equipement

 


Les outils mis à notre disposition dans le cadre de la réalisation de ce T.P sur la houle sont:

le canal de l'ENSEEIHT en salle de Travaux Pratiques du département Hydraulique et Mécanique des Fluides.

Le batteur de houle qui sera disponible à l'ENSEEIHT dans le courant de l'année 1999.

2 capteurs de pression différentiels à membrane à +/- 860Pa et +/- 3500Pa.

Une sonde capacitive.

Des micro-moulinets.

Une caméra numérique.

Deux tubes de pitot

tp houle

LE CANAL

dimensions:   

longueur : 14 mètres

largeur : 25 centomètres

profondeur : 50 centimètres

LE BATTEUR DE HOULE

Si il n'existe pas encore à l'ENSEEIHT, l'IMFT dispose aujourd'hui d'un batteur de houle performant qui a été mis à notre disposition pour tester les premières manipulations expérimentales.

Au cours de l'année 1999, il est prévu que le canal soit équipé d'un "pseudo batteur de houle" réalisé à l'aide du mouvement alternatif de la vanne située à l'entrée du canal (cf. Schéma du canal).

La vanne s'ouvrira et se fermera donc alternativement, ce qui permet de générer une houle fonction de la pulsation de la vanne dans un canal rectangulaire.

DEUX CAPTEURS DE PRESSION DIFFERENTIELLE A MEMBRANE

Description

Ces capteurs de pression ont été conçu pour mesurer des basses et moyennes pressions en laboratoire et sont aussi utilisé pour réaliser des mesures sur avions, missiles.

L'élément qui capte la presion est un diaphragme creux en métal inoxydable, serré entre deux moitiés du même matériau, sous forme d'un assemblage symétrique.Une bobine convertisseuse de signaux est encastrée entre les deux moitiés et capte la déflection du diaphragme.Cette bobine encastrée est aussi recouverte d'une couche inoxydable, de telle sorte que le capteur entier présente une parfaite inoxydabilité vis à vis du fluide. Des valves situées sur les côtés viennent faciliter les mesures dynamiques.

MICROMOULINETS

Les micro-moulinets sont conçus pour mesurer et enregistrer de faibles vitesses d'écoulement dans des canaux hydrauliques.Ils sont destinés essentiellement aux essais de laboratoire dans des canaux ou conduits de faibke dimension, à des vitesses de 2.5cm/s jusqu'à 300cm/s selon le type de sonde.

La sonde est constituée d'un tube support de faaible diamêtre comportant à sa base une tête de mesure de 25mm d'encombrement hors tout. Cette sonde est reliée à un indicateur par l'intermédiaire d'un cable. La tçete de mesure est constituée d'unmoulinet en PVC à 5 aubes de diamêtre 11.6 mm, montée sur un axe en acier inoxidable à pivots coniques. Le guidage de cet axe est réalisé par saphirs synthétiques montés sur une couronne de 25 mm. Un micro capteur de variation d'inpédance transmet un signal proportionnel aux fréquences de passge des aubes morsque le moulinet est entrainné dans un écoulement liquide.

La précision d'un micro-moulinets est de +/- 1% de la vitesse réelle et sa température de fonctionnement doit se situer entre 0°C et 50°C.Le fluide dans lequel est placé le molinet se doit de plus d'avoir des propriétés de conductivité semblables à l'eau.

LA SONDE CAPACITIVE

La capacité de la sonde varie en fonction de la longueur de fil immergée. A l'aide d'une carte d'étalonnage (et après étalonnage) on peut visualiser sur PC la variation de hauteur d'eau autour d'une position moyenne.Un programma test point mis au point par Gilles Haram devrait enfin pouvoir d'accéder à la vitesse spectrale, au calcul de la longueure d'onde, de la vitesse de phase e la vitesse de groupe, ... . (Ce programme pourra d'ailleurs être adaptable aux capteurs de pression différentielle à membrane.

COMPLEMENTS

Tous les moyens d'observation et de mesures de la houle cités auparavant ne sont bien sur pas utilisables en situation réelle (océan). On se propose ici de passer en vue quelques moyens d'observation et de mesure de la houle réelle.

Les mâts de houles: le plus simple procédé est d'observer le mouvement de l'eau par rapport à un objet fixe, qui ne doit pas perturber la houle, donc être de petite dimension. Cependant la pose d'un mât de houle est une opération onéreuse qui n'est possible qu'à proximité du rivageet l'observation en est malaisée aux moments interessants où sévissent les tempêtes.

Les méthodes optiques:la photographie, la cinématographie, la stéréophotographie de la surface de la mer sont des solutions intéressantessi les appareils de prise de vue sont disposés à une hauteur suffisante. Ces méthodes ont en plus l'avantage de donner la direction de la houle. Ces méthodes n'étant pas applicables la nuit ou pazr temps de brume, une méthode de photographie de la surface de la mer par radar de courtes longeur d'onde. La méthode est simple , peut fonctionner en permanence et est peu onéreuse; mais elle ne donne pas l'amplitude de la houle.

Les houlographes à ulta-son:Un sondeur à ultra-son à faisseau très étroit, posé sur le fond et dirigé vers la surface, en mesurant l'épaisseur de la couche d'eau, permet d'enregister l'agitation au dessue au dessus de lui. L'appareil doit être relié à l'enregistreur par câble ce qui limite son emploiau voisinage d'installations en mer ou près des côtes. Un autre inconvénient provient du fait que la limite air-eaudes vagues couvertes de moutons ou de vagues déferlantes n'est pas suffisamment bien définie pour être détectée par l'appareil.

Les bouées: Les mouvements verticaux de la surface de la mer sont en principe communiqués à un flotteur. La société hollandaise Datawell a développé un appareil constitué d'une bouée comportant u accéléromètre dont les indications sont intégrées deux fois afin d'avoir des informations concernant la houle. Les inconvénients proviennent de la perturbation du suivi des mouvements de la surface de l'eau dus à la réaction de l'amarre et à l'inertie propre du flotteur.