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EnglishRÉSUMÉ
Les techniques d'anémométrie à laser sont utilisées en laboratoire, notamment avec des modèles embarqués sur des aéronefs. L'évolution des techniques de laser liée aux télécommunications et les techniques d'intégration des composants optiques ont rendu possible une simplification et une miniaturisation extrêmement significative des équipements. Diverses applications sont envisageables, tant pour l'anémométrie de série des avions, que pour celle des hélicoptères, ou pour l'étalonnage et le calibrage lors des essais en vol. Une utilisation à plus long terme pour la mesure des hétérogénéités de vent est aussi envisagée.
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Jacques MANDLE : Direction technique, centre de compétence navigation
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Jean-Pierre SCHLOTTERBECK : Responsable produit, centre de compétence navigation
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Alain VERBEKE : Responsable produit, centre de compétence navigation - Thales Avionics
INTRODUCTION
Depuis de nombreuses années, les techniques d'anémométrie à laser sont utilisées par des chercheurs en laboratoire et en soufflerie. Une première synthèse de ces techniques existait, objet de la précédente version de l'article [E 4 320], mais elle datait de 1994. Ce nouvel article, décrit l'évolution de l'état de la technique, en particulier sur les deux décennies qui ont suivi, en ce qui concerne l'anémométrie embarquée sur aéronef, et envisage les applications les plus probables.
Dans un premier temps, on passe en revue les principes physiques fondamentaux qui pilotent les mesures de décalage Doppler, soit dans l'infrarouge, soit dans l'ultraviolet. Les principes de détection hétérodynes et le traitement « monoparticule », traitement fondamental permettant d'envisager un fonctionnement permanent sont décrits. Un tour d'horizon des travaux dans le monde est ensuite effectué, puis les travaux au sein de la société Thales sont présentés. Du fait de l'évolution des techniques de laser liée aux télécommunications (généralisation des lasers « état solide », de longueur d'onde voisine de 1,5 μm) et aux techniques d'intégration des composants optiques, une simplification et une miniaturisation extrêmement significatives des équipements ont été rendues possibles. Diverses applications sont envisageables, tant pour l'anémométrie de série des avions, en utilisant une mécanisation complètement différente de celles des systèmes actuels, que pour celle des hélicoptères, ou pour l'étalonnage et le calibrage lors des essais en vol. Une utilisation à plus long terme pour la mesure des hétérogénéités de vent est aussi envisagée. En parallèle, l'évolution des normes aéronautiques concernant l'indépendance des constituants favorisera l'utilisation en série de systèmes mixtes sur avion de transport à moyen terme.
MOTS-CLÉS
VERSIONS
- Version archivée 1 de févr. 1998 par Jacques MANDLE
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2. Travaux réalisés à ce jour
2.1 Dans le monde
Des travaux ont commencé dans les années 1970, en particulier aux États-Unis, où la NOAA (National Oceanic and Atmosphere Administration ) ainsi que la NASA ont entrepris très tôt des recherches. De nombreuses universités et des centres de recherche militaire ont aussi travaillé dans ce domaine. Des groupes industriels, tels que Raytheon, United Technologies, Lockheed, Titan, ont effectué des travaux dans ce domaine, ce qui a conduit à des essais en vol pour certaines solutions.
En Grande-Bretagne, des travaux menés par la DRA (Defence Research Agency ) ont conduit dès le début des années 1980 à des essais en vol .
En Allemagne, l'essentiel des travaux s'est concentré à la DLR (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt ) autour d'un système continu basé au sol dans un premier temps .
En France, les services officiels de la Délégation générale pour l'armement (DRET : Direction des recherches et études techniques, STTE : Service technique des télécommunications aéronautiques) et la DGAC (Direction générale de l'aviation civile) ont soutenu dès 1979 des travaux de développement d'anémomètres à laser chez SEXTANT Avionique, ainsi qu'à l'Institut de Saint-Louis en vue d'applications majoritairement aéroportées sur aéronefs rapides. Dès 1986, les services officiels français ont permis la réalisation d'un anémomètre laser, nommé ALEV
Une bonne vision de synthèse des travaux dans le monde jusqu'au milieu de la décennie 2000 est présentée dans ...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - SMART (A.) - Optical velocity sensor for air data application. - Optical engineering, vol. 31, p. 1 (1992).
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(2) - WOODFIELD (A.A.), VAUGHAN (J.M.) - Using an airborne CO2 CW laser for stream airspeed and windshear measurements. - TM FSB 557 (1964).
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(6) - DESTARAC (G.), CATTIN-VALSECCHI (F.), LOPEZ (C.), MANDLE (J.) - Apport de l'anémométrie laser aux essais...
Thales http://www.thalesgroup.com
ONERA http://www.onera.fr
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ARP 4754A (12-10), Guidelines for Development of Civil Aircraft and Systems, Society of Automotive Engineers (SAE)
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