La soufflerie Eiffel a 100 ans (1ère partie)

Rares sont les équipements industriels centenaires et encore plus rares ceux servant à la mise au point de produits high tech. Pourtant la soufflerie de Gustave Eiffel, située en plein Paris, fait toujours office de référence et participe à l’élaboration de programmes de haut niveau comme la DS3 WRC de Sébastien Loeb.

C’est un joli petit bâtiment en pierres de taille situé aux pieds d’immeubles haussmanniens dans le 16e arrondissement de Paris. Sa silhouette est certes désuète, fleurant bon le 19e siècle, mais rien ne laisse deviner ce qui se passe à l’intérieur et encore moins que l’on y travaille sur des projets novateurs, bien en prise avec notre 21e siècle. Bienvenue au Laboratoire Aérodynamique Eiffel.

Tout le monde connait Gustave Eiffel, le grand ingénieur dont les structures métalliques ont révolutionné le monde de la construction. Mais ce génie avait un ennemi, le vent ! « Le vent a toujours été pour moi un sujet de préoccupation. Il était mon ennemi », disait-il régulièrement quand on l’interrogeait sur son œuvre. Aussi, dès la Tour Eiffel construite sur le Champs de Mars à Paris, l’a-t-il utilisée pour mener des études sur la résistance de l’air. Des essais perfectionnés de 1903 à 1906 grâce à un appareil de chute libre glissant sur un câble vertical reliant le 2e étage au sol. Des essais qu’il a ensuite poursuivis de 1909 à 1912 dans une petite soufflerie abritée dans un baraquement en bois au pied de la Tour. Il y mettra au point des profils d’ailes et d’hélice pour des aéroplanes. Au total 4 000 essais y seront menés, lui apportant une réputation internationale.

Contraint de démolir cette construction jugée inesthétique, mais toujours persuadé de l’intérêt des recherches aérodynamiques, notamment pour l’industrie aéronautique en plein essor, il s’exila à quelques kilomètres vers la Porte d’Auteuil, alors presque à la campagne, où il fit construire en 1912 la soufflerie que nous allons visiter.

La chambre Eiffel

Ce bâtiment comporte une halle de 30 mètre de long par 13 de largeur et 10 de hauteur, plus quelques pièces annexes servant de bureaux, ainsi qu’un logement pour le gardien. La halle abrite la soufflerie, qui comporte une innovation majeure : la chambre Eiffel.

Alors que les autres souffleries étaient constituées d’un simple tube de diamètre constant, Gustave Eiffel eut l’idée de réduire progressivement le diamètre du tube en amont de la chambre d’expériences, puis de le faire augmenter en aval. Ce qui avait pour effet d’accélérer localement la veine d’air dans la chambre d’expériences et de la ralentir en sortie De plus, cela demandait un ventilateur de moindre puissance donc plus économique à l’achat et à l’utilisation.

Avec un simple moteur de 50 CV, Gustave Eiffel pouvait ainsi obtenir dans cette chambre d’expériences, disposant d’une buse d’entrée de 2 mètres de diamètre, un flux d’air d’une vitesse de 30 m/s (108 km/h). Une petite soufflerie auxiliaire latérale permettant les 40 m/s fut rapidement démontée car n’apportant pas de résultats plus précis.

Notons que la première soufflerie du Champs de Mars, pour une même puissance installée de 50 CV ne pouvait produire qu’un flux d’air de 18 m/s sur un diamètre de 1,5 m. Eiffel calcula que s’il avait gardé le même principe constructif pour sa soufflerie d’Auteuil, il lui aurait fallu disposer d’un moteur de 400 CV pour obtenir le flux de 30 m/s sur un diamètre de 2m. L’efficacité énergétique était déjà une préoccupation importante pour les ingénieurs voici un siècle !

Autre innovation, la chambre d’expériences est une simple pièce ouverte, située entre le convergent et le divergent, que les visiteurs de l’époque baptiseront vite la ‘‘chambre Eiffel’’. Cette disposition remporta vite l’adhésion des spécialistes, car l’accès facile à la chambre d’expériences facilitait la mise en place des maquettes ou éléments à étudier, tandis que les résultats étaient tout aussi précis que ceux obtenus dans des veines fermées.

Et l’instrumentation permettant la mesure des effets aérodynamiques connut elle aussi des évolutions majeures.

Nous en reparlerons la semaine prochaine.

Pour en savoir plus : http://www.aerodynamiqueeiffel.fr

Jean-François Prevéraud, journaliste à Industrie & Technologies et l’Usine Nouvelle, suit depuis plus de 30 ans l’informatique industrielle et plus particulièrement les applications destinées au monde de la conception (CFAO, GDT, Calcul/Simulation, PLM…). Il a été à l’origine de la lettre bimensuelle Systèmes d’Informations Technologiques, qui a été intégrée à cette lettre Web hebdomadaire, dont il est maintenant le rédacteur en chef.

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