Premièrement, une étude expérimentale a
été réalisée afin de mesurer l'amplitude de
vibration, le courant de décharge et de caractériser le
comportement d'une goutte d'eau suspendue sous un conducteur à haute
tension lors d'un cycle de vibration [2]. L'amplitude de vibration et le
courant de décharge augmentent en fonction du champ électrique
à la surface du conducteur. Il a été observe que :
· L'amplitude de vibration maximum (crête) est de
1.62 mm et le courant maximum (crête- crête) est de 24 uA.
· La longueur critique de la goutte augmente en fonction du
champ électrique jusqu'à un maximum d'environ 4.4 mm à 7
kV/cm et diminue par la suite.
· Le rayon de courbure de l'extrémité de la
goutte diminue en fonction du champ électrique et ne change pratiquement
pas pendant le cycle de vibration.
· L'allongement de la goutte est en retard d'environ 30 ms
par rapport à l'accélération du conducteur.
Par la suite, les résultats expérimentaux ont
été utilisés pour établir un modèle
empirique de la déformation de la goutte et pour la simulation
numérique des vibrations. Le modèle de déformation de la
goutte est utilisé pour calculer la géométrie de la goutte
à chaque pas de temps. La méthode des éléments de
frontière a été utilisée pour évaluer
précisément le champ électrique entre les
électrodes tout en tenant compte de la goutte. Finalement, des charges
d'espace sont générées à partir de ce champ
électrique, ce qui permet d'évaluer la force induite sur le
conducteur et le courant de décharge.
À partir d'une simulation numérique de calcul
du champ par éléments de frontière et d'une méthode
de simulation de charges d'espace les signaux temporels de la force induite ont
été obtenus pour différentes valeurs du champ
électrique.
D'après le travail de Carl Potvin on peut tirer les
résultats suivants :
· Pour un champ électrique inférieur
à 11 kV/cm, il n'y a pas de décharge couronne et, par
conséquence, pas de force induite et de courant de décharge
(même avec le mouvement imposé au conducteur);
· Pour un champ électrique entre 11 et 13 kV/cm, la
force et le courant ont la forme d'une impulsion et il n'y a qu'une seule
impulsion par cycle de vibration;
· Entre 13 et 16 kV/cm, le signal de force s'apparente
à une onde carrée à la fréquence naturelle de
vibration tandis que le courant est constitué de la somme de deux ondes
carrées à la fréquence naturelle de vibration d'amplitudes
et de durées différentes;
· Au-delà de 16 kV/cm, le signal de force est
relativement constant auquel se superpose de fortes impulsions de courte
durée tandis que le courant est une onde carrée avec des
impulsions de courte durée.
· La force maximale augmente subitement à partir
de 12 kV/cm, champ pour lequel l'effet de couronne apparaît à
I'extrémité de la goutte. Elle augmente jusqu'à un maximum
de
3.19x10-3N. ce qui est du même ordre de
grandeur que la force évaluée sous pluie par Farzaneh [7] qui est
de 1.9 10-3 N par goutte.
II.4 Conclusion
Après avoir passé en revue les études
antérieures sur les vibrations induites par effet de couronne, les
résultats obtenus nous permettent de prédire le mécanisme
de vibrations induites par effet de couronne et les paramètres mis en
jeu. Ces deux points seront l'objectif du chapitre suivant.
