Les moyens d'essai utilisés par le Centre Acoustique sont situés dans les bâtiments KCA, J12, I11 et E6 sur le campus de l'ECL et sont présentés via les liens :

• Grande chambre sourde (KCA)
• Soufflerie subsonique haut-débit (KCA)
• Soufflerie supersonique (KCA)
• Banc soufflante LP3 (J12)
• Soufflerie Caiman (J12)
• Salle d'écoute (J12)
• Petite chambre sourde (E6)
• Soufflerie subsonique (E6)
• Bancs de caractérisation de matériaux (E6-J12)

Le banc Phare, piloté par l’équipe Turbomachines, complète ces moyens d’essais.

• Banc PHARE (G8)

Responsable : Pascal Souchotte (pascal.souchotte AT ec-lyon.fr)

Construite en 1984, la grande chambre sourde KCA a été rénovée entièrement en 2020 afin de moderniser l’installation en améliorant la sécurité des usagers (matériaux absorbants, accès, manutention…) et les possibilités d’instrumentation de la chambre sourde.

 

Cette chambre sourde avec les souffleries associées est uniquement dédiée à des projets de recherche (contrats institutionnels, contrats industriels et/ou thèses).

La chambre sourde KCA possède un volume utile d’environ 1000 m3 (longueur 10 m, largeur 9 m et hauteur 8 m), dimensions quasiment uniques pour un dispositif universitaire. Toutes les parois de la salle (y compris le sol) sont intégralement recouvertes de matériaux absorbants.

 

Son niveau de bruit de fond est de l’ordre de 20 dBA et sa fréquence de coupure de l’ordre de 100 Hz.

 

Les caractéristiques géométriques de la salle permettent de s’affranchir notamment de zones de recirculation lorsque les souffleries à veine ouverte décrites ci-dessous sont en fonctionnement.

 

La salle d’essais, qui répond à la norme ISO3745, dispose de plusieurs servitudes dont un palan de manutention 1T, des rails pour insérer des maquettes depuis l’extérieur du bâtiment, un système d’aspiration de couche limite avec une précision de régulation entre 0 et 800 g/s de l’ordre de 2 %, et une puissance électrique en attente d’environ 100 kW pour l’implantation temporaire d’un équipement spécifique.

 

Le poids maximal autorisé sur les rails est d’environ 1 T/m et l’ouverture pour l’amenée des maquettes ne peut excéder 2000 mm*2000 mm.

La soufflerie subsonique KCA est l’un des grands équipements du LMFA. Elle est utilisée pour étudier les écoulements rapides générant du bruit d’origine aérodynamique (bruit de jet, bruit de profil en écoulement, …). Elle a récemment été modifiée (changement du conduit et de la motorisation) afin de pouvoir atteindre des vitesses d’écoulement proches de celle d’un avion de ligne en vol de croisière (Mach 0.8 sur une section de 200 mm de diamètre).

 

Cette soufflerie est uniquement dédiée à des projets de recherche (contrats institutionnels, contrats industriels et/ou thèses).

L’air est généré par un ventilateur centrifuge à double volute, spécialement conçu pour nos applications (poids 9 tonnes), d’une puissance de 800 kW pouvant fournir une pression génératrice maximale de 55 kPa. La stabilité de l’écoulement est assurée à 0.1 % près.

 

La soufflerie est un circuit ouvert débouchant dans la grande chambre sourde KCA. Ses dimensions globales sont de 30 mètres de long et 2 mètres de diamètre. Des silencieux acoustiques sont insérés à l’intérieur du conduit pour atténuer le bruit de la salle des machines (ventilateur, servitudes…) / (TL > 80 dBA sur la gamme [63 Hz ; 20 kHz]).

 

La conception de la soufflerie (chambre de tranquillisation, série de grilles fines, convergent final adapté) permet d’obtenir un écoulement homogène et quasi-laminaire en sortie de conduit (taux de turbulence de l’ordre de 0.5 %).

 

La section de sortie standard est une section carrée de 560 mm*560 mm, pour un débit maximum de l’ordre de 20 kg/s et une vitesse de 60 m/s. Il est possible d’insérer à l’aval de la sortie standard un tronçon spécifique complémentaire de veine d’essais de 8 mètres au maximum et de section variable (par exemple, M = 0.5 avec un débit massique de 19.4 kg/s dans une section de sortie de 300 mm × 400 mm ou M = 0.8 avec un débit massique de 10.4 kg/s dans une section de sortie circulaire D = 200 mm).

