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2.3 La multi-perforation : aspects thermiques
der & Priddin (1973) étudient également l’influence de l’arrangement sur la qualité du refroidissement,
avec les mêmes conclusions que Metzger et al. (1973) : l’arrangement en quinconce permet un meilleur
refroidissement de la paroi, toutes choses égales par ailleurs.
Un autre résultat simple et rapidement mis en évidence est l’influence de l’angle d’injection α. Le-
Brocq et al. (1973), en plus de l’influence de l’arrangement géométrique des perforations, ont étudié
celle de l’angle d’injection, du rapport des densités et du taux de soufflage sur l’efficacité de refroidissement.
Leur conclusion pour l’angle d’injection est que des perforations inclinées permettent un meilleur
refroidissement que des perforations percées perpendiculairement à la paroi. Ce résultat a ensuite été
retrouvé à plusieurs reprises, notamment par Crawford, Kays & Moffat (1980a), Hale et al. (2000a) ou
Gustafsson (2001). Il est assez intuitif et peut être facilement relié au comportement aérodynamique du
jet : en injection inclinée, le jet froid reste près de la paroi et la protège plus efficacement. Toutefois,
des perforations inclinées sont plus difficiles à percer et présentent des rapports L/d importants, ce qui
augmente la perte de charge dans les perforations. La résistance mécanique de la paroi est également
d’autant plus affaiblie que la perforation est inclinée. Un bon compromis pour α semble se situer autour
de 30 ◦ . Plus rarement, des valeurs de α jusqu’à 18 ◦ peuvent être rencontrées, comme chez le constructeur
italien AVIO par exemple (Champion, Di Martino & Coron, 2005).
L’espacement transverse entre les perforations est étudié. Il apparaît rapidement que cet espacement
ne doit pas être trop important. Mayle & Camarata (1975) montrent par exemple que les espacements
Z/d = 8 et Z/d = 10 donnent des refroidissements satisfaisants, alors qu’un motif à Z/d = 14 fait
chuter fortement la qualité du refroidissement. LeBrocq et al. (1973); Crawford et al. (1980a); Andrews
et al. (1985); Emidio (1998) trouvent les mêmes résultats que Mayle & Camarata. Au final, un
consensus semble émerger pour situer les valeurs optimales de Z/d entre 5 et 8, pour assurer une bonne
homogénéité du refroidissement tout en préservant l’intégrité du matériau.
L’influence de l’espacement longitudinal entre les rangées a moins été étudiée. Il est toutefois évident
que l’on privilégiera un espacement longitudinal X/d petit, ce que confirme Gustafsson (2001). Encore
une fois c’est la solidité mécanique de la paroi qui limite l’utilisation de valeurs trop petites de X/d.
L’augmentation de la densité des perforations (nombre de perforations par unité de surface) permet
de former un film plus homogène et plus efficace. Bazdidi-Tehrani & Andrews (1994) montrent que
l’augmentation du nombre de trous (dans le cas de perforations normales à la paroi et disposées en
lignes), à surface débitante constante, permet d’améliorer sensiblement l’efficacité de refroidissement.
Dans cette étude, la perte de charge, l’espacement entre les perforations, les vitesses dans les trous sont
conservées. Bazdidi-Tehrani & Andrews (1994) ont donc montré qu’il fallait privilégier l’utilisation de
perforations de petite taille, notamment pour obtenir un refroidissement plus homogène. Les perforations
dans les chambres de combustion SNECMA ou Turbomeca sont de petites tailles, typiquement moins
d’un millimètre de diamètre. Cependant, des perforations trop petites sont susceptibles d’être bouchées
par des résidus de combustion. Comme signalé plus haut, les perforations peuvent avoir une orientation
transverse par rapport à la paroi. Les jets issus de perforations inclinées transversalement par rapport à
l’écoulement semblent moins pénétrer dans l’écoulement et donnent une efficacité de refroidissement
supérieure. Dans leur étude sur différentes inclinaisons, Crawford et al. (1980a) montrent que des perforations
à α = 30 ◦ et β = 45 ◦ permettent une meilleure protection de la paroi que celles à α = 30 ◦ et
β = 0 ◦ . Ce type de résultats est retrouvé par Ligrani et al. (1994) pour deux rangées de perforations ou
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