Academic literature on the topic 'Instabilités hydrodynamiques'

De par le vaste champ d’applications qu’elle offre, l’étude des écoulements granulaires a connu une expansion considérable au cours de ces vingt dernières années, autant du point de vue industriel que géophysique. Ces écoulements granulaires ont une grande influence dans le monde qui nous entoure. Or, différentes instabilités hydrodynamiques peuvent naitre en leur sein, entrainant alors des changements importants des propriétés mêmes de l’écoulement. Les instabilités dues à la ségrégation par taille de particules, le développement d’ondes de surface ou encore l’apparition de ressauts dans l’écoulement en sont des exemples marquants.

The linear stability of parallel shear flows of incompressible viscous fluids is classically described by the Orr–Sommerfeld equation in the disturbance streamfunction. This fourth-order equation is obtained by eliminating the pressure from the linearized Navier–Stokes equation. Here we consider retaining the primitive velocity-pressure formulation, as is required for general multidimensional geometries for which the streamfunction is unavailable; this affords a uniform description of one-, two-, and three-dimensional flows and their perturbations. The Orr–Sommerfeld equation is here discretized using Python and scikit- fem, in classical and primitive forms with Hermite and Mini elements, respectively. The solutions for the standard test problem of plane Poiseuille flow show the primitive formulation to be simple, clear, very accurate, and better-conditioned than the classical. References L. Allen and T. J. Bridges. Numerical exterior algebra and the compound matrix method. Numer. Math. 92 (2002), pp. 197–232. doi: 10.1007/s002110100365 M. Azaïez, M. Deville, and E. H. Mund. Éléments finis pour les fluides incompressibles. Lausanne: EPFL Press, 2011. url: https://www.epflpress.org/produit/146/9782880748944/elements-finis-pour-les-fluides-incompressibles F. Charru. Instabilités hydrodynamiques. EDP Sciences, 2007. url: https://laboutique.edpsciences.fr/produit/97/9782759801107/instabilites-hydrodynamiques. W. O. Criminale, T. L. Jackson, and R. D. Joslin. Theory and Computation in Hydrodynamic Stability. Cambridge University Press, 2003. doi: 10.1017/CBO9780511550317 A. Davey. A simple numerical method for solving Orr–Sommerfeld problems. Q. J. Mech. Appl. Math. 26 (1973), pp. 401–411. doi: 10.1093/qjmam/26.4.401 J.-P. Dedieu. Condition operators, condition numbers, and condition number theorem for the generalized eigenvalue problem. Lin. Alg. Appl. 263 (1997), pp. 1–24. doi: 10.1016/S0024-3795(96)00366-7 J. J. Dongarra, B. Straughan, and D. W. Walker. 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Analysis of superposed fluids by the finite element method: Linear stability and flow development. Int. J. Numer. Meth. Fluids 7 (1987), pp. 247–261. doi: 10.1002/fld.1650070305

Etude des modes de combustion instable observes sur une maquette de statoréacteur ou l'instabilité est le résultat d'interactions complexes entre la dynamique de l'écoulement dans la zone de réaction, les processus de dégagement de chaleur et le comportement acoustique du système confine. Etude des modes hydrodynamiques au cours d'un régime de combustion stable

À la fin de leur vie, les étoiles massives explosent et produisent un phénomène appelé supernova. Tout commence lorsque les réactions de fusion au cœur de l'étoile s'épuisent. Le cœur de l'étoile s'effondre jusqu'à devenir si dense que les forces nucléaires contrebalancent la gravité, créant un rebond. Le cœur interne donne alors naissance à un astre compact, une protoétoile à neutrons (PNS) d'un rayon de ~50 km à sa formation.L'onde de choc générée par ce rebond se propage alors vers les couches extérieures, continuant à s'effondrer. Cependant, l'énergie de ce choc n'est pas immédiatement suffisante pour qu'il atteigne directement la surface de l'étoile. Il devient stationnaire à un rayon de ~ 200 km. L'explosion de l'étoile en supernova dépend de la capacité de ce choc à être relancé pour atteindre la surface de l'étoile. L'interaction entre la matière et les neutrinos joue un rôle essentiel dans cette dynamique. Les neutrinos émis par la PNS