Academic literature on the topic 'Instabilité pariétale'

La cholécystite aiguë de réanimation (0,2 à 1 % des patients) est liée à des facteurs de risque spécifiques (jeûne, nutrition parentérale, ventilation mécanique) et systémiques (instabilité, brûlures graves, catécholamines) conduisant à des phénomènes d’ischémie-reperfusion de la paroi vésiculaire, à l’origine d’une cholécystite classiquement alithiasique. Toutefois, les données récentes retrouvent une participation lithiasique dans 50%des cas environ. Il s’agit d’une maladie grave dont le diagnostic est difficile et la mortalité élevée (40 %). Chez ces patients graves, aucun critère clinicobiologique ne permet un diagnostic de certitude. L’imagerie du patient de réanimation peut être prise à défaut par les anomalies fréquemment retrouvées en réanimation ; les signes les plus évocateurs sont un épaississement pariétal vésiculaire supérieur à 4 mm, un hydrocholécyste ou un défaut de rehaussement de la paroi au scanner. Le traitement en urgence repose sur une antibiothérapie à large spectre ciblée sur les germes digestifs et nosocomiaux ainsi que sur une optimisation hémodynamique. La cholécystectomie (laparoscopique, voire sous-costale) représente le traitement de référence en empêchant la récidive. Mais la gravité des patients amène souvent à envisager une solution moins lourde que la chirurgie avec un drainage de la vésicule. Le drainage par voie percutanée est l’alternative de choix en raison de sa disponibilité et de son efficacité, il existe toutefois un risque théorique de récidive à l’ablation du drain, surtout en cas de cholécystite lithiasique. Le drainage interne par voie endoscopique (transpapillaire ou transdigestif) est une possibilité prometteuse, mais réservée à l’heure actuelle aux centres experts.

L'objectif de cette thèse est de permettre une meilleure compréhension du mécanisme physique supposé être à la source d'un couplage aéroacoustique survenant dans les moteurs à propergol solide tels que ceux du lanceur Ariane 5. Le phénomène est une instabilité, dite "pariétale", particulière aux écoulements en conduite induits par injection pariétale. Des analyses linéaires sont d'abord menées sur une solution analytique auto-semblable des équations d'Euler qui indiquent la présence d'ondes instables convectives spatialement amplifiées vers l'aval selon un mécanisme non visqueux lié à la courbure des lignes de courant. Les résultats sont favorablement comparés à ceux obtenus expérimentalement. Des écoulements plus proches de ceux des moteurs à propergol solide sont ensuite étudiés avec la prise en compte de géométries plus complexes et d'effets de compressibilité. Puis, des développements non linéaires sont proposés par application de la théorie de la stabilité secondaire et par recherche d'états quasi-saturés selon une forme spécifique de ces écoulements linéairement accélérés, retrouvée par simulation numérique directe. Enfin, la place de l'instabilité pariétale dans la boucle d'interactions conduisant au couplage aéroacoustique est discutée, ainsi que les pistes possibles de prédiction de ce dernier.

