La distribution des épaisseurs de pale d'une hélice de propulsion, d'une éolienne, d'une turbine ou d'une hydrolienne se définit de deux manières dans Heliciel : l'épaisseur est imposée par un profil constant, ou vous la fixez à la main avec les curseurs de distribution des épaisseurs. La première convient aux débutants ; la seconde, aux utilisateurs avancés, laisse Heliciel chercher dans sa base les profils qui s'approchent le mieux de l'épaisseur demandée.

Au sommaire :

• Pourquoi l'épaisseur de la pale compte
• Épaisseur imposée par le profil constant
• Épaisseur définie manuellement par les curseurs

1 : Pourquoi l'épaisseur de la pale compte

L'épaisseur de la pale ou de l'aile joue un rôle important sur la finesse du profil, c'est-à-dire sur le rapport de la portance (Cz, ou Cl) à la traînée (Cx, ou Cd). Les performances de l'hélice ou de l'aile sont directement liées à la finesse de ses profils, et les profils épais génèrent une traînée plus forte que les profils minces. Nous recherchons donc les profils les plus fins possible pour augmenter les performances.

Mais attention : la distribution des épaisseurs le long de la pale ou de l'aile est aussi un facteur déterminant de sa résistance. Un profil mince fléchit et rompt plus facilement qu'un profil épais. Le choix des profils est donc un compromis soumis à des critères, que nous énonçons sur la page traitant des profils de pale et d'aile, et que le test de résistance de la pale vérifie.

2 : Épaisseur imposée par le profil constant

Cette définition est conseillée aux utilisateurs débutants. Si la loi de profil constant est choisie, l'épaisseur de la pale est déterminée par la distribution des cordes et par l'épaisseur relative du profil, puisque la forme est constante.

La loi de profil constant avec le profil naca1408, d'épaisseur relative 0,080 fois la corde.

L'épaisseur relative du profil est le rapport épaisseur du profil / corde du profil. Quand la corde augmente, l'épaisseur augmente donc proportionnellement. Pour une corde de 100 mm et une épaisseur relative de 0,08, par exemple, l'épaisseur est de 8 mm ; pour une corde de 50 mm, elle est de 4 mm. Le réglage de l'épaisseur par curseur est donc désactivé quand la loi de profil est constante.

Avec la loi de profil constant, les curseurs d'épaisseur sont bloqués : l'épaisseur appliquée suit la corde (épaisseur relative 0,08).

3 : Épaisseur définie manuellement par les curseurs

Cette définition s'adresse aux utilisateurs avancés. Si la loi de profil par l'épaisseur est choisie, les curseurs de distribution des épaisseurs sont activés. Vous pouvez alors imposer une épaisseur indépendamment de la corde : l'épaisseur demandée au pied de pale, l'épaisseur demandée au bout de pale, et entre les deux la forme de la répartition, qui est elliptique, avec le curseur des épaisseurs intermédiaires.

Cette épaisseur est imposée lors du choix des profils. Heliciel cherche dans sa base de données les profils qui se rapprochent au mieux de la corde et de l'épaisseur que vous imposez. Le profil qui respecte exactement ces conditions n'existe peut-être pas dans la base : une différence entre l'épaisseur imposée et l'épaisseur appliquée peut donc apparaître.

À gauche, le schéma de la pale ; à droite, les épaisseurs demandées (cases jaunes) et appliquées (cases vertes).

Le schéma de pale donne :

• en jaune (orangé) : l'épaisseur demandée avec les curseurs ;
• en vert : les épaisseurs trouvées dans la base de données.

Dans la capture, par exemple, l'épaisseur demandée au pied de pale est de 115 mm et celle appliquée de 47,23 mm ; au bout de pale, 6,56 mm demandés et 14,72 mm appliqués. L'écart indique que la base de profils ne contient pas de profil qui réunisse la corde et l'épaisseur demandées : nous devons alors revoir la demande, ou changer de base (voir modifier la base de profils).

Deux réglages aident à garder une pale cohérente. La case Favoriser la continuité n'applique l'épaisseur que si elle ne provoque pas un trop grand décalage entre deux profils consécutifs. Le champ Exclure profils de finesse (Cz/Cx) inférieure à écarte de la recherche les profils dont la finesse est inférieure à la valeur saisie, ce qui impose une qualité minimale au choix automatique des profils.

Pour aller plus loin, nous pouvons comparer les deux lois dans la page sur les méthodes et lois de sélection de profils, et reconstruire la pale avec la fonction Re construire hélice pour appliquer l'épaisseur choisie.