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Dissertations / Theses on the topic 'Interfaces solide-liquide – Modèles mathématiques'
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Roucoules, Vincent. "Etude et modélisation des phénomènes interfaciaux solide-liquide : relation entre le mouillage, la physico-chimie et la morphologie des surfaces : optimisation des propriétés de surface par traitement mécanochimique." Lyon 1, 2000. http://www.theses.fr/2000LYO10272.
Full textAbstract:
Ce travail s'inscrit dans le cadre d'une recherche pluridisciplinaire, à la fois fondamentale et expérimentale, et se situe au carrefour de la physico-chimie des interfaces et de la mécanique des fluides. Une goutte de liquide déposée sur une surface solide peut, selon les propriétés de l'interface solide/liquide, s'étaler de façon très variée. La compréhension du phénomène de l'étalement devient indispensable lorsqu'on cherche à optimiser de nombreux processus technologiques. Dans un premier temps, on étudie de façon expérimentale les différentes phases d'étalement d'une goutte de liquide déposée sur une surface horizontale et rugueuse. L'originalité de la modélisation proposée repose sur l'intégration dans un système d'équations d'un coefficient matriciel qui prend en compte la topographie de la surface mouillée. Dans un second temps, la modification des propriétés de mouillage des surfaces métalliques par des traitements mécanochimiques spécifiques a permis de quantifier son impact sur la physico-chimie des interfaces solide/liquide. Il a été démontré qu'un des paramètres de mouillages (l'angle au retrait) s'avère être une mesure pertinente pour contrôler l'homogénéité du traitement de surfaces. De plus, des corrélations ont pu être déterminées, au moyen de techniques chimiométriques d'analyses de données, entre les caractéristiques de l'abrasif contenu dans la formulation mécanochimique (taille, forme, dureté), la morphologie finale de la surface traitée (paramètre topographique 3 D) et la fonctionnalité de la surface traitée. Enfin, les études de différentes formulations ont permis, grâce à des analyses spectroscopiques infrarouges, de rechercher les corrélations entre la composition des formulations initiales et celles des dépôts. Les valeurs des énergies de surface, mesurées à l'aide des angles de contact avec les différents liquides sondent ont permis d'évaluer la polarité finale des surfaces métalliques issues du traitement mécanochimiques étudié.
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Wang, Hao. "Contribution à l'étude thermique des contacts périodiques solide-solide." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2000. http://www.theses.fr/2000INPL040N.
Full textAbstract:
Cette étude est consacrée aux modélisations analytique et numérique du phénomène de contact thermique périodique entre deux surfaces solide-solide. En particulier, nous utilisons la notion de quadripôle thermique pour résoudre le transfert conductif dans un contact plan-plan monodimensionnel périodique ainsi que dans le cas d'un macro-contact périodique avec constriction. La modélisation est effectuée par un développement en séries de Fourier des variables périodiques en temps. Cette méthode quadripolaire nous permet d'une part, de prédire le comportement thermique du contact de l'interface périodique dans des conditions quelconques et d'autre part, d'analyser l'influence de divers paramètres sur la résistance apparente dans un domaine étendu de fréquence. Les résultats sont alors compares avec ceux des autres modèles, analytiques ou numériques. L’étude bidimensionnelle montre que le modèle monodimensionnel reste valable pour les périodes longues, mais qu'il est nécessaire d'introduire la notion de temps d'établissement de la constriction thermique pour expliquer le comportement du contact pour les périodes courtes et moyennes. Nous étudions analytiquement l'établissement de la constriction dans un cas simple et son influence sur le transfert de chaleur dans le macro-contact. Des représentations simplifiées de la résistance apparente sont données pour les trois cas limites (courtes, moyennes et longues périodes). Une expérimentation monodimensionnelle est mise en place. Les résultats sont compares aux solutions des modèles précédents.
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Jendoubi, Aymen. "Interaction fluide-structure par la méthode des domaines fictifs." Thesis, Université Laval, 2010. http://www.theses.ulaval.ca/2010/27365/27365.pdf.
Full text
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Vidalain, Guillaume. "Modélisation des phénomènes convectifs lors du changement de phase solide-liquide par utilisation de l'équation de diffusion de la chaleur et d'une forme modifiée de la conductivité." Thesis, Université Laval, 2007. http://www.theses.ulaval.ca/2007/24407/24407.pdf.
Full text
5
Jacquot, Francis. "Contributions expérimentale et théorique à une nouvelle approche de la mouillabilité." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1998. http://www.theses.fr/1998INPL056N.
Full textAbstract:
L’objectif de ce travail, qui s'inscrit dans le cadre d'une équipe de modélisation mathématique, consiste à caractériser les paramètres susceptibles de définir les propriétés de mouillabilité d'un liquide (environné d'un autre fluide) sur la surface d'un solide. Cette étude, essentiellement expérimentale, s'est concentrée sur le cas d'une goutte sessile posée. Elle s'est attachée à déterminer une relation entre l'aire de base d'une telle goutte et de son volume, lorsque l'on fait évoluer ce dernier dans une situation quasi-statique, engendrant ainsi un hystérésis. Pour cela, nous décrivons dans un premier temps la mise au point d'un banc de mesure sophistiqué. Après avoir testé différentes conjectures et corrélations, nous mettons à jour une loi mixte très prometteuse, et en étudions l'intérêt théorique, permettant l'établissement d'une liaison phénoménologique entre trois paramètres. Enfin, nous abordons une interprétation énergétique de la loi obtenue.
6
Benabderrahmane, Yacine. "Modélisation dynamique et thermique d'écoulements diphasiques solide-liquide en présence d'effets non locaux et application au chauffage ohmique de mélanges agro-alimentaires." Compiègne, 2001. http://www.theses.fr/2001COMP1351.
Full textAbstract:
La modélisation d'écoulements diphasiques solide-liquide dans une conduite cylindrique présentée dans cette thèse est caractérisée par les phénomènes non locaux introduits par la non homogénéité spatiale de la suspension (rapport de tailles caractéristiques particules/tube élevé). En première partie, une modélisation macroscopique du chauffage ohmique de suspensions est réalisée. Pour un critère de stérilisation fixé, le thermoconditionnement par chauffage interne de particules sphériques est étudié. L'étude de la génération électrique de chaleur dans des systèmes de particules permet d'obtenir des corrélations en fonction des conductivités électriques des deux phases et de la concen-tration. Le modèle "à glissement de phase" est proposé pour simuler le chauffage ohmique des suspensions suivi d'une étude paramétrique. En seconde partie, un modèle local de type "deux-fluides" est développé sur la base d'une prise de moyenne d'ensemble et de l'application de la théorie cinétique. Les contributions non locales additionnelles sont explicitées et calculées à l'aide de méthodes spécifiques, notamment l'approximation de "vitesse faiblement non homo-gène", Les lois constitutives sont corrigées pour des régîmes particulaires non inertiels. Des méthodes de calcul des moyennes phasiques, des concentrations maximales et une forme adaptée de la fonction de distribution radiale sont proposées. Les conditions aux limites en vitesse et en pseudo-température de la phase particulaire sont développées par application de bilans d'énergie mécanique, thermique et totale. Une forme heuristique de la force de friction à la paroi y est notamment présentée. L'algorithme original développé sur une base SIMPLE (méthodes des volumes finis) fournit des résultats en bonne adéquation avec les expérimentations disponibles en littérature et prédit des comportements caractéristiques tels que migration radiale, fluctuation radiale des concentrations et pseudo-diffusion thermique.
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Souissi, Adel. "Développement des méthodes numériques et expérimentales pour l'étude du champ acoustique de transducteurs ultrasonores en présence d'une interface fluide-solide (réflexion, transmission)." Compiègne, 1987. http://www.theses.fr/1987COMPD096.
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Maunoury, Aurélie. "Simulations numériques de l’ascension d’une particule évolutive sous l’effet du changement d’état liquide-solide." Thesis, Bordeaux 1, 2008. http://www.theses.fr/2008BOR13637.
Full textAbstract:
Le phénomène de transport de particules dans un fluide se rencontre dans de nombreux domaines d’application : énergétique, agroalimentaire… Nous avons entrepris la modélisation et la simulation numérique de l’ascension d’une particule fondante pour un régime de nombre de Reynolds modéré. Nous vérifions dans un premier temps la validité du code de calcul. Puis, l’étude de l’ascension d’une particule indéformable (sans fusion) froide évoluant dans un fluide chaud permet de constater l’influence des échanges de chaleur entre la particule et le fluide à la fois sur la vitesse et l’établissement du champ de température. L’analyse du processus d’ascension d’une particule fondante permet de mieux comprendre l’hydrodynamique, les échanges thermiques liquide-solide et le phénomène de fusion dans le cas d’une ascensionFlows of melting particles are involved in a wide field of industrial applications such as energetics, agroalimentary… We undertook the modeling and the numerical simulation of the rise of a single melting particle for a mode of moderate Reynolds number. We initially check the validity of the computer code. Then, the study of the rise of an indeformable particle (without fusion) cold moving in a hot fluid makes it possible to note the influence of the heat transfers between the particle and the fluid at the same time on the speed and the establishment of temperature field. The analysis of the process of rise of a single melting particle makes it possible to better understand the hydrodynamics, heat exchange liquid-solid and the phenomenon of fusion in the case of a rise
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Potier, Louis. "DFT-MD simulations of aluminium oxide/liquid water interfaces for heterogeneous catalysis." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019SACLE032.