Le travail de recherche décrit dans la présente thèse, considère l’écoulement à surface libre et en charge de systèmes liquide/liquide. La première partie du mémoire est consacrée à l’étude de la propagation d’un courant gravitaire à la surface d’un liquide ambiant plus dense et miscible, au repos. Nous avons relâché à la surface d’un bassin d’eau salée, un débit contrôlé d’eau douce, puis de solutions polymères afin de caractériser à l’aide d’une méthode basée sur l’analyse des images et l’exploitation des diagrammes spatio-temporels, l’effet de la rhéofluidification sur l’avancée, l’étalement et l’enfoncement du courant gravitaire dans le liquide ambiant. Une caractérisation locale consistant en la mise au point d’une PIV grande échelle, visant à décrire les champs hydrodynamiques dans l’un et l’autre fluides a complété l’étude globale précédente. La seconde partie présente quant à elle, considère un écoulement en-courant eau/huile dans une conduite, afin de simuler le procédé d’injection pariétale de transport de pétrole brut par pipeline, ce dernier étant représenté par une huile dôtée d’une très forte viscosité et d’un comportement viscoplastique. Nous avons notamment caractérisé l’effet de la pente et du rapport des débits sur les pertes de charge globales, afin de définir les conditions de fonctionnement de plus grande efficacité du procédé. Une caractérisation locale des instabilités interfaciales a complété l’étude globale précédente
The present dissertation reports on investigations on open-channel flows and Poiseuille flows of liquid/liquid systems. The first part of the dissertation considers the propagation of a gravity current over a denser ambient miscible liquid. A controlled flow rate of fresh water and of polymer solutions were released upon the free surface of an ambient salty water at rest in a basin, in order to characterize with te help of a method based on image analysis and the exploitation of spatio-temporal diagrams, the effect of polymer shear-thinning property on the temporal evolution of front progress and spreading of gravity current in ambient liquid and of mixing layer depth as well. A local study consisting in the development of a large scale PIV, aiming at describe to hydrodynamic fields existing in both fluids completed the previous global study. The second part of the dissertation considers a co-current water/oil flow in a duct, in order to simulate the lubricated pipelining of heavy crude oils which were being represented by oils gifted with high viscosity and a viscoplastic rheological behaviour. The effect of bed slope and flow rates ratio on global pressure drop were characterized in order to define the conditions of process optimal efficiency. A local characterization of the interfacial instabilities completed the previous global investigation

Le travail présenté dans ce mémoire, divisé en deux parties principales, traite de la transition laminaire-turbulent de la couche limite en écoulement incompressible sur des ailes en flèche. La première partie concerne les problèmes de contamination et de transition naturelle de la ligne de partage alors que la seconde est relative à la transition par instabilités (longitudinales ou transversales) sur une aile en flèche. Les conclusions dégagées au cours de ce travail s'appuient sur des résultats numériques et expérimentaux obtenus dans la soufflerie subsonique F2 du Fauga-Mauzac. L'étude de la ligne de partage a permis de quantifier les performances d'un Gaster bump et d'une aspiration pariétale en tant que dispositifs anti-contamination. Des mesures par films chauds montrent que la couche limite sur la ligne de partage reste laminaire jusqu'à des nombres de Reynolds très élevés (proche des valeurs sur le bord d'attaque d'un avion de transport). Une étude numérique de la transition naturelle de la théorie de la stabilité linéaire est aussi entreprise. Les résultats obtenus sont en bon accord avec les observations expérimentales. Dans la seconde partie, on s'intéresse aux moyens de prévision de la transition sur une aile en flèche munie d'un dispositif d'aspiration. Les positions de transition et les spectres de fluctuations (observées expérimentalement) fournissent une base de données pour l'exploitation de la méthode du eN (théories liéaires Orr-Sommerfeld et PSE). Deux stratégies d'intégrations sont retenues pour le calcul du facteur N : la méthode enveloppe et la méthode à β fixé. La confrontation entre résultats expérimentaux et numériques montre que la stratégie à β fixé semble la plus appropriée. Enfin, une étude à caractère plus fondamental est entreprise à l'aide du modèle PSE non linéaire.

