" Soutenance de thèse de Sandra COUMAR. | Université d'Orléans

Université d'Orléans

Soutenance de thèse de Sandra COUMAR.

18/12/2017 - 10:00 - 18/12/2017 - 14:00

URL: http://www.univ-orleans.fr/actus/soutenances

Nom du contact: Etudes Doctorales

Courriel du contact: etudes.doctorales@univ-orleans.fr

Lieu: ICARE - 1C avenue de la recherche scientifique - campus CNRS Orléans

Titre : Study of physical mechanisms induced by a plasma actuator for super/hypersonic rarefied flow control applied to atmospheric entries.

Discipline : Physique

ECOLE DOCTORALE EMSTU

Résumé :

On observe un regain d’intérêt pour les missions spatiales habitées ou non. Ces projets comportent tous une phase critique qui est la rentrée dans l’atmosphère, où d’importants flux de chaleur sont subis par la surface du véhicule spatial lorsque celui-ci entre à vitesse hypersonique dans l’atmosphère. Aujourd’hui encore, les réactions physico-chimiques à haute enthalpie intervenant dans ce processus sont mal comprises et la réussite de la rentrée atmosphérique est assurée par l’établissement de marges importantes de sécurité. Afin de répondre à ces problèmes, un nouveau type de technique est proposé : des actionneurs plasma afin d’augmenter la force de traînée sur la surface du véhicule et ainsi de décroître sa vitesse. L’actionneur plasma étudié est monté sur une plaque biseautée en quartz qui sert de modèle d’étude. L’ensemble est testé dans des écoulements raréfiés super et hypersoniques, générés par la soufflerie MARHy du laboratoire ICARE. Ces écoulements reproduisant les plus hautes couches de l’atmosphère. Des modifications de l’écoulement, telles qu’une augmentation de l’angle de choc, ont été observées avec l’utilisation de cet actionneur. Cela suggère une influence de l’actionneur sur la force de traînée. Afin de mieux comprendre les phénomènes en jeu, plusieurs types de mesures ont été effectués : pression, température, spectroscopie ou encore densités électroniques. Ces mesures ont permis de mettre en évidence deux effets majeurs : thermiques et plasmiques. Il a été démontré que l’importance de ces effets dépend des conditions d’écoulement. Finalement, il a été calculé que pour une puissance de 80 W fournie à l’actionneur, la force de traînée est réduite jusqu’à 13%, ce qui entraîne une réduction des flux de chaleur de 25%. Ainsi, la faible consommation énergétique et leur poids léger font des actionneurs plasma de bons candidats pour le contrôle d’écoulements dans le cadre de missions spatiales.