Full textAbstract:
Cette thèse, financée par l'ANR SLIMCAT (Solid-Liquid Interface at Molecular Scale for Catalysis), a pour but de caractériser la structure des interfaces alumine/eau liquide, tant du point de vue du solide que du liquide en contact. Au-delà des propriétés structurales, nous apportons des informations supplémentaires sur la chimie se produisant à l'interface, et tentons de comprendre/démontrer dans quelles mesures les modèles de surfaces d'α-alumine sont pertinents pour les surfaces de γ-alumine qui sont utilisés expérimentalement dans la catalyse hétérogène. La DFT-MD (Dynamique Moléculaire basée sur la Théorie de la Fonctionnelle de la Densité) a été utilisée pour les simulations, plusieurs codes informatiques ont été développés afin de calculer toutes les propriétés structurales et spectroscopiques pertinentes à partir des données de simulations. La spectroscopie SFG (Sum Frequency Generation) a été aussi utilisée dans nos calculs théoriques pour attribuer de façon définitive la composition, la spéciation et la structure des surfaces aqueuses α-(0001)-C et α-(1102)-R. Plusieurs surfaces ont été présentées dans la littérature comme étant la plus stables pour l'orientation (1102)-R de l'α-alumine. En simulant toutes ces surfaces par DFT-MD, nous avons démontré que seule la surface C1 est stable au contact de l'eau liquide, et l'interface aqueuse possède un spectre SFG qui coïncide exactement avec le spectre expérimental. Cependant, la surface (1102)-R-C2 est connue comme étant la plus stable au contact de l'air. Afin de réconcilier ces deux informations, nous avons démontré que la calcination de l'interface aqueuse (1102)-R-C1 à haute température (~1000 K) conduit à sa conversion vers la surface (1102)-R-C2, dorénavant au contact de l'air, tandis que la surface (1102)-R-C2 se reconstruit vers la surface (1102)-R-C1 une fois mise au contact de l'eau. Nous avons aussi résolu les controverses de la littérature sur l'interface α-(0001)-C/eau liquide. Il a donc été démontré qu'il existe une organisation particulière de l'eau liquide, consistant en un réseau 2D de liaisons hydrogène formé dans la couche d'eau au contact du solide par le biais de liaisons-H eau-eau orientées parallèlement à la surface. Cette structure est identique au réseau 2D de liaisons-H formé par l'eau à l'interface avec le milieu hydrophobe ultime, i.e. le vide. Quand des électrolytes (1.0M KCl) sont placés à cette interface aqueuse, nous avons montré que leur présence n'affecte pas l'organisation du réseau 2D de liaisons hydrogène. Les interfaces gamma-alumine/eau liquide γ-(110) et γ-(100) ont aussi été simulées. Nous avons montré que l'interface γ-(110)/eau liquide en particulier partage de nombreux points communs avec les interfaces aqueuses d'α-alumine, ce qui démontre que les modèles-α sont pertinents pour fournir des informations sur la structure de la γ-alumine aqueuse effectivement utilisée en catalyse hétérogèneThis PhD thesis, funded by ANR SLIMCAT (Solid-Liquid Interface at Molecular Scale for Catalysis), has for goal to characterize the structure of alumina/liquid water interfaces, both from the point of view of the solid and liquid in contact. Beyond structural properties, we aim to provide some details on the chemistry occurring at the interface, and also to understand to what extent α-alumina surfaces models are relevant for γ-alumina surfaces effectively used in experiments in heterogeneous catalysis. DFT-MD (Density Functional Theory based Molecular Dynamics) was used for the simulations, multiple codes were developed to compute all relevant structural and spectroscopic properties from the simulations data. SFG (Sum Frequency Generation) spectroscopy was also employed in the theory to definitely assign the composition, speciation and structure of the aqueous α-(0001)-C and α-(1102)-R alumina surfaces. Multiple surfaces have been presented in the literature as being the most stable for the (1102)-R orientation of α-alumina. By investigating all of them by DFT-MD, we have shown that, when placed in contact with liquid water, only the C1 surface is stable and simultaneously provide a SFG spectrum consistent with the experimental one. However, the (1102)-R-C2 surface is known to be the most stable in contact with the air. To reconcile these two observations, we demonstrated that the calcination of the (1102)-R-C1/liquid water interface at high temperature (~1000 K) leads to the conversion to the (1102)-R-C2 surface, now in contact with the air, while the (1102)-R-C2 recontructs towards the (1102)-R-C1 surface once put in contact with water. We have also resolved the controversies in literature on the α-(0001)-C/liquid water interface. A particular organization of liquid water has hence been shown to exist, consisting of a 2D-HBond-network formed in the topmost interfacial water layer via water-water H-bonds oriented parallel to the surface. This structure is reminiscent of the 2D-HBond-Network formed by water at the interface with the ultimate hydrophobic medium, i.e. vacuum. When electrolytes (1.0M KCl) were placed at this interface, their presence was found not to affect the organization of the 2D-Hbond-network. The γ-(110) and γ-(100) gamma-alumina/liquid water interfaces were also investigated. We find that the γ-(110)/liquid water interface especially shares many common points with α-alumina aqueous interfaces, which shows that α-models are relevant to provide information for the structure of the aqueous γ-alumina employed in catalysis
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Vit, Carole. "Modélisation eulérienne d'écoulements turbulents diphasiques gaz-solides présentant une granulométrie étendue de la phase dispersée." Toulouse, INPT, 1999. http://www.theses.fr/1999INPT004H.
Full textAbstract:
L'objectif de cette étude est la modélisation d'écoulements turbulents diphasiques gaz-solides présentant une granulométrie étendue de la phase dispersée, dans le cadre de l'approche eulérienne. En effet, parmi les nombreux facteurs pouvant influencer le comportement de ce type d'écoulements, l'existence d'une distribution de taille des particules est loin d'être négligeable. Nous nous attachons ici à en caractériser les effets. La première idée pour prendre en compte la granulométrie étendue des particules est de diviser la phase dispersée en plusieurs classes de tailles, pour lesquelles on utilise les modèles monodispersés, et de moyenner les résultats obtenus pour reconstruire la phase dispersée complète. Pour différents cas de validation (jets d'air chargé en particules polydispersées), on compare ces premiers résultats à ceux donnés par la méthode la plus répandue en pratique, consistant à représenter la phase dispersée par un diamètre moyen équivalent. Ceci permet de mesurer exactement l'influence de la polydispersion sur les grandeurs moyennes du mélange et de fournir une meilleure compréhension des écoulements turbulents diphasiques à inclusions dispersées. La méthode des classes étant assez coûteuse en temps de calcul, nous proposons également une méthode plus simple de modélisation de la granulométrie. La démarche consiste à compléter le système d'équations actuellement résolu pour le calcul des grandeurs macroscopiques de la phase dispersée par des équations de transport sur la concentration en particules par classe de diamètre. La vitesse de glissement d'une classe de particules par rapport à la vitesse moyenne de l'ensemble est approchée par un modèle algébrique tiré des équations de quantité de mouvement correspondantes
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Andreux, Régis. "Étude expérimentale et numérique d'un séparateur gaz-solide en sortie du riser d'un pilote froid de FCC." Toulouse, INPT, 2001. http://ethesis.inp-toulouse.fr/archive/00000624/.
Full textAbstract:
L'étape de séparation des gaz de réaction et des particules de catalyseur à la sortie de la zone réactionnelle est l'un des points critiques du procédé de craquage catalytique en lit transporté gaz-solide (Fluid Catalytic Cracking). L'objectif de cette étude est d'utiliser à terme la simulation numérique pour représenter le fonctionnement et contribuer au développement de séparateurs gaz-solide dans ce contexte industriel. L'approche retenue, la modélisation à deux fluides, est ainsi validée sur une expérimentation élémentaire représentative des conditions industrielles et constituée d'un riser et d'un séparateur gaz-solide à effet centrifuge. Ce travail est divisé en deux grandes parties. La première partie est consacrées à la conception et à l'exploitation expérimentale du pilote froid de FCC. Nous avons examiné les effets de la charge en solide et des pressions de sorite sur l'hydrodynamique de l'écoulement dans le riser et le séparateur. A l'issue de cette étude expérimentale, nous avons conclu sur l'influence notable de ces paramètres concernant la densification de la zone basse du riser, l'apparition de recirculations de solide contre les parois, la formation d'aggrégats éphémères, la diminution du micro-mélange au profit du macro-mélange, et les efficacités de séparation des deux phases. La deuxième partie concerne l'étude numérique de la veine d'essais. Le modèle tridimensionnel instationnaire reproduit correctement le comportement hydrodynamique du riser et du séparateur mais tend à sous-estimer la densification de la zone basse, les recirculations du solide contre les parois, et l'efficacité de séparation gazeuse. A l'issue de cette étude numérique, nous avons souligné l'influence, dans le riser, de la modélisation des interactions fluide-particules en zones pariétales et du couplage avec les éléments externes de la veine d'essais, et l'influence, dans le séparateur, de la modélisation de la turbulence du fluide.