Cette etude experimentale contribue a la comprehension preliminaire des problemes rencontres en combustion, notamment celle des mecanismes non-lineaires d'amplification des instabilites mis en jeu dans les propulseurs a propergol solide segmente de la fusee ariane 5. Les ecoulements cisailles concernes sont marques par l'existence des structures tourbillonnaires generees au passage des restrictions creees par les elements des inhibiteurs. Des conditions particulieres amenent le detachement de ces structures a declencher des mecanismes non-lineaires d'amplification des differents parametres (pression, vitesse,). Le montage experimental utilise, etudie en gaz froid, les mecanismes d'amplification des fluctuations de pression parietale. L'ecoulement est segmente par des cavites de dimension variable. Les resultats confirment l'existence d'un couplage et d'une mise en resonance de l'ecoulement avec l'acoustique de la cavite totale par un mecanisme d'accrochage en frequence renforce. Deux mecanismes d'amplification sont mis en evidence. Les differentes phases qui les caracterisent ont ete analysees et illustrees ; on peut distinguer: une phase d'amplification exponentielle par cavite resonante courte, ou par excitation sous-harmonique. Le taux d'amplification est alors eleve. Suivie d'une phase d'amortissement quasi-exponentielle des amplitudes de fluctuation. Enfin un mecanisme de saturation modulee ou non, stabilise en moyenne les niveaux d'amplitude, dans les cavites longues (recollement successif). L'ensemble de ces mecanismes fait appel a une cascade d'energie dont nous avons determine les domaines d'action. Une interpretation par la dynamique du chaos a ete entreprise. L'analyse des signaux de fluctuation de pression parietale dans l'espace de phase a permis d'une part, de caracteriser l'impact des interactions entre frequences sur la configuration des attracteurs et d'autre part, d'identifier les ecoulements similaires mis en jeu au cours des differentes configurations de segmentation, par une etude comparative de la geometrie des attracteurs

Ce memoire a pour principal objectif de caracteriser le comportement instationnaire d'un ecoulement engendre par injection parietale, rencontrant un obstacle. Cette etude s'integre dans le cadre de la prevision de stabilite de fonctionnement des propulseurs a propergol solide segmentes. La simulation d'un tel systeme est effectue en gaz froid permettant d'apprehender les phenomenes fondamentaux et les mecanismes energetiques mis en jeu dans l'ecoulement. Le developpement dynamique de l'ecoulement est analyse. Les structures tourbillonnaires sont identifiees par visualisation, a l'interieur d'une couche de cisaillement issue du sommet de la protection thermique. L'excitation selective et l'amplification des modes acoustiques, ainsi que les mecanismes de transfert d'energie entre modes, sont mis en evidence. La modelisation numerique du comportement instationnaire de l'ecoulement presente un bon accord avec les resultats experimentaux pour l'ecoulement moyen. De plus, les calculs numeriques montrent que l'interaction hydro-acoustique s'accorde avec les premiers modes longitudinaux theoriques. Le detachement des structures tourbillonnaires, leur developpement spatial et temporel, et leur appariement sont analyses

Ce travail de thèse porte sur l’instabilité de Faraday qui résulte de l’oscillation verticale d’une couche de liquide. L’objectif est d’apporter une vérification expérimentale précise des résultats issus d’une analyse de stabilité linéaire. À basse fréquence, la longueur d'onde caractéristique de cette instabilité est de l'ordre des dimensions de la cellule expérimentale. Théoriquement les longueurs d'onde associées aux modes disponibles sont discrétisées selon le confinement latéral. Mathématiquement, la condition qui facilite les calculs est une condition limite pariétale sans contrainte, ce qui est irréaliste en raison des couches limites visqueuses et de l’hystérésis capillaire au point de contact du fluide avec les parois. Ici, nous présentons l'étude expérimentale d'un système de basse fréquence conçu pour se rapprocher d’une condition pariétale sans contrainte, par un choix judicieux de liquides. Le système a permis d’obtenir expérimentalement des seuils d’apparition de l’instabilité très proches des prédictions théoriques basées sur une analyse de stabilité linéaire. Les différences observées sont associées au ménisque formé par le liquide sur la paroi ainsi qu’au film liquide se formant à la paroi lors de l'excitation des ondes. Les écarts avec la théorie dû à ces imperfections semblent être fonction de la structure du mode et la périodicité des ondes. De plus, les ondes générées par le ménisque conduisent à des seuils inférieurs aux prévisions. Ceci indique une résonance mixte entre l'instabilité paramétrique et les oscillations forcées du ménisque où chaque contribution peut être contrôlée par un forçage caractérisé par deux fréquences
This work is an inquiry into the current understanding of experimental single-mode Faraday waves, from the perspective of linear stability theory. At low frequency, the characteristic wavelength is of the order of the cell dimensions, and theoretically the wavelengths associated with the modes available for excitation are discretized by the sidewall boundary condition. Mathematically, the condition which eases manipulation is a stress-free sidewall condition, which is unrealistic due to viscous boundary layers and capillary hysteresis. We report the experimental investigation of a low frequency system designed to approximate this condition, by careful choice of the fluid liquids and thereby increasing the relative importance of the interior damping. The design has permitted close connection between the experimental thresholds and the predictions, contrasting the traditional approach of phenomenologically measuring the mode dissipation and treatment as a single degree of freedom system. Non-ideal behavior of the sidewall persists, evident by the contact meniscus and the sidewall film which is formed during wave excitation. The presence of these non-idealities is translated to trends in the deviation between the observed and predicted thresholds, depending upon the mode structure and wave periodicity. The presence of harmonically excited waves from the meniscus seems to result in observation of amplitudes consistently lower than the predictions, indicating a mixed resonance between the parametric instability and the forced meniscus oscillations. Furthermore, it is seen this interaction can be adjusted by excitation with two commensurate parametric frequencies

