Numéro 1, Décembre 2009

Diagnostic optique des écoulements

Mesures par la technique de Fluorescence par Faisceau d’Electrons (FFE) en hypersonique

Auteurs: 

A.K. Mohamed, J. Bonnet, S. Larigaldie, T. Pot, J. Soutadé, B. Diop

La Fluorescence par Faisceau d’Electrons (FFE) est une technique qui est bien adaptée pour fournir des mesures locales dans des écoulements rapides à basse densité rencontrés au cours d’une rentrée atmosphérique. Un faisceau d’électrons d’énergie élevée de l’ordre de quelques dizaines de keV est employé pour exciter les molécules ou atomes d’un gaz, produisant une fluorescence de rendement plus élevé que par une excitation optique, ce qui rend cette technique intéressante pour sonder des écoulements à très basse densité. La mesure la plus répandue est la visualisation d’écoulement en faisant balayer le faisceau (ou en utilisant un plan d’électrons) ce qui permet d’observer les structures d’ondes de chocs et parfois d’obtenir des cartographies de la densité. L’analyse spectroscopique de la fluorescence permet l’identification des espèces chimiques présentes ainsi que des mesures des températures de rotation et de vibration. Ces dernières mesures sont très utiles pour l’étude des interactions couche limite - paroi ainsi que pour caractériser la chimie dans les zones des ondes de choc qui est souvent en non-équilibre pour les écoulements à haute enthalpie. La mesure de la vitesse est aussi possible en exploitant le décalage Doppler dans la position des raies d’émission ou en utilisant la méthode de temps de vol à l’aide d’un faisceau pulsé.

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