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Campagne d’essais pour le projet Eraole® - 5 octobre 2012
L’ONERA et ANDHEO, partenaires de la Fondation Océan Vital dans le projet Eraole®, sont chargés de réaliser les études aérodynamiques de l’avion. Pour effectuer correctement cette analyse, la température de surface des ailes est un paramètre important. En effet, un panneau solaire en fonctionnement monte en température. Sur l’avion solaire Eraole®, les cellules photovoltaïques sont implantées sur le dessus de l’aile (l’extrados). L’augmentation de la température, engendre des trainées supplémentaires et diminue donc les performances de l’avion.
L’effet de l’écoulement de l’air sur cette température est un phénomène complexe, ce qui a déterminé le choix de mettre en place un essai expérimental le plus proche possible des conditions normales d’utilisation.
Le tronçon à l’échelle 1 :1 de l’aile a été monté sur le toit d’une galerie et équipé de différents capteurs afin de mesurer la température de surface en fonction du vent apparent et du rayonnement solaire. Un anémomètre permet de mesurer la vitesse du vent apparent et plusieurs régulateurs optimisent la charge électrique des cellules photovoltaïques.
L’essai a permis de mettre en évidence que la température de surface baissait rapidement avec la vitesse de l’avion, et que l’impact des cellules photovoltaïques était faible.
Nous attendons à présent l’étude de ces données par nos partenaires afin de nous confirmer les performances de l’avion.
Installation du tronçon d’aile et de son support sur la galerie de la voiture.
L’appareillage de mesure a été mis au point indépendamment et doit être installé sur le support.
L’appareillage consiste en un capteur de température de surface par infrarouge, un anémomètre, un thermocouple. Troie régulateur MPPT convertissent la puissance produite par les cellules et l’envoient vers une charge fictive.
La fixation du tronçon et les différents alignements sont vérifiés et ajustés.
Le point principal de la mesure consiste à acquérir une température de surface via un capteur infrarouge, qui est ici protégé du rayonnement direct du soleil.
Le capteur infrarouge est positionné de manière à voir la température d’une cellule, en limitant les perturbations à l’écoulement de l’air et les ombrages.
La partie la plus horizontale du profil est sélectionnée pour éviter les écarts de rayonnement lors des changements d’orientation du véhicule. Un régulateur MPPT permet la charge des 14 cellules et garantit des conditions normales d’utilisation.
A bord, toutes les grandeurs sont mesurées et enregistrées en temps réel. Différents affichages permettront de sélectionner le trajet adéquat et de détecter toute anomalie. La batterie a été déchargée et absorbera l’énergie produite par les cellules photovoltaïques
Le créneau météorologique est court mais s’annonce bien. Le ciel se dégage parfaitement, ce qui permet une température ambiante de 21°C et un rayonnement solaire de 700W/m² en surface horizontale.
Le véhicule est prêt à partir.
A bord, les dernières vérifications permettent de vérifier le fonctionnement correct de l’appareillage.
Le ciel en direction de La Roche-sur-Yon reste couvert, la voie rapide ver Talmont est préférée. Plusieurs allers et retours seront effectués à différentes vitesses. La vitesse du vent apparent atteint 120 km/h lorsque le véhicule se déplace face au vent.
Les mesures annoncent un refroidissement suffisant de la surface de l’aile dès 70 Km/h. Une qualification du refroidissement se poursuit sur les basses vitesses en roulant sur la bande d’arrêt d’urgence.
Les ombrages (ponts, arbres) sont difficiles à éviter, mais les régulateurs fonctionnent bien et se stabilisent rapidement.