peuvent être absorbés par la matière dense se trouvant sous le choc. Le chauffage qui en résulte induit un gonflement du choc. Le développement d'instabilités hydrodynamiques affecte l'efficacité d'absorption des neutrinos sous l'onde de choc stationnaire. Parmi les instabilités, la convection est favorisée par l'établissement d'un gradient négatif d'entropie. Les mouvements convectifs prolongent l'exposition de la matière au flux de neutrinos. D'autre part, l'instabilité du choc d'accrétion stationnaire (SASI) est due à un cycle entre des ondes acoustiques et l'advection des perturbations d'entropie et de vorticité générée par la déformation du choc.Par sa géométrie spirale, elle permet une augmentation locale de la densité et augmente aussi la probabilité d'interaction des neutrinos avec la matière.Dans cette thèse, nous présentons une analyse linéaire (analytique et numérique) de ces deux instabilités, permettant d'établir les domaines de paramètres pour lesquels chacune des instabilités domine la dynamique du flot. Nous étudions ensuite l'impact de la rotation sur ces domaines. Cet effet de la rotation sur les instabilités est encore peu étudié et est une question ouverte dans la communauté. En absence de rotation, l'intensité du chauffage de la matière par les neutrinos, évaluée à travers un paramètre χ de comparaison du temps de flottaison et du temps d'advection, permet la distinction entre le domaine de SASI et le domaine convectif. Nous démontrons les lacunes de ce critère et proposons une autre méthode, plus générale, afin de déterminer le seuil de croissance de la convection. Contrairement aux résultats trouvés par Foglizzo et al. (2006), nous montrons que la transition d'un domaine SASI à un domaine convectif ne se fait pas pour une valeur seuil χ ∼ 3 mais sur un domaine de chauffage tel que χ ∈ [3, 4]. Nous présentons ensuite une analyse de l'influence de la rotation sur la croissance linéaire de ces instabilités. Pour des rotations lentes, le critère d'instabilité fondé sur le paramètre χ diminue. Si la rotation excède 10% de la rotation Képlérienne à la surface de la PNS, alors des modes mixtes SASI/convection/rotation apparaissent à grande échelle. Pour les rotations fortes (>30% de la rotation Képlérienne à la surface de la PNS), l'influence du paramètre χ sur le taux de croissance et sur la fréquence du mode le plus instable devient négligeable. Cette faible dépendance indique que la convection ne joue alors plus de rôle dans l'instabilité dominante qui est d'origine rotationnelle. Dans ce régime, l'interprétation des fréquences mesurées en ondes gravitationnelles peut être facilitée car la fréquence du mode dominant est directement liée au taux de rotation du cœur de l'étoile
At the end of their lives, massive stars explode and produce a phenomenon called a supernova. It begins when the fusion reactions in the core of the star run out of fuel. The core of the star collapses until it becomes so dense that the nuclear forces counteract the gravity, creating a rebound. The inner core then gives rise to a compact star, a protoneutron star (PNS) with a radius of ~50 km at its formation.The shock wave generated by this bounce then propagates towards the collapsing outer layers. However, the energy of this shock is not enough for it to reach the star's surface directly. It becomes stationary at a radius of ~ 200 km. The explosion of the star into a supernova depends on the ability of this shock to be revived and reach the star's surface. The interaction between matter and neutrinos plays an essential role in these dynamics. Neutrinos emitted by the cooling PNS can be absorbed by the dense matter beneath the shock. The resulting heating induces a swelling of the shock.The development of hydrodynamic instabilities affects the absorption efficiency of neutrinos under the stationary shock wave. Among these instabilities, convection is favoured by the establishment of a negative entropy gradient. Convective motions prolong the exposure of matter to the neutrino flux.On the other hand, the stationary accretion shock instability (SASI) is due to a cycle between acoustic waves and the advection of entropy and vorticity perturbations, generated by the shock