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Couvert, Annabelle. "Etude d'un reacteur air-lift rectangulaire a recirculation interne. Hydrodynamique et transfert de matiere gaz-liquide." Toulouse, INSA, 2000. http://www.theses.fr/2000ISAT0003.
Full textAbstract:
Cette etude concerne l'hydrodynamique et le transfert de matiere gaz - liquide d'un reacteur air-lift rectangulaire, dont l'application visee est la phase de nitrification (en voie aerobie) du traitement d'une eau usee. L'originalite de ce reacteur reside dans sa forme d'une part, et dans l'utilisation de particules legeres d'autre part. Dans un premier temps, les parametres - cles de l'hydrodynamique, a savoir la retention gazeuse, le diametre des bulles, la vitesse du liquide et le coefficient de dispersion axiale, ont ete etudies pour diverses conditions geometriques et operatoires. Dans un deuxieme temps, le transfert d'oxygene de la phase gazeuse vers la phase liquide a ete caracterise par le biais du coefficient de transfert k la. Les mesures ont ete effectuees en diphasique (eau - air), et en triphasique (eau - air - solide). Une vitesse gazeuse critique, au-dela de laquelle la vitesse du liquide est constante quel que soit le debit d'air injecte, a ete definie. Il a ete mis en evidence que la presence de solide ne modifiait pas le comportement du liquide, mais influait sur la retention gazeuse, et ce, au-dela d'une retention solide egale a 16%. Enfin, le comportement hydrodynamique diphasique du reacteur a ete modelise, sur la base des lois de conservation de la masse et de la quantite de mouvement. Les resultats ont donne entiere satisfaction sur trois reacteurs de tailles differentes. Par ailleurs, l'analyse numerique locale a ete validee pour un faible debit d'air.
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Thill, Antoine. "Agrégation des particules : structure, dynamique et simulation : application au cas d'un écoulement stratifié : l'estuaire du Rhône." Phd thesis, Aix-Marseille 3, 1999. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00109390.
Full textAbstract:
Ce travail a pour objectif de comprendre et de mesurer les processus d'agrégation et leur impact sur le transport et le dépôt de matière à l'interface entre l'eau douce et l'eau de mer. Il combine des mesures de terrain au niveau de la zone de mélange du grand Rhône, des expériences de laboratoires et une étude numérique de l'agrégation.En effet, afin de mener à bien cette étude, il a fallu développer de façon préliminaire différents outils. On a ainsi mis au point deux nouvelles méthodes de mesure expérimentale de la structure des agrégats qui échappent aux techniques existantes. Ces méthodes permettent, outre une meilleure connaissance du système, de développer et de valider un nouveau modèle de la cinétique de croissance des agrégats. Ce modèle numérique prend en compte la dimension fractale des agrégats ainsi que sa variabilité. Il est validé par confrontation à des données issues de la bibliographie et l'expériences.
Une étude de terrain dans l'estuaire du grand Rhône est menée dans des conditions hydrodynamiques contrastées (étiage, débit moyen et crue). Elle a permis d'obtenir, pour la première fois, une série de mesures de tailles de particules tout au long de la zone de mélange. Il est établi que les particules les plus grosses (supérieures à 5 microns) présentent une évolution contrôlée par la dilution, la sédimentation et
éventuellement la remise en suspension. Par contre, les particules plus petites (2 à 5 microns) montrent une augmentation de leur concentration le long de la zone de mélange. Dans les premiers temps du mélange, cette augmentation est liée à la fragmentation d'agrégats. Il est possible de montrer ensuite i) que l'agrégation des colloïdes ne peut expliquer cette augmentation que si ceux ci ne réagissent pas avec les fractions de tailles supérieures et présentent une réactivité très supérieure à la réactivité moyenne (alpha : 0.009) et ii) que la production primaire est un mécanisme probable pour expliquer cette augmentation.
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Lahmidi, Hicham. "Stockage d'énergie solaire par procédé à sorption solide-gaz : application au chauffage et à la climatisation." Perpignan, 2005. http://www.theses.fr/2005PERP0577.
Full textAbstract:
Les procédés de chauffage solaire consistent à coupler des capteurs solaires plans à un plancher chauffant. En pratique, les apports solaires sont complétés par une chaudière d'appoint engendrant l'utilisation d'énergie fossile. Cette étude a permis de développer un procédé de stockage par procédé à sorption solide, dans le but de minimiser l'usage de cette énergie polluante. Son principe se base sur le couplage d'un équilibre liquide/vapeur avec une réaction solide/gaz renversable. Il permet également d'ajouter une fonction de rafraîchissement ponctuelle au procédé solaire. Une modélisation des transferts de chaleur et de masse dans la couche réactive a été réalisée. Elle est basée essentiellement sur les hypothèses d'absence de limitation par cinétique chimique et d'existence de deux fronts raides de réaction, résultant des limitations de transfert thermique et massique couplées. Suite à cette modélisation, deux mises en œuvre ont été optimisées et concrétisées par la réalisation de deux prototypesThe increase of the use of solar energy closely depends on the development of efficient storage processes. In this objective, solid-gas sorption processes are promising because of their high storage capacity and their specific working mode. In this thesis, the integration of a sorption process based on the use of bromide strontium as the reactant and water as the refrigerant fluid is investigated. Combined with flat plate solar collectors and direct floor heating and cooling, it makes it possible to provide a heating but also a cooling storage function. Experimental tests demonstrate the good adequacy of this process to the level of temperature involved in the solar system. The simple model presented allows a fairly good global representation of the coupling phenomena between heat and mass transfer in the reactant. Further use of this model will allow the optimization of the design of the solid-gas reactor according to a power criterion
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Atmane, Mohamed Arezki. "Approche locale du transfert de masse interfacial controlé par une turbulence de microjets." Toulouse, INPT, 1999. http://www.theses.fr/1999INPT029H.
Full textAbstract:
Les transferts d'énergie et de masse sont étudiés en cuve agitée par microjets. L'écoulement, dominé par la turbulence, est similaire à celui que génèrent les grilles oscillantes. La structure et la décroissance de la turbulence sont étudiées en utilisant l'anémométrie laser en 2 points. La turbulence montre une croissance des échelles de longueur alors que l'énergie cinétique totale suit une loi puissance. Près de l'interface, la turbulence se restructure : l'énergie turbulente est redistribuée sur les composantes horizontales. Un bon accord est trouvé avec la théorie de la distorsion rapide. L'approche du transfert de masse est plus originale. Elle traite de la diffusion, sous l'interface, d'un scalaire caractérisé par un nombre de Schmidt élevé. Les champs scalaire et dynamique sont explorés simultanément. La diffusion turbulente du scalaire est ainsi directement mesurée. Les flux de masse sont évalués à partir des caractéristiques locales à travers la théorie du film diffusif. Il est montré qu'une turbulence interne influe sur la diffusion scalaire nonseulement par l'énergie qu'elle porte mais aussi par la manière avec laquelle cette énergie est distribuée entre les structures turbulentes.
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Benmoussa, Khalid. "Une méthode d'éléments finis adaptive pour les problèmes à surfaces libres instationnaires." Doctoral thesis, Université Laval, 2006. http://hdl.handle.net/20.500.11794/18269.
Full text
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Pujet, Stéphane. "Modélisation de l'écoulement autour d'une bulle de vapeur en formation sur une paroi chauffante en ébullition convective sous-saturée." Toulouse, INPT, 1998. http://www.theses.fr/1998INPT028H.
Full textAbstract:
Ce travail a été consacré à la modélisation et la simulation de l'écoulement et des transferts thermiques autour d'une bulle de vapeur en formation sur une paroi chauffante en ébullition convective sous-saturée à haute pression. Les deux principaux objectifs ont été : 1) la définition d'une modélisation physique pour les simulations. Une analyse des échelles caractéristiques de l'ébullition et de l'écoulement a montré que les conditions de l'ébullition sont très différentes à pression atmosphérique et à haute pression, en raison principalement de la forte diminution de la vitesse de croissance des bulles avec la pression. Sur la base de cette analyse, les principales caractéristiques de la modélisation retenue sont les suivantes : - la bulle est représentée par une sphère tronquée posée sur la paroi, de taille et de forme fixes, - la croissance de la bulle est supposée suffisamment lente pour que l'écoulement autour de la bulle puisse être considéré comme établi, - l'interface liquide-vapeur est une surface à cisaillement nul. Pour traiter la turbulence au voisinage de la bulle, une modélisation de l'effet d'une interface non-cisaillée sur la turbulence a été développée. 2) la réalisation de simulations d'écoulements. La seconde partie de ce travail a consisté en la réalisation de simulations numériques. Trois configurations d'écoulement ont été étudiées : - l'écoulement laminaire autour d'une bulle sphérique ou d'une sphère solide en l'absence de paroi, - l'écoulement laminaire et stationnaire autour d'une bulle en paroi. Les simulations ont apporté des résultats nouveaux concernant la structure de l'écoulement et du sillage. - l'écoulement autour d'une bulle de vapeur en paroi en situation d'ébullition convective sous-saturée. Ces résultats nous ont conduit à proposer de nouveaux mécanismes de transfert de chaleur en ébullition convective sous-saturée qui peuvent jouer un rôle important à haute pression.
