Étude d'un moyen aéroporté de mesure granulométrique de gouttelettes d'eau applicable à l'évaluation des conditions de givrage des avions

par Sandrine Roques

Thèse de doctorat en Optoélectronique

Sous la direction de Jean-Michel Maisonneuve.


  • Résumé

    Afin de caractériser les conditions rencontrées lors des certifications en givre, l'industrie aéronautique, utilise des sondes embarquées pour mesurer et compter les goutelettes d'eau des nuages givrants. Une description des principes existants, incluant leur analyse comparative est exposée. Elle montre la nécessité d'étudier une nouvelle sonde, adaptée aux contraintes industrielles, dont l'intervalle de mesure s'étend de 10 à 500 µm, avec un résultat délivré en temps réel. Le concept est basé sur un principe d'ombroscopie cohérente à source ponctuelle jusqu'alors non utilisé pour une telle application. Les gouttelettes sont mesurées à partir de leur ombre projetée sur un capteur CCD. Le mouvement est figé par l'utilisation d'un laser impulsionnel synchronisé à une caméra rapide. L'utilisation d'une source cohérente donne un aspect d'hologramme à ces images. Les traitements généralement associés à ce type d'image, rejettent les objets en défauts de mise au point. Dans cette étude, nous cherchons à mesurer des particules situées le plus loin possible du plan focal, en bénéficiant de la grande profondeur de champ offerte par le montage. Pour cela, une simulation du système optique et une maquette ont été mises en place. Le modèle est basé sur la théorie de la diffraction. La représentativité de ce modèle est analysée par rapport à la théorie de Mie pour les plus petites particules à mesurer (10 µm) et par rapport aux résultats expérimentaux. A partir du traitement des images simulées et expérimentales, les critères donnant la dimension des particules et leur position dans le champ sont définis. Cette technique augmente la profondeur de champ de l'appareil par rapport à un éclairage diffus. Le volume échantillonné atteint ainsi une valeur suffisante pour qu'un histogramme de 100 gouttes puisse être construit en moins de quelques secondes pour les très faibles concentrations. Cette étude a conduit à la spécification d'une maquette présentant un encombrement réduit.

  • Titre traduit

    Study of an airborne granulometric water droplets apparatus to evaluate aircraft icing conditions


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Informations

  • Détails : 1 vol. (186 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 151-156

Où se trouve cette thèse\u00a0?

  • Bibliothèque : ISAE-SUPAERO Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace. Service documentation.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2000/297 ROQ
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