deformation. By its spiral geometry, it allows a local increase of the density which increases the probability of interaction of neutrinos with matter.In this thesis, we present a linear analysis (analytical and numerical) of these two instabilities, allowing us to establish the parameter domains for which each instability dominates the flow dynamics. We also investigate the impact of rotation on these domains. The effect of rotation on these instabilities is still poorly known and is an open question in the supernova community.In the absence of rotation, the intensity of neutrino heating, evaluated through χ ∼ 3 parameter comparing the flotation time and the advection time, allows the distinction between the SASI domain and the convective domain. We demonstrate the shortcomings of this criterion and suggest another, more general, criterion to determine the convective growth threshold. Contrary to the results found by Foglizzo et al. (2006}, we show that the transition from SASI to convection does not occur for a threshold value of χ ∼ 3 but on a heating domain such that χ ∈ [3, 4]. We then present an analysis of the influence of rotation on the linear growth of these instabilities. For slow rotations, the instability criterion based on the χ parameter decreases. If the rotation exceeds 10% of the Keplerian rotation at the PNS surface, then mixed SASI/convection/rotation modes appear at large scales. For strong rotations (>30% of the Keplerian rotation at the PNS surface), the influence of the χ parameter on both the growth rate and the frequency of the most unstable mode becomes negligible. This weak dependency indicates that convection no longer plays a role in the dominant instability, which is of rotational origin. In this regime, the interpretation of the measured gravitational wave frequencies can be facilitated because the frequency of the dominant mode is directly related to the rotation rate of the star's core

Dans cette thèse, le procédé d'étalement de liquides par rouleaux est étudié du point de vue de la mécanique des fluides. Avec un intérêt particulier pour l'instabilité hydrodynamique qui apparaît à la surface libre de la couche transférée sur le substrat solide. Ce procédé est largement utilisé par l'industrie de l'enduction, en particulier celle des aciers enduits. Le présent travail essentiellement expérimental veut améliorer la compréhension des mécanismes physiques qui gouvernent l'instabilité dans ce type de processus. Pour cela des mesures dans des conditions contrôlées du déclenchement et du développement de l'instabilité ont été réalisées, ainsi qu'une caractérisation rigoureuse des propriétés physiques des fluides utilisés. Ceci a permis une corrélation entre les résultats expérimentaux et les caractéristiques de chaque fluide, et la vérification expérimentale des modèles hydrodynamiques. Le principal résultat est lié à l'existence d'une différence des contraintes normales qui crée une diminution du seuil de l'instabilité, diminution qui a pu être étudiée en faisant varier les paramètres géométriques et rhéologiques (à travers la concentration relative de polymère). Au-delà du seuil des différences dans les formes des structures ont été étudiées. On a aussi effectué des mesures de la viscoélasticité sur l'écoulement de base. Les résultats montrent que ces effets viscoélastiques peuvent êtres considérés comme petits, ce qui permet d'appliquer le modèle d'élasticité faible développée dans ce travail. On en conclut que l'élasticité modifie le processus de déstabilisation plus au travers des conditions aux limites qu'au travers d'un changement de l'écoulement de base. Ce travail a été réalisé dans le Groupe des Milieux Poreux de la Faculté d'Ingénieur de l'Université de Buenos-Aires, et au laboratoire FAST (Fluides, Automatique et Systèmes Thermiques), Orsay, France