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Leclerc, Arnaud. "Conception, réalisation et évaluation de réacteurs micro-structurés gaz-liquide pour des procédés chimiques à fortes contraintes." Lyon 1, 2007. http://www.theses.fr/2007LYO10316.
Full textAbstract:
La technologie silicium permet aujourd'hui de concevoir de réacteurs micro-structurés dans lesquels les transferts de matière et de chaleur sont améliorés en raison du grand rapport surface sur volume caractéristique des petites échelles. Malgré le nombre croissant de recherches dans ce domaine, assez peu de dispositifs sont aujourd'hui disponibles pour l'étude de réactions gaz-liquide, à haute pression et à haute température. En s'aidant notamment de la Mécanique des Fluides Numérique, différents types de micro-contacteurs gaz-liquide (à film et à phases dispersées) ont donc été conçus et réalisés. Les plus aboutis en terme d'hydrodynamique (contacteurs à écoulement de Taylor) ont été caractérisés à l'aide de réactions supports exigeantes : une hydrogénation catalytique asymétrique (30°C, 1-5bar) ainsi qu'une oxydation partielle d'hydrocarbure en phase liquide (200°C, 25bar). La mise en œuvre de cette dernière avec une alimentation gaz riche en oxygène a permis d'augmenter significativement la productivité du réacteur, et ce dans des conditions de sécurité totale grâce à l'emploi de canaux réactionnels de petites dimensionsCurrent silicon micro-machining techniques make now possible the manufacturing of micro-structured reactors with inner dimensions as low as a few micrometers. A major consequence of their high surface-to-volume ratio is a significant increase of heat and mass transfers which make them appropriate for the investigation of demanding reactions. In spite of the increasing amount of research in this field, very few devices can be used at both high pressure and temperature for the study of gas-liquid reactions. Therefore, several film and dispersed phase contactors have been designed and manufactured, notably with the help of Computational Fluid Dynamics. Taylor flow based contactors, considered as the more convenient in terms of hydrodynamics, were caracterized using an asymetric hydrogenation (30°C, 1-5bar) as well as a partial liquid phase oxidation (200°C, 25bar). Thanks to the intrinsic safety of micro-channels, the latter was also conducted with an enriched oxygen gas feed, thus leading to a significant improvement of the reactor’s productivity
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Marron, François. "Contribution mathématique à l'identification des paramètres adéquats pour la modélisation de la mouillabilité." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1997. http://www.theses.fr/1997INPL115N.
Full textAbstract:
L’objectif de ce travail consiste à identifier des paramètres susceptibles de caractériser les propriétés de mouillabilité d'une paroi à un fluide en présence d'un autre fluide. On s'intéresse, plus particulièrement, à la modélisation de l'équilibre d'une goutte axisymétrique posée sur une paroi horizontale ; cette modélisation conduit à un problème de Cauchy dépendant de trois paramètres inconnus. L’interprétation de l'expérience d'hystérésis fournit une liaison d'ordre phénoménologique entre ces trois paramètres. Différentes approches (analytiques, asymptotiques et numériques) pour la résolution du problème de Cauchy sont effectuées afin d'obtenir d'autres liaisons entre ces trois grandeurs à identifier.
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Saberi, Shadi. "Modélisation des systèmes à écoulement gaz-solide : application aux cas des réacteurs à lit fluidisé circulant." Compiègne, 1996. http://www.theses.fr/1996COMPD945.
Full textAbstract:
Ce travail a été consacré au développement d'un modèle théorique dans le but de décrire le comportement des écoulements gaz-solide concentrés dans les lits fluidisés circulants (LFC), en mettant l'accent sur le comportement des clusters ou des ensembles de particules. Cette modélisation a été effectuée en utilisant l'approche eulérienne pour les deux phases gazeuse et solide. Un modèle de fermeture pour la phase solide a été proposé en définissant une énergie cinétique liée aux fluctuations macroscopiques. L'équation de transport de cette énergie, comprend une viscosité apparente pour la phase solide, différente de la viscosité produite due aux collisions. En vue de déterminer cette viscosité, un modèle empirique, basé sur le concept de longueur de mélange de la phase solide a été utilisée. La longueur de mélange a été estimée par la mesure des cofluctuations de vitesses axiales et des profils de vitesses moyennes axiales dans la zone établie d'une maquette LFC. Le modèle a été évalué en effectuant quelques exemples d'applications numériques sur des géométries bidimensionnelles, correspondants à différentes zones et échelles d'écoulement dans les systèmes LFC. Il a permis de décrire quelques aspects caractéristiques du comportement de la phase solide. Un degré significatif de ségrégation entre les phases a été observé, avec des concentrations plus importantes au niveau des parois. Le modèle doit être complété par des fermetures pour les corrélations entre les vitesses de gaz et de solide, l'anisotropie des fluctuations de vitesse, et les variations de la longueur de mélange de la phase solide.
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Huynh, Le Xuan. "Hydrodynamique et transfert de matière diphasique et triphasique dans un réacteur à haut taux de cisaillement." Compiègne, 1988. http://www.theses.fr/1988COMPD097.
Full textAbstract:
Dans de nombreux procédés industriels, la conversion est limitée par le transfert de matière gaz-liquide. Pour améliorer ce transfert de matière, on désire étudier un système qui génère une grande aire interraciale par fragmentations des bulles et qui est à la fois compact et efficace. Un venturi répond à ces critères et a été choisi pour sa faible perte de charge et pour l'absence de parties mobiles. L'absorption et la désorption physique de l'oxygène sont utilisées pour mesurer le transfert de matière. Le venturi est positionné verticalement et l'écoulement est soit ascendant, soit descendant. Différents modes d’injection du gaz au col du venturi (radicale, tangentielle, oblique) ont été testés. Une section droite positionnée en aval du venturi se comporte comme une colonne à bulles avec le venturi comme distributeur. Un slurry d’eau et de sable a aussi été introduit dans le système pour étudier l’influence de la présence des solides dans le transfert de matière. La perte de charge dans le venturi et la rétention gazeuse dans la colonne à bulles sont des paramètres hydrodynamiques mesurés. Les coefficients volumétriques de transfert de matière dans le venturi, dans la colonne à bulles sont évalués. La performance de la colonne à bulles de cette étude est comparée à celle des colonnes à bulles usuelles de la littérature et au venturi-absorbeur. Deux autres grandeurs de comparaison entre les différents systèmes sont l’efficacité volumique, exprimée en kg 02/h. M3 de réacteur, et l’efficacité énergétique, exprimée en kg02 /kWh. Un modèle a été proposé pour le venturi fonctionnant en écoulement descendant où deux régimes hydrodynamiques coexistent. Des corrélations, issues de régressions multivariables non-linéaires, des variables principales (rétention gazeuse, perte de charge, coefficients volumétriques de transfert de matière, efficacités) ont été obtenues pour permettre l’évaluation des performances de venturis-absorbeurs de dimensions différentes.
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Younas, Mohammad. "Modélisation dynamique des contacteurs membranaires pour l'extraction liquide-liquide : experimentation et simulation." Thesis, Montpellier 2, 2011. http://www.theses.fr/2011MON20002/document.
Full textAbstract:
Cette étude porte sur la modélisation dynamique d'un pilote d'extraction liquide-liquide avec des contacteurs membranaires à fibres creuses. L'objectif de ce travail est donc le développement d'un outil de modélisation afin d'optimiser des contacteurs membranaires à fibres creuses pour l'extraction liquide-liquide dans deux applications différentes : l'extraction d'arômes et de cuivre des solutions aqueuses. Un modèle axial-radial et à fibre unique basé sur une analyse des résistances en série ont été décrits. Il a aussi été développé un modèle en régime transitoire capable de prédire la concentration en soluté dans les réservoirs d'alimentation en fonction du temps. Ces deux modèles ont été couplés afin de former un modèle dynamique intégré pour l'extraction liquide-liquide avec une unité membranaire. Une étude expérimentale a permis de déterminer le mécanisme d'extraction avec plusieurs systèmes et solvants et ainsi valider le modèle dynamique intégré. Le modèle a permis ensuite la détermination de l'influence de divers paramètres comme la configuration, la structure des membranes, l'hydrodynamique et les conditions de transport ou opératoires sur l'efficacité de la vitesse d'extractionThe current study deals with the dynamic modelling of hollow fiber membrane contactor extraction plant. The objective of the study is to develop a simulation tool in order to optimize the membrane contactors for liquid-liquid extraction in two different applications: aroma and copper extraction from aqueous solutions. Axial-radial stage and single-fiber model of hollow fiber membrane contactor have been proposed based on resistance-in-series model. A separate dynamic model across reservoir has been developed based on macroscopic unsteady state mass transfer balance. Both models are, then, coupled to consolidate into an integrated dynamic model of the membrane-based solvent extraction plant. Experiments have been carried out to verify the reaction mechanism of various solvent extraction systems and to validate the integrated dynamic model. Model has been used to determine the influence of different module configurations, membrane structural para meters, hydrodynamic, transport and operating conditions upon the extraction efficiency and speed of extraction
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Wardag, Alam Rahman Khan. "Hydrodynamic and heat transfer study in corrugated wall bubbling fluidized bed experiments and CFD simulations." Doctoral thesis, Université Laval, 2013. http://hdl.handle.net/20.500.11794/24626.