Construite en 1993, la soufflerie supersonique KCA est principalement dédiée à l’étude de bruit de jets supersoniques et à l’étalonnage de sondes à très hautes vitesses. L’une des spécificités de cette installation est de fournir un jet supersonique (typiquement Mach 1.6 dans une section de 50 mm de diamètre) de manière continue. La plupart des souffleries délivrant de telles vitesses sont généralement des souffleries dites « à rafales ».

 

Cette soufflerie est uniquement dédiée à des projets de recherche (contrats institutionnels, contrats industriels et/ou thèses).

L’une des particularités de cette soufflerie est de pouvoir fournir, en continu, un jet à une vitesse de Mach 1.6 (NPR proche de 4.17), avec une précision de régulation inférieure à 1%, sur une section circulaire de 50 mm pour un débit de 1 kg/s environ.

 

Le dispositif expérimental est équipé d’un compresseur centrifuge d’une puissance de 350 kW pouvant fournir une surpression de 3.2 bars, complété par plusieurs servitudes à demeure : un échangeur thermique (64 kW), un sécheur d’air (10.4 kW) et un système de refroidissement du compresseur (10 kW). La soufflerie est un circuit ouvert débouchant dans la grande chambre sourde KCA. Pour la mesure précise du nombre de Mach, des capteurs de pression différentielle haut de gamme et une station météo (pression atmosphérique et température) complètent le dispositif.

Mise en service en 2016, le banc PL3 a fait l’objet de multiples modifications durant ces dernières années, notamment impulsées par notre partenariat privilégié avec Safran Aircraft Engines (chaires industrielles ADOPSYS et ARENA). Il s’agit d’un banc dédié à la mise au point de méthodologies d’étude de bruit de machines tournantes carénées

 

Ce banc d’essais est uniquement dédié à la recherche (contrats institutionnels, contrats industriels et/ou thèses).

La source tournante est actuellement un module de ventilation d’aéronef, d’une vingtaine de cm de diamètre. La vitesse de rotation du rotor est régulée entre 2000 tr/min et 10000 tr/min avec une précision de l’ordre de 1 tr/min.

 

La mesure du débit est assurée avec une précision de l’ordre du %, par un tube de Venturi spécialement dessiné, tandis que la dépression créée par la machine tournante est mesurée par moyennage de prises de pression statique à l’amont et à l’aval de la machine.

 

Le conduit principal, d’une longueur de 6 m, est modulaire et permet l’implantation d’instrumentation acoustique (microphones classiques, sondes déportées, nappes de capteurs mems, générateur de modes tournants…) ou aérodynamique (fil chaud, LDA…).

 

Un écran anti-turbulence (TCS), spécialement conçue par nos équipes afin d’homogénéiser la turbulence impactant le rotor, ainsi qu’une antenne de 100 microphones peuvent être placé au niveau de l’entrée d’air du conduit.

 

Enfin, un système de vannage insonorisé permet également d’atteindre des régimes critiques, générant des décollements tournants, voire du pompage.

Mise en service en 2022, la soufflerie CAIMAN est principalement dédiée à l’étude de matériaux sous écoulement rapide et soumis à un fort niveau acoustique.

 

Cette soufflerie est prioritairement dédiée à la recherche (contrats institutionnels, contrats industriels et/ou thèses), mais peut être utilisée ponctuellement par des projets d’élèves.

Le ventilateur centrifuge d’une puissance de 30.4 kW permet d’atteindre des vitesses de l’ordre de Mach 0.4 dans la section de référence de 70 mm*110 mm, pour un débit massique de 1.1 kg/s.

 

La veine d’essais d’une longueur totale de 6 mètres est équipé de silencieux d’insonorisation et de terminaisons anéchoïques en amont et en aval de la zone de test (porte échantillon de référence rectangulaire d’une longueur de 400 mm).

 

Pour les mesures acoustiques classiques, le banc est instrumenté de 4 microphones, à demeure, à l’amont et à l’amont du porte échantillon pour réaliser classiquement des mesures de perte par transmission (TL) et de perte par insertion (IL) en ondes planes. Pour les analyses multimodales (i.e. au-delà de la fréquence de coupure du conduit), le banc dispose d’inserts amovibles permettant, à façon, d’implanter plusieurs dizaines de microphones en paroi de conduit.

