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L’ÉCOULEMENT AUTOUR D’UNE PAROI MULTI-PERFORÉE
quantité d’air peut passer par les perforations pour une différence de pression donnée de part et d’autre
de la paroi. Dans le cas des perforations d’un rapport L/d relativement petit, ce qui est le plus courant
dans les turbines à gaz, la perte de charge linéaire le long de la perforation ne joue qu’un rôle secondaire :
la perte de charge est essentiellement singulière, comme le souligne Champion (1997).
Il existe une littérature abondante consacrée aux pertes de charge dans les perforations. Ces travaux
ont fait l’objet d’une revue par Hay & Lampard (1998). Les auteurs rassemblent les résultats existants
et étudient l’influence de nombreux paramètres géométriques et aérodynamiques sur le coefficient de
perte de charge à travers des perforations. Gritsch, Schultz & Wittig (2001) s’intéressent plus particulièrement
à l’effet des écoulements principaux sur le coefficient de perte de charge, pour des perforations
différemment inclinées. Il en ressort que la perte de charge augmente lorsque les angles α et
β augmentent. Gritsch et al. (2001) montrent également que l’écoulement principal côté aspiration a
une grande influence sur la perte de charge, contrairement à l’écoulement principal côté injection. Ces
résultats sont obtenus pour des perforations de diamètre trois fois inférieur à l’épaisseur de plaque. Le
constat est le même chez Champion, Di Martino & Coron (2005), qui proposent une corrélation pour
le coefficient de décharge à travers une paroi multi-perforée. Cette corrélation, basée sur des mesures
expérimentales sur une plaque de 17 rangées de perforations inclinées à α = 18.5 ◦ , ne dépend que des
nombres de Reynolds des écoulements dans le trou et côté aspiration.
Dans les configurations de multi-perforation, la perte de charge est contrôlée par les paramètres
géométriques du trou et les caractéristiques de l’écoulement côté aspiration. De nombreuses corrélations
empiriques existent pour déterminer la perte de charge, en fonction des paramètres étudiés. Dans un cas
général, elle est difficile à prévoir.
2.3 La multi-perforation : aspects thermiques
L’étude thermique de la paroi multi-perforée est la motivation essentielle pour de nombreux travaux
concernant la multi-perforation. Les transferts thermiques ont été étudiés presque uniquement du côté
de la paroi exposé aux gaz chauds. Dans cette partie, nous rappelons des notions simples de thermique
avant de détailler les études de transferts thermiques des deux côtés de la paroi et à l’intérieur des perforations.
La revue des travaux existants permet de comprendre comment les parois multi-perforées sont
dimensionnées, et met en évidence les conditions de fonctionnement optimales pour la multi-perforation.
La thermique de la paroi perforée est contrôlée par des modes de transferts divers : l’évaluation de
la température de la paroi requiert la connaissance des transferts conductifs à l’intérieur de la paroi,
des transferts radiatifs avec les gaz environnants des deux côtés de la paroi et des transferts convectifs
des côtés aspiration et injection de la paroi et dans les perforations. C’est ce qui représenté figure 2.8.
En général, la paroi de la chambre de combustion est peu épaisse. Elle est considérée comme étant
à température uniforme dans la direction normale à la paroi. A une position donnée, la différence de
température entre les deux côtés de la paroi sera donc nulle. En réalité, elle est de quelques degrés, mais
cette différence est généralement négligée. Les transferts conductifs dans les directions tangentielles à la
paroi dépendent du gradient tangentiel de température et de la conductivité thermique du métal. Pour une
évaluation des transferts radiatifs, on pourra se reporter à Lefebvre (1999). En revanche, les transferts
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