Full textAbstract:
Considérant l'effet des parois sur la croissance des bulles, nous avons récemment utilisé des plaques ondulées comme cloisons dans des lits minces fluidisés gaz-solide à multi-compartiments. Des analyses approfondies de la dynamique des bulles et du transfert de chaleur paroi-lit dans des lits fluidisés à cloisons planes (FWBFB) ou ondulées (CWBFB) ont été effectuées pour une variété de déclinaisons pariétales et des conditions d'opération couvrant une large gamme d'angles d'ondulation (θ = 120 °, 90 °), de distances moyennes inter-paroi (C), de hauteurs initiales de repos du lit et des rapports de vitesses superficielles du gaz aux vitesses minimales de barbotage, Ug/Umb. Il a été observé que le débit de gaz nécessaire pour amorcer le barbotage était plus faible dans le cas du CWBFB. Par ailleurs, un réseau de zones cou (distance minimale) et hanche (distance maximale) du CWBFB a également favorisé la rupture des bulles, une haute fréquence des bulles, une faible vitesse de montée des bulles et donc tous convergeant vers une meilleure distribution de gaz. Le CWBFB a offert un fonctionnement de fluidisation gaz-solide stable, une faible hauteur de désengagement de transport (HDT) comparé à FWBFB. CWBFB offert significanlty supérieur coefficient de transfert de mur-à-lit chaleur comapred à FWBFB. Des simulations complètes de type mécanique des fluides numériques (CFD) transitoires Euler-Euler 3-D ont également été menées, ce qui a permis de mieux comprendre les effets de parois ondulées sur l'augmentation de la force de traînée sur les particules dans des zones à hautes pressions convergentes-divergentes des parois ondulées. Ceux-ci ont indiqué des changements notables dans le régime de fluidisation en remplaçant les parois planes par des parois ondulées et ont en outre révélé que les zones cou étaient responsables de la création des instabilités comparativement aux zones hanche. La moyenne dans le temps des contours de la fraction volumique simulée de gaz a corroboré avec les résultats expérimentaux que le CWBFB a offert la meilleure distribution de gaz par rapport à FWBFB. Les profils axiaux de la moyenne dans le temps de la fraction volumique solide simulée ont montré que CWBFB réduit de façon nette la HDT.With the endeavor of approaching an ideal allothermal gasifier, recently our group proposed a reactor concept of allothermal cyclic multi-compartment bubbling fluidized beds for biomass gasification with steam. The concept consisted of multiple intercalated parallelepipedic slim gasification and combustion compartments to enhance unit heat integration and thermal efficiency while preventing contact between flue gas and syngas to generate a N2-free high-quality biosyngas. However, the efficiency of contacting between gas and particles in bubbling fluidized beds is dictated to a large extent by the bubble dynamics which impacts mixing, heat and mass transfers. Literature showed that the decrease in clearance between flat walls for slim fluidization enclosures or in diameter for cylindrical vessels would make fluidized beds very sensitive to wall effects and prone to operate in slug flow regime. Since the occurrence of slugging in multi-compartment slim beds could reduce their thermal and chemical efficiency, the objective of current work was to devise suitable strategies in treating the incipient bubbles to suppress the slugging behavior of bed. By considering the effect of walls on bubble growth, we recently employed corrugated plates as separating walls in slim multi-compartment gas solid fluidized beds. Thorough analyses of bubble dynamics and wall-to-bed heat transfer in flat- (FWBFB) and corrugated- (CWBFB) wall bubbling fluidized beds were performed for a variety of wall declinations and operating conditions covering a range of corrugation angles (θ=120o, 90o), average inter-wall clearances (C), initial rest bed heights (Hi) and ratios of gas superficial velocity to minimum bubbling velocity, Ug/Umb. It was observed that gas flowrate required to achieve the incipient bubbling condition was lower in case of CWBFB. A network of neck (minimum clearance) and hip (maximum clearance) locations in CWBFB also promoted bubbles breakup, higher bubble frequency, lower bubble rise velocity and thus all converging into a better gas distribution. CWBFB offered stable gas-solid fluidization operation and lower transport disengagement height as compared to FWBFB. During the experimental work, digital image analysis technique and fast response heat flux probes were employed to study the effects of operating and geometrical parameters on bubble dynamics and wall-to-bed heat transfer. Two artificial neural network correlations valid both for FWBFB and CWBFB were recommended for the estimation of bubble frequency and size (equivalent diameter). Full 3-D transient Euler-Euler CFD simulations with kinetic theory of granular flow were also carried out which helped shaping an understanding of the effects of corrugated walls on increasing the drag force on particles in the converging-diverging high-pressure zones in corrugated walls. The dynamic fluctuations in the simulated solid phase volume fraction, granular temperature and granular pressure were monitored to determine their standard deviations. These revealed notable shifts in the fluidization regime by replacing flat walls with corrugated walls and further revealed that necks were responsible for inception of instabilities as compared to hips. Time averaged contours of simulated gas volume fraction corroborated with experimental findings that CWBFB offered better gas distribution as compared to FWBFB. Axial profiles of simulated time averaged solid volume fraction and granular temperature showed that CWBFB significantly reduced the transport disengagement height as compared to FWBFB.
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Molodtsof, Yuri. "Équations générales probabilistes des écoulements polyphasiques et applications aux mélanges gaz-solides." Compiègne, 1985. http://www.theses.fr/1985COMPDE43.
Full text
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Loret, Thomas. "Capacité de modèles in vitro de complexité différente à prédire les réponses toxiques pulmonaires observées in vivo après exposition aiguë à des nanoparticules de TiO2 et de CeO2." Thesis, Compiègne, 2017. http://www.theses.fr/2017COMP2358/document.
Full textAbstract:
Les nanoparticules (NPs) représentent un danger potentiel pour la santé des travailleurs et du grand public, notamment en cas d’exposition par voie respiratoire. Si une NP est évaluée in vivo comme toxique chez l’animal, cela peut inciter à prendre des mesures pour réduire l’exposition de l’Homme à celle-ci, avant qu’il y ait des conséquences sanitaires graves. Les études in vivo sont donc d’une importance capitale afin de diminuer les potentiels risques sanitaires des NPs pour l’Homme. Néanmoins, dans un contexte de réduction du nombre d’animaux utilisés et compte tenu du nombre important de NPs existantes et de leur grande diversité physico-chimique, la toxicologie a besoin de modèles alternatifs, comme le in vitro, permettant de prédire de manière fiable les potentiels effets pulmonaires chez l’Homme. Des progrès importants ont été faits pour développer des modèles in vitro pulmonaires plus physiologiques et des méthodes d’exposition permettant de simuler l’inhalation de NPs in vitro. Cependant, des incertitudes existent quant à la capacité de ces nouveaux modèles in vitro à prédire les réponses observées in vivo dans les poumons après exposition à des NPs. Dans ce contexte, l’objectif de ce travail a été d’évaluer la capacité de plusieurs méthodes in vitro, de complexité différente, à prédire les effets toxiques observés in vivo chez le rat après exposition aiguë (24h) pulmonaire à des NPs métalliques faiblement solubles de TiO2 et de CeO2. Dans un premier temps, des expérimentations in vitro ont été effectuées afin d’évaluer si exposer des cellules alvéolaires à l’interface air-liquide (ALI) à des aérosols de NPs de TiO2 et de CeO2, générait des résultats différents par rapport à des expositions classiques à des suspensions en submergé. Dans un second temps, des expérimentations in vivo par aspiration intratrachéale ont été réalisées afin de comparer les réponses toxiques pulmonaires in vitro avec celles obtenues in vivo. Pour comparer les réponses pulmonaires in vivo et in vitro, des référentiels de dose similaires, notamment la masse par unité de surface ou par macrophage, ont été utilisés. Après 24h d’exposition, des réponses biologiques significatives (inflammation principalement) ont été observées in vitro à des doses inférieures à l’ALI par rapport au submergé. Nous avons par ailleurs souligné la nécessité de prendre en compte les doses réellement déposées sur les cellules ainsi que le débit de dose pour effectuer les comparaisons entre les deux méthodes d’exposition in vitro utilisées. Nous avons ensuite comparé les résultats in vitro avec ceux obtenus in vivo. Nous avons constaté que la méthode ALI générait des résultats plus prédictifs du in vivo, en termes de niveau d’activation des réponses toxiques à 24h. Finalement, nous avons établi un classement des quatre NPs utilisées dans notre étude et celles-ci ont été classées similairement in vivo et in vitro et quelle que soit la méthode utilisée in vitro. Nous avons par ailleurs montré l’importance de considérer la surface active des NPs pour établir ce classement. En conclusion, notre approche nous a permis de mieux évaluer le fossé existant entre le in vivo et le in vitro. Nos résultats soulignent l’intérêt d’utiliser des méthodes in vitro plus réalistes et plus proches de la physiologie humaine dans le but de modéliser les potentiels effets indésirables des NPs pour l’Homme. Cela ouvre des perspectives quant à l’utilisation et au développement de méthodologies in vitro de plus en plus représentatives des conditions d’exposition in vivoNanoparticles (NPs) represent a potential danger for workers and public, especially after inhalation. When a NP is shown toxic for the lungs in vivo in animals, this can incite regulators to implement measures to reduce human exposure risks. The in vivo studies are thus of utmost importance in reducing the potential health risks for humans. However, in a context of a diminution in the number of animals used in experimentations and considering the high number of NPs used and their physicochemical diversity, there is an urgent need for alternative methods, like the in vitro, which could be used to predict the potential health effects of NPs in human. Many progresses have been made recently to develop more physiological cell models and exposure methods simulating the inhalation of NPs in vitro. Nevertheless, uncertainties remain regarding the capacity of these new in vitro methods to predict the biological responses observed in vivo into the lungs after exposure to NPs. In this context, the aim of our study was to assess the ability of several in vitro methods, differing in complexity, to predict the adverse responses observed in vivo in rat lungs after acute exposure (24h) to several metallic and poorly soluble TiO2 and CeO2 NPs. For this, in vitro experimentations were first performed to assess if exposing alveolar cells in monoculture or in co-culture at the ALI interface to aerosols of NPs, generated different results compared to classic exposure in submerged conditions to suspensions. In a second step, rats were exposed by intratracheal aspiration of NP suspensions to compare the biological responses in vitro to those obtained in vivo. To compare the pulmonary responses in vivo and in vitro, similar dose metrics were selected, including the mass per surface unit or per macrophage. After 24h of exposure, significant biological responses (mostly inflammation) were observed at lower doses at the ALI compared to in submerged conditions. Moreover, we highlighted the necessity to take into account the deposited dose on the cells and the timing of the dose delivery in order to compare the two exposure methods used in vitro. When we compared the responses in vitro to those observed in vivo, we noticed that the ALI methods generated more predictive results than the submerged one, in term of biological activation levels after 24h of exposure. Finally, a ranking of the four NPs used in our study was provided and the NPs were ranked similarly both in vivo and in vitro and whatever the exposure method used in vitro. We also showed the importance of the surface area when ranking the poorly soluble NPs. In conclusion, the gap existing between the in vivo and the in vitro has been evaluated in our study. Our results highlighted the relevance of using more realistic in vitro exposure methods to model the potential adverse effects of NPs for human. This brings perspectives about using and developing in vitro methods mimicking more closely the in vivo exposure conditions
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Duru, Paul. "Lois constitutives et instabilités en fluidisation liquide-solide." Aix-Marseille 1, 2001. http://www.theses.fr/2001AIX11029.