 

Un module spécifique (silencieux, …) peut être inséré en lieu et place du porte échantillon (longueur 400 mm), à la condition de prévoir des portions d’adaptation.

Une nouvelle salle d’écoute a été récemment réinstallée afin de soutenir une thématique émergeante du laboratoire.

Construite au début des années 1970, en même temps que la soufflerie subsonique associée, la chambre sourde E6 possède des performances tout à fait uniques. Elle a été entièrement rénovée et mise aux normes en 2023.

 

Ce banc d’essai est indifféremment dédié à l’enseignement et à la recherche (masters, contrats institutionnels, contrats industriels et/ou thèses).

La chambre sourde E6 possède un volume utile d’environ 120 m3 (6.1 m*4.6 m*3.8 m). Toutes les parois de la salle (y compris le sol) sont intégralement recouvertes de matériaux absorbants. Posée sur un lit de sable, elle est totalement découplée du sol et du bâtiment. Cela lui permet de disposer d’un niveau de bruit de fond extrêmement bas de l’ordre 6 dBA et sa fréquence de coupure de l’ordre de 80 Hz.

 

La salle d’essais, qui répond à la norme ISO3745, dispose de plusieurs servitudes dont un palan de manutention 0.5 T, et un système d’aspiration silencieux pour éviter les recirculations dans la salle.

 

Le poids maximal autorisé pour les maquettes où l’instrumentation est d’environ 250 kg/m2 et l’ouverture pour l’amenée des maquettes ne peut excéder de 800 mm*2000 mm. L’une des particularités de cette soufflerie est de pouvoir fournir, en continu, un jet à une vitesse de Mach 1.6 (NPR proche de 4.17), avec une précision de régulation inférieure à 1%, sur une section circulaire de 50 mm pour un débit de 1 kg/s environ.

Construite en 1974, la soufflerie E6 a été partiellement rénovée (rebobinage des moteurs en 2013 / changement du système de pilotage en 2015).

 

Cette soufflerie est indifféremment dédiée à l’enseignement et à la recherche (masters, contrats institutionnels, contrats industriels et/ou thèses).

La soufflerie est composée de 6 ventilateurs axiaux d’une puissance totale de 36 kW, permettant de délivrer une vitesse d’écoulement de 40 m/s dans une section de référence de 300 mm*150 mm. La stabilité de l’écoulement est assurée à 0.1 % près. La conception de la soufflerie permet et d’obtenir un écoulement homogène et quasi-laminaire (taux de turbulence inférieur à 0.5 %) en sortie de conduit.

 

La soufflerie débouche dans la petite chambre sourde E6. Un système d’aspiration complète le dispositif afin d’éviter les recirculations dans la salle d’essais.

 

Des points de reprise au sol et sur les murs permettent le positionnement de maquettes, d’instrumentation et de veines d’essais spécifiques dans la salle en sortie de soufflerie.

En complément des installations précédemment décrites, le Centre Acoustique du LMFA dispose de bancs très classiques de caractérisations acoustiques de matériaux : deux salles réverbérantes, un tube à ondes stationnaires, …

 

Ces bancs d’essais sont indifféremment dédiés à l’enseignement et à la recherche (masters, contrats institutionnels, contrats industriels et/ou thèses).

Les deux salles réverbérantes ont un volume de 127 m3 chacune. Elles sont équipées, à demeure, d’une source omnidirectionnelle et d’un bras tournant supportant un microphone spécial champ diffus. Le temps de réverbération est de l’ordre de 9 secondes à 1000 Hz.

 

Le tube à onde stationnaire permet de mesurer le coefficient d’absorption de matériaux en incidence normale. Des échantillons cylindriques peuvent être testés sur deux gammes de fréquences : entre 100 Hz et 1600 Hz (diamètre des échantillons 100 mm) et entre 1600 Hz et 6400 Hz (diamètre des échantillons 35 mm).

Mise en service en 2014, le banc PHARE a fait l’objet de multiples modifications durant ces dernières années, notamment impulsées par notre partenariat privilégié avec Safran Aircraft Engines. Il s’agit d’un banc dédié à des études multiphysiques sur les thématiques de l’aérodynamique, de l’aéroélasticité et de l’aéroacoustique des machines tournantes carénées. Le banc Phare est constitué d’une soufflante de réacteur aéronautique échelle ¼ placé dans une chambre anéchoïque.

 

Ce banc d’essais est uniquement dédié à la recherche (contrats institutionnels, contrats industriels et/ou thèses).