Lévitation électromagnétique de gouttes – présentation du projet MAGLEV – premiers résultats

Electromagnetic levitation of dooplet – MAGLEV project presentation – first results

CNRS et INPG, EPM-Madylam, ENSHMG BP95 38402 St Martin d'Hères Cedex, France

Auteur de correspondance : etay@grenoble.cnrs.fr

Reçu : 8 Octobre 2003
Accepté : 19 Janvier 2004

Résumé

Il est admis qu'une bonne connaissance des propriétés thermophysiques d'alliages métalliques à l'état liquide est déterminante pour la maîtrise de leur élaboration. Ces propriétés peuvent être mesurées, entre autres, au moyen d'un dispositif de lévitation électromagnétique. Des expériences de ce type ont été menées à bien dans les années passées en micro pesanteur dans un projet ESA, intitulé TEMPUS-Containerless Processing in Space. Des résultats originaux ont été obtenus. Néanmoins, la présence de mouvements de brassage électromagnétique dans la goutte fondue engendre de nombreux problèmes d'instabilités et une précision dégradée des mesures réalisées. L'étude des mouvements fait l'objet d'un programme intitulé "MAGLEV" dont le volet français est soutenu par le CNES. La contribution de notre équipe présente deux volets. L'un concerne l'effet de la modulation des courants inducteurs sur les oscillations de la surface libre et les possibilités de contrôle qu'offre cette modulation. L'autre volet est centré sur l'électromagnétisme du système pour lequel des exemples de calculs sont présentés Nous présentons d'abord notre installation expérimentale et le dispositif original de diagnostic et de pilotage qui est mis en œuvre sur un modèle. Une simulation numérique de l'installation expérimentale suit. Les perspectives sont développées.

Abstract

A good knowledge of the thermo physical properties of liquid metal alloys is of major importance for processing. For this purpose, an electromagnetic levitator may be used. This has been performed in the past by an ESA project called TEMPUS-Containerless Processing in Space. Results were obtained. Nevertheless, stirring motions in the molten drop generate instability problems, and lead to a deteriorated accuracy of the measure. The stirring motions will be studied in the framework of a future ESA project called “MAGLEV". The national french agency CNES is supporting the french part. Our participation is twofold. First, we look at the effect of the modulation of inducting currents on the oscillations of the free surface. The experimental set-up is presented as well as its original device devoted to the driving of the experiment and the diagnostic on a test experiment. Second, a numerical simulation of the device is done. Perspectives of modelling are developed.