In this work the process of liquid roll coating application is studied, paying particular attention to the hydrodynamical instability occurring at the free surface of the transferred film. This process is widely used in coating industry, particularly in coated steel. This experimental work intends to a better understanding of the physical mechanisms that governs this kind of processes. Several experiments were conducted, not only to measure the onset and further development of the instability but also to fully characterize the rheological properties of the fluids. A correlation between experimental results and physical properties of fluids has been established, as well as an experimental verification of simple hydrodynamical models, which permits a qualitative understanding of the destabilizing mechanisms. The main result found in this work is related to the viscoelastic effects: the presence of normal stress differences generates a reduction in threshold onset, which has been studied both with respect to geometrical parameters and rheological properties. This allowed the determination of the relation between polymer concentration and threshold. Also, further development of instability has been studied, finding morphological differences with the Newtonian case. Results of base flow measurements showed that there exists some range where viscoelastic effects can be considered small enough, such that weak viscoelasticity hypothesis are fulfilled and the simple model developed in this work should apply. Thus it can be asserted that in the weak viscoelasticity limit elastic effects modifies the onset of instability via boundary conditions rather than base flow changes. This work has been conducted in the Grupo de Medics Porosos at Facultad de Ingenieria, Universidad de Buenos-Aires, and at FAST (Fluids, Automatique et Systems Thermiques), Orsay, France

Les moteurs-fusées hybrides combinent les technologies des deux autres catégories de moteurs à propulsionchimique, et associent un combustible et un oxydant stockés respectivement sous phase solide et liquide.Cette architecture offre un certain nombre d’avantages, comme par exemple des coûts plus faibleset une architecture simplifiée par rapport à la propulsion bi-liquide; la possibilité de réaliser de multiplesextinctions et ré-allumages et une bonne impulsion spécifique théorique par rapport à la propulsion solide,et enfin une sécurité de mise en œuvre accrue et un impact environnemental faible vis-à-vis de ces deuxautres modes de propulsion. Comme toutes les chambres de combustion, celles des moteurs hybrides peuvent subir des oscillations de pression sous certaines conditions de fonctionnement. Ces instabilités se traduisent par des fluctuationsde poussée qui peuvent dégrader la structure d’un lanceur ou d’un satellite. Des phénomènes diverspeuvent être à l’origine des fluctuations de pression observées dans les moteurs hybrides.L’objectif de la thèse est de proposer une modélisation des instabilités d’origine hydrodynamique quiapparaissent dans les moteurs hybrides. Une exploitation nouvelle de la base de données disponible àl’ONERA a servi de support pour la modélisation, ainsi que des simulations numériques instationnaires 2Det 3D réalisées à l’aide du code CFD CEDRE. Les instabilités sont provoquées par la formation périodiquede structures tourbillonnaires dans la chambre de combustion, qui génèrent des fluctuations de pressionlors de leur passage dans le col de la tuyère. L’originalité du modèle, basé sur la théorie classique degénération tourbillonnaire dans une cavité, consiste à prendre en compte les variations géométriques dela chambre de combustion au cours des tirs. Ces variations ont un effet sur la vitesse de l’écoulement, surla zone de recirculation dans la post-chambre, ainsi que sur les tourbillons eux-mêmes. Enfin, plusieursnouveaux essais du moteur hybride HYCOM ont été effectués et confrontés au modèle développé dans lecadre de la thèse
Hybrid rocket motors combine solid and bi-liquid chemical propulsion technologies and associate asolid fuel and a liquid oxidizer in its classical configuration. This architecture offers several advantagesover liquid propulsion such as lower costs and a simplified architecture. The possibility of performingmultiple extinctions and re-ignitions and a good theoretical specific impulse is also an improvement inregard to solid propulsion. Hybrid engines also have improved safety and a lower environmental impactthan other chemical propulsion systems. As in all combustion chambers, hybrid engines suffer from pressure oscillations under specific operating