Full textAbstract:
Un lit fluidisé est une suspension de particules soumises à un écoulement de fluide contraire à la gravité. Ce type de système est utilisé dans l'industrie depuis le début du 20ième siècle. Un des problèmes essentiels des lits fluidisés concerne l'écriture des équations de base servant à décrire ce genre de système. Quelques ingrédients essentiels ont été découverts mais la description générale reste un défi. Nous avons entrepris de tester expérimentalement les différents termes du modèle à deux phases qui est utilisé depuis les années 1970. Nous avons examiné expérimentalement l'instabilité en onde plane de concentration qui est la première instabilité qui apparaît en fluidisation liquide-solide. La comparaison entre la forme expérimentale de l'onde et celle issue d'une résolution des équations du modèle à deux phases permet de déterminer les lois constitutives du mátériau fluidisé, viscosité et pression de la phase solide, quantités qui sont indispensables à la fermeture des équations. Un autre problème crucial concerne l'apparition de bulles dans les lits fluidisés gaz-solide. Une bulle est une zone claire de fluide qui se propage dans le lit. L'origine physique de telles structures est encore mal comprise. A l'aide d'un dispositif expérimental inspiré de celui utilisé pour l'étude de l'instabilité en ondes planes, nous avons pu mettre en évidence, pour la première fois expérimentalement, un mécanisme de formation des bulles, suite à l'instabilité secondaire du train d'ondes planes.
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Zarrouk, Ziad Ben Mohamed. "Etude de la transition solide-liquide au sein d'un fluide thixotrope." Poitiers, 2010. http://theses.edel.univ-poitiers.fr/theses/2010/Zarrouk-Ben-Mohamed-Ziad/2010-Zarrouk-Ben-Mohamed-Ziad-These.pdf.
Full textAbstract:
Ce travail propose un modèle mathématique permettant de décrire le comportement thixotrope des suspensions de laponite. Ce modèle de comportement est élaboré afin de contrôler les propriétés physicochimiques de la suspension. Dans un premier temps, nous avons utilisé un modèle simple cinétique découlant directement du modèle d'Herschel-Bulkley. Par la suite nous avons mis en avant le modèle à double cinétique développé au cours de ce travail. Par la suite grâce aux techniques de mesures rhéologiques classiques, les protocoles de détermination des paramètres de ces deux modèles ont été mis en place. Une étude à l'échelle locale du comportement du fluide permettait de mieux comprendre comment s'organise la structure de la suspension en écoulement. Dans cette perspective nous avons, grâce à la technique de vélocimétrie par images de particules (PIV), réalisé des mesures de champs de vitesses locales. Ceci nous a permis d'observer le comportement de la suspension dans ses différents états, en écoulement et au repos. De plus, cette étude nous a permis de mettre en évidence dans le cas de la géométrie employée "disques coaxiaux", la formation d'un cône statique dont la taille dépend de la vitesse imposée au disque tournant. L'étude de la validité et de la bonne adéquation du modèle développé passe par une étude comparative mettant en jeux d'une part le modèle déjà existant d'Herschel-Bulkley et notre modèle. Une étude numérique faisant appel au code de calcul commercial Star-CD a été effectuée. Les deux modèles utilisés ont été introduits dans le code et des simulations ont été effectuées. La comparaison entre les résultats des mesures de PIV et les simulations ont mis en évidence que le modèle mis en place est plus représentatif de la physique de l'écoulement de la suspension de laponite que le modèle d'Herschel-BulkleyWe have studied the behaviour of thixotropic fluids : especially the suspension of laponite. The study of the local level of this suspension, with the help of PIV technique, which allows to better understanding how the organisation of suspension structure when the fluid starts to flow. The study of the validation and the good response of the developed model are achieved by a comparative study between the existing model of Herschel-Bulkley and the measuring of velocity fields. In the case of studied geometry “coaxial disks”, the PIV experimental measuring allows us to identify the existence of two distinct layers when the fluid flows. Indeed, we have observed that the first layer is near to the rotating disc where the fluid is motionless and takes the form of a cone which corresponds to a region near the bottom of the cylinder. The use of commercial CFD code Star-CD has enabled us to highlight the limitations of the model of Herschel-Bulkley in relation to the experimental results. These results were used as reference for comparison with the model of dual kinetic behaviour developed in this work. It was shown that the behaviour of the latter model presents a better matching with the actual behaviour of the flowing suspension although some problems still remain
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Bey, Romain. "Etude par modélisation moléculaire de la thermodynamique des interfaces et des lignes de contact en milieu confiné." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018GREAY081/document.
