Caractérisation et modélisation des pertes et du bruit liés aux écoulements dans les ventilateurs fonctionnant hors-optimum

Dans le contexte actuel de la pandémie de COVID-19, le nécessaire ralentissement de la propagation du virus passe par des gestes barrières qui ne peuvent pas être respectés dans tous les environnements communautaires ou professionnels. Les besoins en ventilation doivent être augmentés dans les espaces fermés comme les écoles, les espaces de bureaux, les transports, les centres commerciaux. Ceci a un coût important pour atteindre des taux de renouvellement d’air plus sains en augmentant les débits d’air et la qualité de filtration grâce à des filtres à très haute efficacité tels que recommandés par l’Institut National de Santé Publique. Ce coût pourra être très important en période hivernale du fait des fuites thermiques associées au renouvellement d’air.

Faire fonctionner des ventilateurs à plus haute charge et plus haut débit nécessite d’augmenter les vitesses de rotation, lorsque cela est possible, et de sortir des plages de fonctionnement initialement prévues. Au-delà des pertes en efficacité, ces points de fonctionnement sont associés à des mécanismes acoustiques et vibratoires importants. Les nuisances sonores peuvent dégrader les conditions de travail et d’accueil des utilisateurs dans les espaces intensément ventilés ou les locaux à proximité de l’installation des ventilateurs principaux. De plus, cela réduit considérablement la durée de vie des équipements de ventilation du fait des vibrations et des contraintes mécaniques, électriques et thermiques pour lesquelles les systèmes ne sont pas conçus.

Le but de ce projet est de développer de nouveaux modèles paramétriques des écoulements de machines centrifuges en dehors de leurs points de conception, en particulier à fortes charges. Ces modèles, s’appuyant sur des techniques issues de l’intelligence artificielle, permettront d’améliorer le calcul des pertes aérodynamiques et des sources de bruit à l’étape de conception des ventilateurs.

Le développement de ces modèles repose sur l’utilisation de données expérimentales et numériques. Les données expérimentales, originales par les techniques expérimentales de pointe mises en œuvre, compléteront les données numériques obtenues grâce à la simulation haute fidélité. Ce projet inclut dans sa première phase, la conception, réalisation et installation d’un banc d’essai de mesure de performances aérauliques à l’École de Technologie Supérieure.

À l’issue de ce projet, de nouvelles modélisation et caractérisation des pertes et du bruit permettront le développement de ventilateurs plus versatiles capables de s’adapter à différentes demandes de fonctionnement et seront des atouts compétitifs pour nos industries.