conditions. These instabilities provoke thrust fluctuations that can damage the launcher and payloads.Various phenomena can induce the pressure oscillations observed in hybrid rocket engines.The objective of this thesis is to propose a model of hydrodynamics instabilities that appear in hybridengines. A new exploitation of the database available at ONERA, and unsteady 2D and 3D numericalsimulations were used for the modeling. The instabilities are provoked by the periodic formation ofvortices in the combustion chamber that generate pressure fluctuations when passing through the nozzlethroat. The originality of the model, which is based on the classical theory of vortices generation ina cavity, consists in taking into account the geometrical variations of the combustion chamber duringoperation. These variations have an effect on the flow velocity, on the recirculation area in the postchamberand on the vortices. Finally, several new firing tests of the hybrid engine HYCOM have beenperformed and compared to the model developed in this thesis

La circulation marine au-dessus du plateau continental nord brésilien est sujette à des forçages énergétiques d’origines diverses : un flux de flottabilité, un fort courant côtier associé à un courant grande échelle (Courant Nord Brésil (CNB)), un forçage de la marée et des alizés de Nord-est ou de Sud-est selon la saison. A l’aide d’un modèle hydrodynamique tridimensionnel (MOBEEHDYCS), d’une bathymétrie et d’un trait de côte réalistes du plateau nord brésilien, nous étudions l’influence des forçages physiques identifiés sur la morphologie du panache amazonien. Nous avons montré que, contrairement à d’autres études, le courant côtier constitue la cause principale de la déviation du panache amazonien vers le nord-ouest. Les résultats du modèle sont ensuite comparés à des données de terrain. Enfin, une étude numérique du transport de la matière en suspension est réalisée. La comparaison du panache turbide modélisé avec une image de télédétection montre un bon accord qualitatif
Marine circulation above the northern Brazilian continental shelf is subject to energetic forcing factors of various origins : high water buoyancy fluxes, a strong coastal current associated with a mesoscale current (North Brazil Current (NBC)), a forcing by semi diurnal tide and by Northeast or Southeast trade winds according to the season. Using a three-dimensional hydrodynamic numerical model (MOBEEHDYCS), and realistic bathymetry and coastline of the northern Brazilian shelf, we study the influence of some specific physical forcings on the morphology of the Amazon plume. We have shown that, contrary to other studies, the coastal current is the principal cause of the plume deviation northwestward. The numerical results are compared to field data and satellite images. Finally, the fate of the Amazonian suspended matter is investigated with the numerical model, and comparison between the modelled turbid plume and satellite image shows a good qualitative agreement

Cette thèse est dédiée à l'étude d'ondes non linéaires dans des écoulements en rotation. Dans une première partie, je me suis intéressé aux ondes de Rossby apparaissant par instabilités de thermoconvection dans une coquille sphérique en rotation représentant un modèle simplifié de noyau planétaire tellurique, et ce pour deux types de forçage: un chauffage interne correspondant à une activité radioactive du noyau et un chauffage différentiel lié à la différence de température entre les frontières interne et externe. Selon le théorème de Proudman-Taylor, l'écoulement possède une faible dépendance en la coordonnée axiale à cause de la rotation rapide. Cela permet de simplifier les modèles 3D en des modèles quasi géostrophiques 2D reposant sur une intégration axiale. Cette thèse présente la première comparaison systématique entre modèles 2D et 3D (Simitev, U-Glasgow) concernant des ondes de Rossby faiblement non linéaires. En 2D l'équation de Landau régissant l'amplitude de l'onde critique est calculée; l'amplitude de la convection et celle des écoulements zonaux ainsi prédites se comparent assez bien aux résultats 3D. L'existence d'une bifurcation sous-critique est établie à très bas nombre d'Ekman en chauffage