Full textAbstract:
Dans cette thèse, nous utilisons des outils de simulation moléculaire pour caractériser les propriétés thermodynamiques de fluides confinés dans des matrices solides nanométriques. Alors qu'à l’échelle macroscopique, les énergies libres de fluides au contact de solides sont décrites par des pressions et des tensions de surface qui sont respectivement des énergies libres volumiques et surfaciques, à l’échelle moléculaire plusieurs paramètres additionnels doivent être considérés. Parmi eux, l'énergie libre de la ligne triple séparant trois phases, la tension de ligne. Les valeurs de la tension de ligne ainsi que les méthodologies permettant de la mesurer sont débattues.Les outils de simulation moléculaire permettent d'étudier théoriquement la thermodynamique des surfaces et des lignes. Plusieurs méthodologies statistiques peuvent être mises en œuvre pour extraire les tensions de surface et de ligne à partir d’une trajectoire moléculaire simulée. Nous nous intéressons en particulier à la méthodologie mécanique, qui consiste à mesurer les contraintes relatives à l’étalement quasi-statique d’un fluide sur un solide.Dans une première partie, nous étudions les expressions microscopiques des contraintes de mouillage à une interface solide-fluide plane. Dans le cas d’un solide latéralement homogène, l'application du théorème du viriel à un film liquide infini sans considération de la région séparant les surfaces mouillées et sèches permet de mesurer les forces relatives à l'extension du film sur un solide sec. Lorsque des hétérogénéités sont présentes à la surface du solide, cette méthodologie néglige des forces concentrées dans la région de la ligne triple. La comparaison de différentes méthodologies de mesure des tensions de surface indique que les termes ainsi négligés sont potentiellement importants dans le cas d'une forte rugosité.Dans une deuxième partie, nous nous concentrons sur des solides sans hétérogénéité tangentielle. Nous développons une méthodologie de mesure de l’énergie libre d’une interface fluide-fluide confinée et de sa tension de ligne qui s’appuie sur la considération des différentes contraintes fluides. Nous simulons des fluides de Van der Waals et de l’eau en équilibre liquide-vapeur, confinés dans des solides de différentes natures. Nous montrons que le concept de tension de ligne est robuste jusqu’à des confinements de quelques diamètres moléculaires. Les valeurs de tension de ligne mesurées sont cohérentes avec différentes approches théoriques, résolvant certains résultats paradoxaux de la littérature.Dans une troisième partie, nous appliquons la méthodologie mécanique à l’étude d’un mélange liquide-gaz confiné. Nous simulons des solvants et des solutés de Van der Waals ainsi que de l’eau avec du dioxyde de carbone. Différentes adsorptions sont observées, relatives aux surfaces mais également à la ligne triple. L’énergie libre de l’interface confinée s’en trouve fortement impactée. L'effet de l’adsorption sur la tension de ligne peut être modélisé par un équivalent linéique de l’équation d’adsorption de Gibbs surfaciqueIn this thesis, we use molecular simulation tools to characterize the thermodynamic properties of fluids confined in nanometric solids. While at the macroscopic scale, the free energy of fluids in contact with a solid is described by pressures and surface tensions, respectively free energies per unit volume and per unit area, at the molecular scale, additional parameters are needed. One of them is the free energy per unit length of the triple line, the line tension. Its values and the methodologies used to measure it are controversial.The thermodynamics of interfaces and lines can be theoretically studied with molecular simulation tools. To extract the surface and line tensions from a simulated molecular trajectory, various statistical methodologies are available. In particular, we here use the mechanical methodology, which consists in measuring the stresses related to the quasistatic spreading of a fluid on a solid.In the first part, we study the microscopic expression of wetting stresses at a planar solid-fuid interface. When a laterally homogeneous solid is considered, the virial theorem applied to an infinite fluid film without consideration of the limit between wet and dry surfaces provides the forces related to the film extension on a dry solid. In the case of a laterally heterogeneous solid, this methodology neglects forces that are concentrated at the triple line. By comparing the surface tensions measured with different methodologies, we show that the neglected terms may induce important errors in the case of rough surfaces.In the second part, we focus on laterally homogeneous solids. We develop a methodology to measure the free energy and the line tension of a confined fluid-fluid interface using fluid mechanical stresses. We simulate Van der Waals fluids and water in liquid-vapor equilibrium confined in different solids. The concept of line tension appears robust down to confinements of a few molecular diameters, and its value consistent with various theoretical approaches, thus solving paradoxical results from the literature.In the last part, we apply the mechanical methodology to study the equilibrium of two fluid species in confinement, one liquid and the other gaseous. We simulate Van der Waals solvents and solutes, and water with carbon dioxide. Various adsorptions at the surfaces and the triple line are observed, strongly impacting the free energy of the confined liquid-gas interface. Finally the adsorption-induced variation of the line tension can be modelled by a unidimensional equivalent of the Gibbs isotherm
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Chabot, Christian. "Analyse numérique du changement de phase solide-liquide autour d'un tube horizontal soumis à une sollicitation thermique périodique." Master's thesis, Université Laval, 2016. http://hdl.handle.net/20.500.11794/26949.
Full textAbstract:
Ce mémoire présente un modèle mathématique et numérique pour analyser le comportement d’une unité de stockage thermique à changement de phase solide-liquide représentée par un tube autour duquel se trouve le matériau à changement de phase. Le système est soumis à une charge oscillant entre le chauffage et le refroidissement. Une analyse d’ordre de grandeur permet de prédire le comportement du système en fonction des principaux nombres adimensionnels. Un paramètre adimensionnel est proposé pour délimiter les concepts dans lesquels la conduction domine par rapport à ceux où la convection naturelle domine. L’étude dévoile l’impact des paramètres de conception de l’unité de stockage thermique sur son fonctionnement et approfondit les connaissances dans le domaine du changement de phase avec convection naturelle. Différents indicateurs ont été développés pour analyser la performance du système, tels que les dimensions de la zone affectée thermiquement, le volume fondu ou solidifié et une analyse fréquentielle. Des corrélations sont proposées pour déterminer facilement le comportement du système.This master thesis presents a mathematical and numerical model to analyze the behavior of a latent solid-liquid heat storage unit represented by a tube surrounded by phase change material. The system is undergoing an oscillating load of heating and cooling. A scale analysis predicts the behavior of the system with regard to the main governing dimensionless numbers. A normalized parameter is proposed to delineate designs in which conduction dominates compared to those in which natural convection dominates. The study reveals the impact of major thermal storage unit design parameters on its operation and deepens our knowledge in the field of phase change with natural convection. Various indicators, such as the size of the thermally affected zone around the tube, the molten or solidified volume and a frequency analysis, have been developed to analyze the system performance. Correlations are proposed to easily determine the system behavior.
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Hdach, Haddou. "Interaction liquide - solide dans les gels de silice : effet de la température." Montpellier 2, 1992. http://www.theses.fr/1992MON20229.
Full textAbstract:
L'interaction entre les phases solide et liquide d'un gel a ete mise en evidence et etudiee au moyen d'experiences de dilatation. Il est montre que la dilatation de la partie solide du gel est due a l'expansion du liquide des pores qui ne peut s'evacuer librement. L'analyse mathematique du phenomene conduit a la determination de la permeabilite du reseau solide. Dans le gel de silice, d'autres processus actives thermiquement (dissolution, esterification, synerese) modifient les proprietes mecaniques et texturales du reseau poreux. La connaissance de l'evolution de ces proprietes nous a permis d'enoncer les criteres auxquels doit obeir un gel de silice pour conserver son aspect monolithique lors d'un sechage
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Godard, Marguerite. "Modélisation des interactions chimiques liquide/solide : application à la circulation des magmas mantelliques." Montpellier 2, 1993. http://www.theses.fr/1993MON20146.
Full text
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Delmas, Karine. "Étude du comportement des bruits paraffiniques dans les conditions de l'offshore profond." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2001. http://www.theses.fr/2001INPL055N.
Full textAbstract:
Le développement de la production en offshore profond conduit les pétroliers à exploiter et transporter des bruts dans des conditions de plus en plus sévères. Les pressions sont plus élevées (jusqu'à 400 bar dans les réseaux de collecte des puits sous-marins) et de ce fait, les quantités de gaz dissous plus importantes. Le modèle thermodynamique Cryspar, développé à l'IFP de façon satisfaisante sur des bruts de stockage, calcule la Température de Cristallisation Commençante (TCC) et la quantité de dépôts en fonction de la température. Ce travail montre que les hypothèses faites pour le modèle Cryspar ne sont plus acceptables lorsque l'on s'intéresse aux fluides contenant du gaz dissous. Chacun de ces points a été abordé tour à tour: des mesures de variations de volume molaire lors de la fusion, en cellule saphir, ont permis de considérer le terme de Poynting, auparavant négligé. Ce travail permet de restituer le sens de variation de la TCC avec la pression. Nous avons mis en évidence, par des mesures calorimétriques sur des mélanges synthétiques de n-paraffines, l'existence d'une enthalpie d'excès de fusion non prise en compte par notre modèle. Nous nous sommes attachés à la calculer à partir de modèles de la littérature, ce qui permet de diminuer sensiblement la différence entre la quantité de dépôts expérimentale et la quantité calculée. Le troisième point abordé concerne les coefficients d'interactions binaires utilisés pour représenter la non-idéalité de la phase solide. Des coefficients ont été générés, ce qui permet une meilleure restitution de la composition des phases à l'équilibre. Dans le cadre de ce travail, des données ont été acquises sur des bruts contenant des gaz dissous jusqu'à des pressions de 300 bar, ce qui a permis d'évaluer les performances du nouveau modèle.
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SIMON, SANDRA. "Etude d'un chenal d'oxydation par des approches globales et locales : hydrodynamique et transfert de matiere." Toulouse, INSA, 2000. http://www.theses.fr/2000ISAT0023.
Full textAbstract:
Cette etude concerne un chenal d'oxydation ou les fonctions de brassage et d'aeration sont dissociees. L'objectif est double : predire l'hydrodynamique de la phase liquide et comprendre l'impact de l'hydrodynamique sur le transfert de matiere. Pour repondre a ces objectifs, une approche experimentale et une approche theorique sont developpees. Experimentalement, on met en evidence l'obtention d'un nombre de pompage plus eleve en chenal qu'en cuve agitee. La vitesse de circulation est determinee pour deux configurations originales du systeme d'agitation. La caracterisation de la dispersion gaz-liquide, dont l'originalite repose sur la mesure de la retention gazeuse, montre l'effet preponderant de la retention gazeuse sur l'augmentation de l'aire interfaciale et du coefficient de transfert par la suppression des spiral flows en presence d'une vitesse horizontale du liquide. Un modele filaire, base sur les equations de conservation de masse et de quantite de mouvement et developpe pour tout type de systeme d'agitation et de bassins, permet de predire la vitesse de circulation dans des conditions d'utilisations courantes. La mecanique des fluides numeriques s'interesse aux conditions aux limites et a la modelisation de l'agitateur. En systeme gaz-liquide, l'outil numerique confirme les resultats experimentaux par l'analyse du taux de presence et la suppression des spiral flows. La modelisation realise permet d'utiliser cet outil pour une future optimisation du procede.
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Dallaire, Jonathan. "Modélisation des changements de phase solide-liquide : effet de la variation de la densité avec la phase et du couplage thermomécanique." Doctoral thesis, Université Laval, 2017. http://hdl.handle.net/20.500.11794/27716.
