Application de l’imagerie acoustique par énergie topologique à la caractérisation de champs de vitesses
Résumé
L’estimation du champ de vitesse d’un écoulement est une donnée importante dans la surveillance de nombreux systèmes industriels ou physiologiques. La limitation liée à la nécessité d’accessibilité optique des méthodes de vélocimétrie laser a permis le développement des méthodes acoustiques, parmi lesquelles l’écho-PIV. Celle-ci se base sur la Particle Imaging Velocimetry (PIV) et remplace les images optiques par des images acoustiques d’un champ de diffuseurs. La principale difficulté dans le développement de l’écho-PIV est la nécessité d’obtenir des images acoustiques de bonne qualité (contraste et résolution) afin de pouvoir être traitées par les algorithmes de corrélation couramment utilisés en PIV (corrélation 2D/3D). Dans ce but, 2 bancs de simulation – un numérique et un expérimental – sont réalisés afin de confronter les modèles d’imagerie et d’estimation d’un champ (de vitesse) de diffuseurs acoustiques dispersés au sein du fluide en mouvement. Pour nos travaux, des microbulles (5 < d < 50 μ) servent de particules diffusantes. Une approche par méthode adjointe permet par retournement temporel virtuel, via la méthode dite d’« énergie topologique », de tendre vers la qualité d’image recherchée, sous l’hypothèse restrictive d’une célérité de l’onde grande devant l’amplitude du champ de vitesse. En effet, dans ces conditions, la résolution axiale théorique est égale au quart de la longueur d’onde. Dans cette étude, nous évaluerons la capacité de l’énergie topologique à générer des images du champ de diffuseurs de qualité suffisante à l’application d’algorithmes de corrélation de PIV.