Une soufflerie haute performance au sommet du Puy de Dôme

La station de mesure atmosphérique de l'Observatoire de physique du globe de Clermont-Ferrand fait peau neuve. Après une rénovation bien méritée de ses locaux, elle accueillera une toute nouvelle soufflerie dont la réalisation est d'ores et déjà achevée. Unique au monde pour ses performances, cet instrument communautaire de recherche offrira aux scientifiques un nouveau moyen d'étude des nuages en conditions naturelles qui devrait aussi intéresser les industriels de l'aéronautique.


Du fait de son altitude intermédiaire (1465 m), le Puy de Dôme est un lieu stratégique pour l'observation des nuages, qui se forment soit sous flux maritime d'ouest, soit sous flux plus pollué de nord / nord-est donnant lieu à des situations météorologiques et environnementales variées, ainsi que pour la recherche sur les propriétés de l'atmosphère car il est situé loin des principales sources de pollution.

A son sommet, un chalet héberge la station de mesure atmosphérique de l'Observatoire de physique du globe de Clermont-Ferrand (OPGC). Créée en 1869 par Émile Alluard (Professeur à l'Université de Clermont-Ferrand), cette station a connu un essor considérable ces dernières années avec l'arrivée de nouveaux instruments (granulométrie rapide des aérosols (SMPS) et des ions (AIS), suivi des propriétés hygroscopiques (HTDMA) et optiques (Nephelometre, MAAP) de l'aérosol), grâce au soutien de l'OPGC, de l'Université Blaise Pascal et de l'INSU, à la labellisation de son service Beam (Bio-physico-chimie de l'eau et modifications anthropiques) en tant que Services d'observation (SO) de l'INSU et Observatoire de recherche en environnement (ORE) du ministère de l'Enseignement supérieur et de la Recherche et aux programmes de recherche nationaux (LEFE-CHAT) et européens (EUSAAR, EUCAARI). Elle est aujourd'hui un élément essentiel du dispositif national d'observation de l'atmosphère, tant pour le suivi de la qualité de l'air (pollution longue distance) que pour la recherche sur le climat (nuages et particules, gaz à effet de serre). Unique en France dans ces domaines, ce site est à disposition de tous les utilisateurs potentiels. Il a été labellisé "Site instrumenté" (SI) en 2007 par l'INSU pour l'étude des nuages et de l'atmosphère de bruit de fond continental nécessaire au suivi de la qualité de l'air.

C'est dans ce contexte qu'il a été décidé de doter la station d'une nouvelle soufflerie de recherche instrumentée particulièrement performante pour l'échantillonnage en conditions naturelles des nuages de gouttelettes et/ou de cristaux de glace. Unique en Europe, cette soufflerie sera un instrument communautaire qui permettra aux utilisateurs de disposer d'une méthodologie d'observation in situ des nuages originale et nécessaire aux études sur les interactions nuage/chimie/climat et à la validation des futures données satellitaires.

Elle permettra aussi de proposer d'autres types d'applications, soit à caractère scientifique (prélèvements d'échantillons d'air à grand débit, tests et validations d'instruments prototypes à vocation aéroportée...), soit à caractère industriel (étude des conditions givrantes...). Cette plate-forme offrira en effet aux industriels de l'aéronautique l'opportunité de travailler en milieu nuageux naturel et à des coûts moindres qu'en soufflerie industrielle (1).

En très mauvais état car vieux de plus d'un siècle, avec un aménagement intérieur vétuste et spartiate, le chalet-observatoire a été cédé en 2005 par le ministère de l'Éducation Nationale au Conseil Général du Puy de Dôme en vue de sa rénovation. Celle-ci est aujourd'hui en cours. À terme, l'OPGC occupera le premier étage et le toit (plate-forme) pour ses observations et travaux de recherche et le rez-de-chaussée sera consacré à l'aménagement d'espaces muséographiques.

La construction de la soufflerie est actuellement terminée. Elle est visible dans les ateliers de la SARL PY et Fils à Cournon en attendant son transfert définitif dans le chalet.


Caractéristiques techniques

* soufflerie à circuit ouvert ;
* deux veines de mesures interchangeables, une petite veine (section 320 x 250, Vmax = 100 m/s) et une grande veine (section 640 x 500, Vmax = 25 m/s) ;
* un débit d'air maximal de 8 m3/s ;
* des moyens de contrôle (vitesse, contenu en eau, spectre dimensionnel...) ;
* des vitesses d'air réglables jusqu'à 100 m/s (pour une section de mesure de 320 x 250 mm), soit du domaine aéronautique.

La soufflerie est équipée d'instruments de mesure des propriétés des nuages (gouttelettes d'eau et cristaux de glace) à la pointe de la technologie et particulièrement bien adaptés pour une utilisation en soufflerie.


Note:
(1) Les souffleries industrielles du Centre d'essais des propulseurs (CEPr) de Saclay, de l'ONERA à Modane ou de la Société AUXITROL à Bourges ne peuvent que "simuler" les conditions nuageuses en reproduisant de façon approximative les caractéristiques des nuages de gouttelettes d'eau au moyen de systèmes d'injection d'eau, et la chaîne du froid qu'elles utilisent pour la simulation de conditions givrantes génère des coûts élevés.