TOMO PIV 4D

La plateforme d’équipements de la Fédération vient de s’enrichir d’une chaîne instrumentale unique pour la visualisation 4D d’écoulements à haute résolution spatiale et temporelle.

La chaîne « TomoPIV 4D » a été acquise en 2017 dans le cadre du projet I-MATECBIO 2015-2020 financé par le Ministère de la recherche et de l’enseignement supérieur, le CNRS, la région Occitanie et Toulouse Métropole. Ce dispositif optique, non intrusif, permet de réaliser une caractérisation instantanée des 3 composantes de vitesse, résolue en temps, dans des écoulements . Le principe de mesure consiste à ensemencer un écoulement (liquide ou gaz) avec des particules (traceurs), à éclairer en volume ces dernières au moyen d’un faisceau laser de puissance et à imager suivant différents angles de vues au moyen de 4 caméras rapides les spots de diffusion issus de ces particules. Les images ainsi obtenues sont ensuite traitées et combinées entre elles via une calibration 3D et leur comparaison par inter corrélation d’éléments de volumes ou par le suivi individuel des traceurs, issus de pas de temps consécutifs permettent d’extraire respectivement un champ de vitesses 3D (approche Eulérienne) ou une distribution de trajectoires 3D des particules (approche Lagrangienne).

La solution technique retenue lors des 2 appels d’offre (2016 & 2017) consiste en un instrument de mesure complet comprenant : stations et logiciels d’acquisition, de calibration, de calcul 3D-3C (Eulérien) et 4D (Eulérien et Lagrangien) opérant à haut taux d’ensemencement (~ 0.1ppp), 2 caméras (1Mpixels) ultra rapides (>22500im/s) et 4 caméras haute définition (4Mpixels) moyennes cadences (>1400im/s) et leurs accessoires et périphériques associés (Optiques, Montures Scheimpflug, rotules 3 axes, mires 2D et 3D de calibration, boitiers de synchronisation,...) ainsi qu’un laser haute puissance et haute cadence à double cavité (2x60mJ à 1kHz). Cette technique de pointe, couplée à des matériels d’imagerie rapide déjà présents dans nos laboratoires, offre une solution de caractérisation 4D d’écoulements à hautes résolutions spatiales et temporelles, actuellement unique en France.

Ces dispositifs ont d’ores et déjà été mis en œuvre, pour tout ou partie, dans des projets de recherche de laboratoires de la fédération tels que : « Etude de l’écoulement en aval d’un profil d’aile d’avion déformable », « Caractérisation d’injecteurs de type Airblast (réduction d’émission de polluants) », « Etude de l’influence des gaz dissous dans les procédés d’atomisation », « Etude de l’interaction entre la turbulence de l'océan et des micro-organismes actifs (plancton, copépodes) ». 

Lieu: 
Bâtiment Castex – IMFT
Photo: 
Responsable(s): 

Sébastien Cazin (IMFT, 05.34.32.28.29, Sebastien.Cazin@imft.fr)


 

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