives les plus efficaces.



RENAULT/IMFT
Doctorat d’Université, spécialité Dynamique des Fluides
Date de Soutenance : 16 Juin 2006
Mathieu ROUMEAS



Contribution à l’analyse et au contrôle des sillages de corps épais par aspiration ou soufflage continu

Le présent travail concerne l'analyse et le contrôle de l'écoulement qui se développe dans le sillage d'un véhicule automobile.
Des développements numériques et expérimentaux permettent d’identifier et de paramétrer 2 solutions de contrôle actif, par
aspiration ou soufflage continu. Pour une géométrie de type culot incliné, une solution continue d’aspiration localisée au
niveau de la ligne de séparation permet de supprimer la zone décollée qui se développe sur la lunette arrière. Les gains de
traînée associés sont de 17% pour une vitesse d’aspiration égale à 0,6 fois la vitesse de l’écoulement incident. Pour u