Les longs moteurs à propergol solide peuvent présenter des oscillations de poussée dues à des fluctuations de la pression dans la chambre de combustion. Une source de ces fluctuations peut être l'instabilité de l'écoulement interne (écoulement de Taylor), dont l’étude au sens classique a déja été effectuée par J. Griffond (2001) sur l'écoulement monophasique. Elle est présentée au premier chapitre, ainsi que le problème des oscillations de poussée et une première analyse des mesures effectuées sur divers montages expérimentaux. Dans le but d’augmenter l'impulsion spécifique du moteur, le propergol contient des particules d’aluminium relachées dans l'écoulement. Afin de prendre en compte la présence de ces particules, un nouvel écoulement de base, alors diphasique, doit être recherché. C’est ce qui est fait au chapitre 2. L’étude de stabilité de cet écoulement y est aussi menée, et montre finalement une faible influence des particules sur la stabilité. Une modélisation de la combustion y est aussi donnée dans le but de fournir un modèle homogène pour une étude de stabilité, mais celle-ci n’est pas faite ici. L'approche classique de stabilité ne suffit pas à décrire toutes les observations expérimentales. Pour cela, une nouvelle approche de la stabilité est mise en œuvre dans le chapitre 3. Il s’agit d’une approche globale de la stabilité de l'écoulement qui prend en compte le caractère non-parallèle de l'écoulement de Taylor. Les résultats théoriques montrent un bon accord avec les mesures effectuées sur les maquettes et sur Ariane 5.

Le transfert de chaleur en convection forcée est étudié expérimentalement dans une couche limite se développant sur une paroi concave en présence de tourbillon de Görtler. Le chauffage pariétal est de type densité de flux constant à la paroi. L'analyse de l'effet de la longueur d'onde et de l'amplitude de perturbations en amont montre que plus cette longueur d'onde est petite, plus la transition à la turbulence est rapide. De même une amplitude plus grande des perturbations causent également une transition plus rapide de couche limite. Nous avons montre que sous l'effet de tourbillons de Görtler le transfert de chaleur pariétal peut être augmenté d'environ 250% par rapport au cas d'une couche limite laminaire sur plaque plate. En plus des mesures de transferts en paroi, mesures de la composante longitudinale de la vitesse ont été effectuées dans plusieurs sections transversales par l'anémomètrie à fil chaud. L'effet de la variation de la longueur d'onde et de l'amplitude des perturbations amont sur l'intensification des transferts convectifs et l'apparition de différents régimes d'écoulement de Görtler ont également été étudie à l'aide de ces mesures
Forced convective heat transfer is experimentally studied in a boundary layer over a concave wall in the presence of Görtler vortices. The concave wall is kept constant heat flux condition. Examination of the effects of the wave number and amplitude of the upstream perturbations indicate that the smaller the wavelength the faster is transition to turbulence. In the same way larger perturbation amplitudes cause a faster transition of the boundary layer to turbulence. Görtler vortices intensify wall heat transfer only their non-linear stage which proceed transition to turbulence. We have proved that this intensification is around 250% over the heat transfer in a flat boundary layer. This augmentation is due to the modification of the velocity field caused by the Görtler vortices in their non-linear stage. Longitudinal velocity field in the concave boundary layer, at several streamwise station, was also measured by wire anemometry. These results corroborate the conclusions made on the effects of perturbations wavelength and amplitude on the heat transfer enhancement by Görtler vortices

