Activites de recherche et formation doctorale

2.2.2 : Deuxième banc : banc convectif simulant un roulage, à orientation variable [T4]

Le principal défaut du premier banc d’essais était lié à l’impossibilité de faire varier dynamiquement l’orientation du véhicule par rapport au soleil et de contrôler le vent apparent. Or, ces deux fonctions sont nécessaires pour valider les simulations dans le cas d’un véhicule en mouvement. De plus, la tente utilisée pour s’affranchir du rayonnement solaire imposait des conditions de stagnation, à l’ombre, peu réalistes (ambiance très chaude).

C’est pourquoi, en accord avec notre partenaire IMRA Europe, nous avons conçu et développé un deuxième banc d’essais sur leur site (à moins d’un kilomètre du laboratoire).
Les principales caractéristiques de ce banc d’essais sont semblables à celui construit auparavant, avec cependant deux fonctionnalités supplémentaires :

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  le véhicule testé était installé sur un plateau tournant motorisé et programmable ;
  
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  une batterie de ventilateurs de grosse puissance permettait de générer un vent apparent pouvant aller jusqu’à 50 km/h, représentatif d’un parcours urbain ;
  
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  les écrans solaires étaient constitués de films réfléchissant à plus de 95 % le rayonnement solaire, faisant de l’ombre au véhicule sans gêner les échanges par convection.
  

De plus, l’acquisition de données a été remise à niveau à partir de matériels d’acquisition et de traitement des données actualisées.

Plusieurs milliers d’heures d’essais ont été enregistrées, dans de multiples configurations. Certains essais ont permis de valider l’outil numérique de simulation des transferts thermiques ATHEBES (voir plus loin). D’autres ont permis de tester diverses solutions technologiques pour le refroidissement passif de l’habitacle.
Les graphes ci dessous donnent une image des mesures enregistrées le 16 août 1993. La voiture a été exposée à l’ensoleillement toute la journée, face au sud.


Figure 14 : Conditions météorologiques de 16 août 1993
Les essais ont été effectués par une journée chaude (entre 33 et 35 °C de 13 h 30 à 18 h), et sans nuage avec un ensoleillement global atteignant 850 W/m2 vers 12 h solaires.
Les températures d’air ont atteint des valeurs supérieures à 75 °C (au niveau du plafond à l’arrière). Les zones d’occupation (avant gauche, milieu arrière) ont largement dépassé les 65 °C. Enfin, on peut noter une zone beaucoup moins chaude, au niveau des pieds, qui peut s’expliquer par une stratification de l’air dans l’habitacle clos.
Quant aux températures des surfaces intérieures, certaines ont dépassé les 100 °C, au niveau des sièges. On remarque très facilement l’influence du passage de la tache solaire directe. Entre la partie de siège exposée et celle qui est à l’ombre, on note jusqu’à 30 °C d’écart. Quant à la plage arrière, sa température monte quand même jusque vers 90 °C, bien qu’elle soit mieux protégée que les autres surfaces de l’ensoleillement direct.

Figure 15 : températures d’air mesurées le 16 août 1993


Figure 16 : quelques températures des surfaces internes mesurées le 16 août 1993