Etude expérimentale des mécanismes de conversion électromécanique d’un actionneur plasma pour le contrôle du givrage

Le givrage correspond à l’accrétion de glace après impact de gouttes d’eau sur des parois sous-refroidies. Ce phénomène touche de nombreux domaines et secteurs d’activités industriels. Des systèmes de luEtude expérimentale des mécanismes de conversion électromécanique d’un actionneur plasma pour le contrôle du givragettes contre le givrage existent mais leur déploiement reste encore limité en raison de leur difficulté d’intégration (encombrement, robustesse et sobriété) ou de méconnaissances des mécanismes mis en jeux. Cette étude propose d’utiliser un actionneur plasma de type Décharge à Barrière Diélectrique (DBD) qui permet une meilleure intégration. Les DBD sont des plasmas froids qui s’établit à la surface d’un diélectrique et où une partie de la puissance électrique est convertie en chaleur. Dans cet article, nous proposons d’étudier le mode anti-givrage de l’actionneur plasma. Ce mode d’action de l’actionneur vise à interdire tout dépôt de glace sur la paroi après impact de gouttes. Cependant, les mécanismes mis en jeux lors cette conversion électrothermique, et comment ils interagissent avec les gouttes impactantes, restent encore mal connus : contribution de l’échauffement du diélectrique (paroi) et de l’écoulement de convection naturelle induit. Ainsi, l’objectif de cette étude est d’éclairer le rôle de ces deux sources de chaleur. Pour y répondre, nous proposons de mettre en œuvre la thermométrie par imagerie de fluorescence induite par laser (PLIF) pour deux configurations différentes. La première configuration consiste en une analyse statique durant laquelle l’échauffement d’une goutte suspendue au-dessus du plasma est mesuré. Le cas de température ambiante est d’abord considéré avant de regarder le cas où l’ensemble (air ambiant et actionneur plasma) est refroidit jusqu’à – 35∘^{\circ}C environ grâce à une enceinte réfrigérée. Dans la seconde configuration, l’échauffement de la goutte est mesuré lors de son impact sur le diélectrique pour les deux mêmes cas que précédemment : température ambiante et ensemble refroidit à –35∘^{\circ}C. Pour cette seconde configuration, un système de PLIF rapide (3000 images/s) est utilisé pour pouvoir décrire l’échauffement de la goutte pendant l’impact et juste avant.

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