The thesis deals with partial attached cavitation instabilities. Most of the study is experimental. Experiments were carried in a water tunnel, on a partially cavitating hydrofoil. The experimental conditions ranged from sheet cavities inception to unstable cavities and cloud cavitation. In the latter case, instabilities are induced by the periodical development of a re-entrant jet under the cavity, which leads to the detachment of very erosive vapour clouds, which are convected in the cavity wake. In addition, such flows are noisy and cause structure's vibrations. Wall pressure measurements, lift and drag measurements, and numerical video records were performed. In the case of stable cavities, the analysis shows a peak of the pressure fluctuations intensity in the closure region of the cavity. It originates from spatial fluctuations of the closure, small toward the mean cavity length, due to a condensation - vaporisation mechanism, which also leads to little vapour clouds convected in the cavity wake, but without re-entrant jet. A mean temporal analysis of the pressure signals puts in evidence the development of a travelling pressure wave from the cavity detachment point up to the closure, prior to the little clouds emission. In our opinion, this pressure wave is related to a travelling wave at the interface of the cavity, and the fluctuations of the closure can be explained by the break of this wave. These fluctuations are associated with frequency peaks, leading to Strouhal numbers, based on the mean cavity length [. . . ]
Le sujet de la thèse porte sur l'étude des instabilités des poches de cavitation attachées. Il est à dominante expérimentale. Nous avons réalisé des essais en tunnel de cavitation sur un hydrofoil bidimensionnel partiellement cavitant, de l'apparition des poches jusqu'aux régimes instables de type cloud cavitation. Ces derniers sont caractérisés par le développement périodique d'un jet rentrant sous la poche, responsable du détachement de nuages de bulles très érosifs, convectés dans le sillage de la poche. Ces régimes de cavitation sont de plus source de bruit et d'excitation des structures. Des mesures de pression pariétale, des mesures de portance et de traînée, des mesures de fluctuations de pression dans le sillage, ainsi que des vidéos numériques ont été réalisées. Dans le cas des poches dites stables, l'analyse des résultats a révélé l'existence d'un pic d'intensité des fluctuations de pression en fermeture de poche. Il a pour origine des fluctuations spatiales de la fermeture, petites vis-à-vis de la longueur moyenne de poche, de type condensation - vaporisation, et responsables de l'émission de petits nuages de cavitation dans le sillage, mais sans jet rentrant. Par une analyse temporelle moyenne du champ de pression sous la poche et dans son sillage, nous mettons en évidence le développement d'une onde de pression du détachement vers la fermeture, qui précède l'émission des petits nuages. Selon nous cette onde de pression est la trace d'une vague à l'interface liquide - vapeur, et les fluctuations de la fermeture s'expliquent par un mécanisme type déferlement. Ces fluctuations sont associées à des pics de fréquences marqués, conduisant des nombres de Strouhal, basés sur la longueur moyenne des poches, proches de 0. 2 dans chaque cas. Nous montrons par une analyse quasi statique simple que ce nombre de Strouhal caractéristique résulte probablement d'un couplage poche - écoulement amont. Dans les cas de cloud cavitation, l'analyse des résultats a révélé deux dynamiques distinctes, 1 et 2 [. . . ]