Nous l' avons vu avec l'aile, que la différence de pression entre l'intrados et l'extrados de la pale entraînait un contournement de la pale ou de l'aile par le fluide.

La perte de rendement de l'hélice ou de l'aile, est d' autant plus importante que la pale ou l'aile est courte. La solution pour éviter les fuites de pression en bout de pale, c'est d'avoir un pale dont la forme elliptique et la longueur, concentrent la portance sur un zone la plus éloignée possible de bout de l'aile ou de la pale.

le spitfire et ses ailes elliptiques concentrant la portance le plus loin possible du bout de l'aile pour éviter les fuites.

Une autre solution qui peut être cumulée à la première, consiste à mettre une barrière pour bloquer le passage du fluide en bout de pale.cest les winglets sur les ailes.

Il est possible d' équiper les hélices de winglets, ceci ce pratique sur certains hélicoptères.

Une autre solution pour diminuer les pertes en bout de pales consiste à caréner l'hélice.

il est possible de simuler un carénage d'hélice avec héliciel, Si vous sélectionnez l' option "hélice carénée" les pertes de bout de pales seront considérés comme nulles.

Ceci n'est pas complètement réaliste car des frottements entre le bout de pale et le fluide stationnant dans la couche limite du carénage,vont venir s' ajouter et nuire au couple de rotation donc le rendement en sera affecté.Dans la pratique on garde un jeu supérieur à la couche limite du carénage, ce qui implique que des fuites peuvent subsister...HELICIEL vous donnera donc des rendements légèrement sur évalués. Mais il est toujours utile d'évaluer le bénéfice d'un carénage autour de l'hélice.

 

Carénage éoliennes:

Certains concepteurs d' eolienne utilisent un carénage pour augmenter le rendement, certains prétendent même pouvoir dépasser la limite de Betz avec ce système. Le fait que le carénage de l' éolienne permet de minimiser les pertes en bout de pale en créant une barrière qui empêche le contournement comme le font les winglets est incontestable. Par contre au niveau de la limite de Betz, le fait de prendre le diamètre de l'hélice comme base de calcul du coefficient de puissance génère des résultats faussés: Le rendement de l'hélice (CP) c'est: Cp=puissance_arbre_hélice_w / (0.5 X masse_volumique_m3_kg X Vitesse_fluide_ms³ X surface_disque_m2).

Si quelqu'un vient vous dire que le rendement de son système eolien est supérieur à 0.59.., Vérifiez que la surface du disque corresponde à la surface réellement captée, et non à la surface balayée par l'hélice placée en bout de réduction du cône d'entrée formé par le carénage! Un autre artifice consiste à aspirer le bouchon formé en arrière de l'hélice grâce à des anneaux profilés qui utilisent de l'énergie externe à la veine de fluide pour créer une dépression à l' arrière de l'helice.La surface réellement captée est là aussi modifiée! Les meilleurs hélices ne dépassent pas les 70_80% de la limite de Betz. Ces systèmes carénés ont leur avantage car ils réduisent les pertes en bout de pale et augmentent le rendement de l'hélice, mais jamais au dessus de la limite de Betz! L' augmentation du rendement apporté par ces carénages doit être comparé au coût de fabrication supplémentaire, et là souvent, avec la matière ajoutée on pourrait augmenter le diamètre de l'hélice et la puissance globale du système!

Carénage helice propulsion:

Lorsque le diamètre de l'hélice est limité par l'environnement d'implantation , et que le milieu dans le quel évolue le bateau ne permet pas d' augmenter la longueur de pale pour minimiser les pertes en bout, certains fabricants de bateaux carènent leurs hélices. Lorsque une hélice doit fournir une forte poussée pour un faible diamètre les pertes en bout de pale peuvent devenir très importantes. Cest le cas des remorqueurs par exemple.

Dans ce cas le carénage peut apporter jusqu' à 50% de rendement en plus. Le carénage génère une trainée proportionnelle au carré de la vitesse du navire. Puisque les pertes de bout de pales ne sont plus a craindre la corde en bout de pale peut être grande car la pale garde son efficacité jusqu'au bout. Mais au dessus d'une certaine vitesse d'évolution, le gain de rendement au niveau des pertes en bout de pales sera donc detruit par la traînée engendrée par le carénage. Le carenage d'hélice est donc adapté pour les vehicule de faibles vitesse.

Carenage des ventilateurs:

Cette solution est pratiquée d'office pour les hélices de ventilateurs, du fait que l'hélice est déjà intégrée dans un conduit .Puisque les pertes de bout de pales ne sont plus a craindre la corde en bout de pale peut être grande car la pale garde son efficacité jusqu'au bout .Nous le voyons par exemple sur cette ventilation industrielle devant generer un fort débit:

Dans la cas des hélices destinée à la génération de variation de pression, comme les ventilateurs les pompe axiales ou les helices de jet ski, les pertes de bout de pale ne sont plus uniquement un probleme de rendement. Les fuites de pression par contournement du bout de pale par le fluide peuvent empecher la génération de pression et reduire l'objectif du ventilateur ou de la pompe. Pour limiter les zones de fuites de fluide le carenage devra etre tres proche des pales mais le rayon au pied de pale devra lui aussi etre parametré pour éviter les fuite au pied de pale: Du fait de la faible vitesse au pied de la pale, la différence de pression générée par les éléments proche du centre de l'hélice autorise le passage de fuites. Pour eviter cela le rayon au pied de pale sera au dela des 50 % de rayon en bout de pale: