Nos expertises · Mécanique des fluides & CFD

Rédigé par Nathalie Voisin, Directrice opérationnelle, AVNIR Engineering · Mis à jour le 3 septembre 2026

Un écoulement ne se voit pas. On le déduit : d’une pression sur une paroi, d’un effort sur une balance, d’une température qui monte, d’un bruit qui apparaît. La simulation numérique en mécanique des fluides (CFD) rend cet invisible calculable ; l’essai lui rend son honnêteté. Nous faisons les deux, de l’aérodynamique d’un véhicule ou d’un système de propulsion jusqu’aux couplages avec la structure, la thermique et l’acoustique.

Ce que nous livrons : un écoulement compris, pas une animation

Une simulation d’écoulement produit des images convaincantes. Des lignes de courant, des champs de pression en fausses couleurs, des tourbillons qui se détachent. Rien de cela ne dit si le résultat est juste. Ce qui le dit, c’est la note de calcul : la géométrie retenue et ce qu’on en a simplifié, le maillage et sa convergence, les modèles physiques choisis (turbulence, compressibilité, transferts de chaleur), les conditions aux limites, les résultats, et la comparaison avec les mesures disponibles. C’est ce document que nous produisons, et c’est lui qui alimente un dossier de dimensionnement.

Le travail commence donc avant le calcul, par la question de ce qu’on cherche : un coefficient global, une répartition de pression, une température de paroi, un spectre de bruit. La réponse fixe la finesse du maillage, le régime (stationnaire ou instationnaire), les modèles et le coût. Un écoulement calculé trop finement pour la question posée coûte des jours ; calculé trop grossièrement, il coûte la confiance.

Deux façons de nous confier ce travail. Soit nous intégrons des ingénieurs à vos équipes, pour des missions ponctuelles ou de long terme, dans votre environnement et avec vos outils. Soit vous confiez l’étude à notre bureau d’études, qui la prend en charge de bout en bout, du cahier des charges à la note de calcul.

Aérodynamique : écoulements externes et internes

Le socle du métier : calculer comment l’air (ou un autre fluide) contourne, traverse ou charge un objet.

• Écoulements externes : aérodynamique de véhicules et d’éléments de véhicules, efforts et moments aérodynamiques, répartitions de pression sur les surfaces, sillages et décollements.
• Écoulements internes : systèmes de propulsion, conduits, prises d’air, cavités et circuits, où les pertes de charge, la distorsion et les recirculations décident des performances.
• Régimes et modèles : écoulements incompressibles ou compressibles, stationnaires ou instationnaires, avec une modélisation de la turbulence adaptée à la question posée plutôt qu’à l’habitude.
• Exploitation : les efforts issus du calcul alimentent directement le calcul de charges et le dimensionnement de la structure, que nous conduisons dans la même équipe.

Pour la démarche, nos ressources : la simulation d’écoulement (CFD), principes, méthodes et limites.

Aéroélasticité & couplage fluide-structure

Dès qu’une structure est souple, l’écoulement la déforme et la déformation modifie l’écoulement. Les deux calculs cessent d’être séparables.

• Simulations numériques en aéroélasticité : couplage fluide-structure, réponse d’une structure aux efforts aérodynamiques instationnaires.
• Calcul de flutter : recherche des conditions de vitesse et de fréquence où l’énergie prélevée sur l’écoulement dépasse l’amortissement de la structure, et démonstration de la marge.
• Chaînage avec le calcul de structure : les mêmes ingénieurs qui produisent les charges les injectent dans le modèle éléments finis, ce qui évite la perte d’information aux interfaces entre deux prestataires.

Le versant structure de ce couplage est détaillé sur notre page Calcul & simulation de structure et dans calcul de charges et flottement.

Aérothermique : quand l’écoulement transporte la chaleur

Beaucoup de problèmes de fluides sont en réalité des problèmes de température : un composant qui chauffe dans un compartiment mal ventilé, une paroi exposée à un écoulement chaud, une protection thermique à dimensionner.

• Couplages fluide-thermique : analyse des couplages entre la mécanique des fluides et les transferts thermiques par conduction, convection et rayonnement.
• Champs aérothermiques appliqués à la structure : les températures et flux calculés côté fluide deviennent des chargements pour le calcul thermomécanique.
• Dimensionnement de protections thermiques et gestion thermique de sous-systèmes embarqués.
• Études multiphysiques couplées : fluides, thermique et mécanique traités ensemble, pour les comportements qu’aucune discipline ne prédit seule.

Le versant structure est traité dans calcul thermomécanique : quand la température devient un effort.

Aéroacoustique : le bruit que fabrique l’écoulement

Un écoulement turbulent est une source de bruit. Sur un avion, une turbomachine ou un train d’atterrissage, ce bruit se calcule à partir de l’écoulement lui-même.

• Simulations numériques aéroacoustiques : signature acoustique d’un avion, de turbomachines, de trains d’atterrissage.
• Couplage CFD/CAA : la simulation d’écoulement fournit les fluctuations de pression sources, l’aéroacoustique numérique calcule leur propagation et le niveau rayonné.
• Bancs de mesure acoustique et thermo-acoustique : développement de moyens de mesure dédiés pour confronter le calcul au niveau réellement rayonné.
• Vibro-acoustique interne : confort acoustique et bruit intérieur, identification des sources, simulation, essais et définition des traitements.

Côté mesure et spécification, nos ressources : vibro-acoustique et ambiance vibratoire d’un équipement.

Notre différence : le maillage qui tient devant la mesure

La CFD est la discipline du calcul où l’écart entre une image plausible et un résultat juste est le plus facile à ignorer. Un maillage trop grossier, un modèle de turbulence choisi par défaut, une condition de sortie mal placée produisent des champs parfaitement lisibles et parfaitement faux.

Notre réponse est la même que pour la structure : la corrélation calcul/essais. Pressions pariétales, efforts, températures de paroi, spectres acoustiques relevés en soufflerie ou sur banc servent à recaler le modèle jusqu’à ce qu’il reproduise la mesure sur les points connus. Il devient alors un outil de prédiction pour les configurations qu’on ne testera pas.

Cette boucle s’appuie sur nos propres moyens d’essai, dont nos bancs de mesure acoustique et thermo-acoustique, et sur la caractérisation de fluides par méthode vibratoire lorsque les propriétés du fluide lui-même sont en question. Quand la validation d’un choix technique l’exige, nous concevons et fabriquons des démonstrateurs et prototypes. Le détail de nos moyens se trouve sur la page Essais & bancs d’essai.

Questions fréquentes

Nos articles sur les fluides & la CFD

Pour aller plus loin, nos ressources détaillées :

• CFD : qu’est-ce que la simulation d’écoulement (et ses limites)
• CFD aéronautique : simuler les écoulements autour d’un aéronef
• Logiciel CFD et validation par l’essai : ce qu’un calcul doit prouver

Sujets connexes :

• Calcul de charges et flottement : justifier une structure d'aéronef
• Calcul thermomécanique : quand la température devient un effort
• Vibro-acoustique : spécifier l'ambiance vibratoire d'un équipement