interne et en chauffage différentiel, à condition dans ce dernier cas que le nombre de Prandtl soit petit. La seconde partie est une étude expérimentale de l'écoulement d'eau et de ses premières instabilités dans un canal annulaire creusé dans un plateau éventuellement en rotation surmonté d'un couvercle tournant. Trois cas sont étudiés: le cisaillement pur correspondant à la rotation du couvercle seul, la corotation rapide et la contrarotation pure. Le seuil d'instabilité détecté par mesures globales (visualisations par caméra vidéo) et locales par Vélocimétrie Laser Doppler se caractérise par des ondes spiralées. Dans le cas de la contrarotation pure, des structures localisées dans l'espace-temps peuvent coexister avec les ondes. Une comparaison est effectuée avec des calculs numériques (Serre, CNRS-Marseille). Un accord relativement bon est obtenu pour l'écoulement de base (vitesse azimutale) et la première instabilité (nombre de Reynolds, nombre d'onde et fréquence angulaire critiques)
A first part is devoted to the study of the Rossby waves that appear in a rotating spherical shell representing the core of a terrestrial planet by thermal instabilities for two heating types. Internal heating is driven by radioactive sources and differential heating is driven by a difference of temperature between the internal and external frontiers. According to the Proudman-Taylor theorem, the flow depends only weakly on the axial coordinate because of the high rotation rate. Thus the 3D models can be simplified into quasi-geostrophic 2D models \textit{via} an axial integration. I present the first systematic comparison between 2D and 3D models (Simitev, U-Glasgow) for weakly nonlinear Rossby waves. In 2D the Landau equation that controls the amplitude of the critical wave is calculated. Predicted convection' amplitude and zonal flows agree rather well with the 3D results. The existence of a subcritical bifurcation is established at very low Ekman numbers with internal and differential heating; in this latter case, the Prandtl number also has to be small for the bifurcation to be subcritical. The second part is an experimental study of water flows and its first instabilities in an annular channel digged in a plate which may rotate, and which is sheared by a rotating lid. Three cases are studied: a pure shear where only the lid turns, a rapid corotation and a pure contrarotation. The onset of instability is studied with global measurements (using a video camera) and local ones (Laser Doppler Anemometry) and is characterized by spiralling waves. In the case of contrarotation, patterns localized in space and time may coexist with the waves. The comparison of these results with numerical ones (Serre, CNRS-Marseille) is done and shows a rather good agreement for the basic azimutal flow and the first instability (critical Reynolds number, wavenumber and angular frequency)

On calcule les amplifications d’énergie optimales de structures quasi longitudinales dans le sillage d’un corps épais axisymétrique à culot droit et dans une couche de mélange parallèle. Les amplifications d'énergie sont seulement modérées dans le sillage du corps axisymétrique tandis qu'elles sont grandes dans la couche de mélange. Les amplifications maximales augmentent avec le nombre de Reynolds et lorsque le nombre d’onde transverse (azimutal) décroît. Les structures amplifiées optimalement sont des stries longitudinales. Lorsqu’elles sont forcées à amplitudes finies, les stries optimales réduisent considérablement l’instationnarité du sillage du corps épais axisymétrique. Pour des nombres de Reynolds modérés, l’instationnarité du sillage peut être complètement supprimée si le forçage optimal est combiné avec un soufflage au culot uniforme. Dans le cas de la couche de mélange 2D, le taux de croissance maximal de l'instabilité de KelvinHelmholtz et le ratio de vitesse critique d'apparition de l'instabilité absolue peuvent être soit réduits soit augmentés en fonction des symétries des stries forcées. Dans ce cas, on montre que la déformation non linéaire moyenne doit être incluse dans l'analyse de sensibilité de l'instabilité et que cela n'influe pas sur la dépendance quadratique par rapport à l'amplitude des stries.

