La boucle expérimentale PREVERO du LEGI a été mise en service en 2004. Elle permet l’étude du phénomène d’érosion par cavitation. Il s’agit d’un circuit fermé comprenant différents organes : pompe de circulation, échangeur thermique, veine d’essais, débitmètre électromagnétique.
La pompe centrifuge d’une puissance de 90 kW est entraînée par un moteur à vitesse variable. Elle peut fournir une surpression de 40 bars et un débit maximal de 11 l/s. Un échangeur thermique permet que la température de l’eau de la boucle ne s’élève pas trop rapidement. Le débit dans l’installation est mesuré à l’aide d’un débitmètre électromagnétique.
La partie haute de l’installation comprend la veine d’essais et la cuve aval. La section d’essais, interchangeable, peut être isolée du reste de l’installation par deux vannes. Divers capteurs de pression et de température permettent de déterminer précisément les conditions d’essais.
La section d’essais d’érosion est constituée d’une buse convergente de 16 mm de diamètre qui produit un jet à grande vitesse. Ce jet est dévié à 90 degrés par l’échantillon placé à 2,5 mm de la buse. La déflexion brusque de l’écoulement s’accompagne de la formation d’une poche de cavitation responsable de l’érosion. Un porte-éprouvette reçoit les échantillons à tester.
La pressurisation de l’installation est assurée par l’intermédiaire d’un ballon, gonflé avec de l’azote gazeux, situé au-dessus de la cuve aval. Un dispositif de régulation de pression permet de contrôler finement la pression dans l’installation. La boucle, entièrement en acier inoxydable, est dimensionnée pour une pression maximale de 40 bars, ce qui correspond à une vitesse maximale de 90 m/s.
(2005)
La boucle PREVERO du LEGI est un moyen d’essais spécialement conçu pour toute activité de recherches et d’essais dans le domaine de l’érosion de cavitation. Ses caractéristiques, notamment en pression et en vitesse, en font un moyen adapté à l’étude de tous les stades du processus d’érosion par cavitation. La chaîne complète des phénomènes conduisant à l’endommagement peut y être analysée, depuis les aspects hydrodynamiques jusqu’à la réponse du matériau.
Illustration 1 : Perte de Masse en fonction du Temps par Erosion de Cavitation (Vitesse d’écoulement = 90 m/s) sur 8 échantillons métalliques (diamètre = 16 mm) - Projet ONR [Office of Naval Research - USA] (2011)
Illustration 2 : Perte de Masse par Erosion de Cavitation après 83 heures d’essais (Vitesse d’écoulement = 90 m/s) sur 6 échantillons différents (diamètre = 21 mm) de Polyéthylène à haute masse moléculaire - Projet ONR [Office of Naval Research - USA & UK] (2013)
En 2009, une seconde veine d’essais a été ajoutée en parallèle avec la veine d’essais d’érosion en vue d’étudier les aspects hydrodynamiques et thermiques des écoulements de refroidissement des aimants à champ intense, en partenariat avec le Laboratoire National des Champs Magnétiques Intenses.