Cette thèse présente les résultats d'une étude expérimentale et théorique sur la stabilité non-linéaire des écoulements hydrodynamiques en rotation différentielle. Une analyse de mesures antérieures à ce travail effectuées dans des expériences de laboratoire de type Couette-Taylor nous a permis de dériver un critère de stabilité ainsi qu'une prescription du type viscosité turbulente pour le transport du moment cinétique. L'étude expérimentale complémentaire que nous avons menée nous a permis de mettre en évidence des régimes de rotation instables vis à vis de perturbations aux amplitudes finies, qui demeuraient jusqu'a maintenant inexplorés. Nous présentons également quelques propriétés des écoulements moyens turbulents ainsi que des fluctuations de vitesse, en particulier leur évolution en fonction du nombre de Reynolds. Par des arguments physiques simples, nous dérivons des paramètres de stabilité, des lois d'évolution des fluctuations turbulentes, ainsi qu'une expression de la viscosité turbulente compatible avec notre première prescription. Finalement, nous concluons par une application de cette viscosité à un modèle simple de disques d'accrétion.

Ce travail explore expérimentalement en géométrie microfluidique, des instabilités sous champ de fluides magnétiques aqueux, aux propriétés bien caractérisées et dont les nanoparticules sont stabilisées électrostatiquement.La micro-convexion magnétique observée à l'interface miscible entre le fluide magnétique et l'eau est étudiée quantitativement dans une cellule de Hele-Shaw sous champ magnétique homogène, en particulier par vélocimétrie par image de particules. Les résultats sont comparés aux prédictions théoriques et à des simulations numériques. Au delà de la caractérisation des champs critiques, il est observé qu'une augmentation du champ H accélère la croissance des doigts, comme H2, tandis que la figure de digitation n'est pas modifiée. Une application au mélange en microfluidique est ici envisagée. L'étude de la micro-convexion a révélé une diffusion effective de coefficient beaucoup plus grand que celui des nanoparticules, tel que prédit par la formule de Stockes-Einstein ou obtenu par des mesures directes. Des explorations expérimentales montrent que cette diffusion effective provient d'un écoulement lié à la différence de densité des deux fluides. La diffusion semble influencée par les agents qui stabilisent les nanoparticules. Des gouttes de liquide magnétique concentré co-existant avec une phase diluée sont obtenues par séparation de phase induite par ajout de sel et/ou application d'un champ magnétique. Leur déformation sous champ permet de suivre l'évolution temporelle de la phase concentrée métastable. Dans un champ magnétique précessant à l'angle magique, les gouttes se comportent comme en champ tournant, sauf en ce qui concerne leur déformation initiale
Magnetic field induced instabilities of magnetic fluids in microfluidic environment are investigated experimentally. Electrically stabilized water-based magnetic nanocolloids are used and throughout characterized.Magnetic micro-convection, observed at a miscible magnetic fluid-water interface in a Hele-Shaw cell in homogeneous field, is studied quantitatively and compared with theoretical predictions and numerical simulations, micro-convective flows being characterized by particle image velocimetry. Besides the critical field determination, it is shown that an increase of the magnetic field H speeds up the finger growth, which scales as H2, while the size of the fingering pattern is not changed. An application towards mixing enhancement in microfluidics is considered.The micro-convection study reveals a much larger effective diffusion coefficient of the nanoparticles than expected from Stokes - Einstein relation and standard determinations. Investigations with the same setup and with continuous microfluidics show that the effective diffusion mostly arises from a flow induced by the density difference between the miscible fluids. Additionally, the diffusion coefficient seems to be influenced by the particle stabilizing agents.Drops of a concentrated magnetic phase in co-existence with a dilute one are formed by phase separation after salt addition to the magnetic fluid and/or the application of a magnetic field. Their under-field shape deformations allow investigating the time evolution of the concentrated phase. Experiments show that in a precessing field at magic angle, the drops behave as in a rotating field except the initial shape deformation before quick elongation

Etude experimentale d'ecoulements a contre-courant de fluides partiellement miscibles (instabilites de saffman-taylor et de rayleigh-benard). Modelisation bidimensionnelle a partir des equations de darcy generalisees dans deux configurations d'ecoulements a contre-courant et co-courant