Full textAbstract:
Les matériaux à changement de phase (MCP) sont utilisés dans une vaste gamme d’applications dans lesquels ils peuvent servir, entre autres, au stockage d’énergie thermique sous forme latente. Les changements de phase liquide-solide ont été le sujet de plusieurs études dans les dernières décennies autant au niveau expérimental que numérique. Puisque la matière est organisée différemment à l’échelle moléculaire, les propriétés physiques des phases solides et liquides sont différentes. En particulier, les variations de densité lors du changement de phase entraînent des variations de volume, i.e., le MCP peut se dilater ou se contracter selon de la densité relative de chaque phase. Cependant, les variations de volume sont négligées dans la plupart des études sur le changement de phase solide-liquide. La complexité additionnelle et les défis associés à la modélisation mathématique et numérique du changement de phase solide-liquide avec les variations de densité sont tels que seulement un petit nombre d’études sur ce sujet sont disponibles dans la littérature, spécialement lorsque le MCP interagit avec ses frontières physiques (couplage thermomécanique). L’objectif de cette thèse est donc de contribuer à l’avancement des connaissances en ce qui a trait à la modélisation mathématique et numérique des changements de phase solide-liquide lorsque les variations de densité et le couplage thermomécanique entre le MCP et son contenant sont pris en considération. Dans un premier temps, un nouvel ensemble d’équations de conservation est établi pour le changement de phase solide-liquide avec différentes propriétés pour chaque phase, particulièrement la densité. En représentant la zone pâteuse comme un milieu poreux (de façon similaire au modèle enthalpique), des équations de conservation macroscopiques moyennées sont développées en appliquant une méthode de moyenne volumique (« volume averaging ») aux équations de conservation exactes pour les phases solides et liquides à l’échelle des pores. Le choix de l’hypothèse pour la vitesse de la phase solide dans la zone pâteuse (stationnaire ou mobile) se fait grâce à un seul paramètre numérique. Des simulations ont été effectuées avec un code de volumes finis dans Matlab pour un problème de solidification unidimensionnel afin de mettre en évidence les différences entre le nouveau modèle et le modèle enthalpique existant. Dans un deuxième temps, le modèle mathématique développé dans la première partie de cette thèse a été modifié pour prendre en compte les interactions entre le MCP et ses frontières physiques. Deux nouveaux modèles de couplage thermomécanique ont été introduits. Dans le premier, il a été supposé que la dilatation du MCP est contrainte par un mur élastique et que l’augmentation de pression dans le MCP suit une loi de Hooke modifiée. Dans le second modèle, une cavité d’air a été introduite au-dessus du MCP pour faciliter l’expansion de ce dernier. Des corrélations analytiques ont été développées afin de prédire certaines quantités physiques d'intérêt à l’équilibre, comme l’augmentation de pression dans le MCP, la température de fusion, la hauteur du MCP, etc. Le code de volumes finis implémenté sur Matlab dans la première partie de ce travail a été modifié par l’ajout d’une technique de maillage mobile (« moving mesh ») pour accommoder les variations de volume du MCP. Le problème étudié était la solidification d’une couche unidimensionnelle de MCP d’une hauteur finie. Les résultats numériques ont été comparés aux prédictions analytiques à l’équilibre et ils s’avèrent être en accord. Dans un dernier temps, le modèle comprenant le mur élastique a été appliqué au problème de solidification de l’eau près de son extremum de densité dans une cavité bidimensionnelle avec convection naturelle. Le modèle complet a été implémenté dans un logiciel de CFD commercial (Fluent). Une nouvelle méthodologie a été développée afin d’améliorer les capacités du logiciel. Le couplage thermomécanique a été accompli grâce à plusieurs « User-Defined Functions » (UDF). L’effet du confinement de l’eau lors de la solidification dans la cavité a été étudié en faisant varier la rigidité du mur élastique. Il a été démontré que l’augmentation de pression résultante du couplage thermomécanique influence de façon significative l’écoulement et le taux de solidification de MCP.Phase change materials (PCM) are commonly used in a vast range of engineering applications in which they can serve, for example, as a way of storing thermal energy in the form of latent energy. Solid-liquid phase change has been the subject of many studies in the past decades both experimentally and numerically. Due to the different ways in which matter is organized at the molecular level, the physical properties of the solid and liquid phases are different. In particular, the density variations during phase change leads to volume variations, i.e., the PCM will either expand or shrink, depending on the relative density of each phase. In most studies, however, volume variations during solid-liquid phase change were deemed negligible and were not taken into account. The additional complexity and the challenges associated with the mathematical and numerical modeling of solid-liquid phase change with variable density are such that only a handful of studies on the topic may be found in literature, especially in the case where the PCM interacts with its physical boundaries (thermo-mechanical coupling). The goal of this thesis is therefore to contribute to the state of the art in terms of mathematical and numerical modeling of solid-liquid phase change when both density variations and thermo-mechanical coupling between the PCM and its container are taken into account. First, a new set of conservation equations is derived for solid-liquid phase change with different properties for each phase, especially the density. By representing the mushy region of the PCM as a porous medium (similarly to the well-known enthalpy-porosity model), macroscopic average conservation equations are developed by applying a method of volume averaging to the exact conservation equations for the solid and liquid phases at the pore level. The choice of the assumption regarding the velocity of the solid phase within the mushy region (stationary or moving) is achieved by the use of a single numerical parameter. Numerical simulations of a 1D solidification problem were performed with a finite volume code on Matlab to outline the differences between the new model and the existing enthalpy-porosity model. Then, the mathematical model developed in the first part of this thesis was extended in order to account for the interaction of the PCM with its physical boundaries. Two new models for the thermo-mechanical coupling were introduced. In the first model, it was assumed that the PCM expansion was constrained by an elastic wall and that the pressure rise within the PCM followed a modified Hooke’s law. In the second model, an air gap was introduced on top of the PCM in order to allow the latter to expand more easily. Analytical correlations were derived to predict relevant physical quantities at equilibrium, such as the pressure rise within the system, the melting temperature, the height of the PCM slab, etc. The finite volume code developed during the first part of this work was extended with a moving mesh technique to accommodate the volume variations of the PCM. The problem studied was the solidification of a 1D PCM slab of finite height. The numerical results were compared against the analytical predictions at equilibrium and showed good agreement. Finally, the elastic wall model introduced in the previous part of the thesis was applied to the problem of solidification of water near its density extremum in a 2D cavity with natural convection. The complete model was implemented in commercial software package (Fluent). A new methodology was developed in order to improve the capabilities of the software and the thermo-mechanical coupling was achieved with the help of a set of User-Defined Functions (UDF). The effect of the confinement of water as it solidifies inside the cavity was studied by varying the stiffness of the elastic wall. It was shown that the pressure rise resulting from the thermo-mechanical coupling significantly influences the flow pattern and the solidification rate of the PCM.
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Morel, Christophe. "Modélisation multidimensionnelle des écoulements diphasiques gaz - liquide : application à la simulation des écoulements à bulles ascendants en conduite verticale." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1997. http://www.theses.fr/1997ECAP0543.
Full textAbstract:
Cette étude comporte en premier lieu une réflexion générale sur la modélisation multidimensionnelle des écoulements diphasiques gaz - liquide. Une nouvelle notion de carte de configuration locale de l'écoulement est proposée. L’effort de modélisation est porté plus particulièrement sur les écoulements dispersés à bulles. La fermeture des termes de diffusion turbulente et de transferts interfaciaux est explicitée dans le cadre d'un modèle à deux fluides. Le modèle K- a été retenu pour la turbulence de la phase liquide. Les équations originales de ce modèle étant particulièrement complexes, une analyse des ordres de grandeurs a été effectuée afin de ne retenir que les termes les plus importants. Par ailleurs, les transferts interfaciaux sont proportionnels à l'aire interfaciale volumique qui est inconnue. Une équation de transport pour cette quantité a été établie à l'aide de deux méthodes différentes. La première méthode, originale, est indépendante du régime d'écoulement considéré. La seconde méthode, basée sur un formalisme statistique, est restreinte à l'étude d'écoulements dispersés. Des relations de fermeture sont également proposées pour les termes dus à la coalescence des bulles et à la compressibilité et la dilatabilité du gaz qui apparaissent dans l'équation d'aire interfaciale volumique. Les différents modèles proposes ont été implantés dans le module tridimensionnel du code CATHARE. De nombreux tests de sensibilité aux constantes intervenants dans ces modèles ont été effectués. Les résultats des simulations ont été comparés aux résultats expérimentaux disponibles dans la littérature et discutés.
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Cournède, Paul-Henry. "Un schéma bilagrange plus projection pour la simulation bifluide des instabilités de mélange." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 2001. http://www.theses.fr/2001ECAP0732.
Full textAbstract:
Les interfaces entre fluides de propriétés différentes sont sujettes à l'apparition d'instabilités hydrodynamiques de mélange. Ce travail de thèse a consisté en l'élaboration de modèles bifluides, de méthodes numériques adaptées et d'un code d'étude pour la simulation des instabilités de mélange. Nous nous intéressons tout d'abord à l'élaboration des modèles bifluides. Celle-ci implique une description locale, un processus de moyenne statistique et des hypothèses physiques de modélisation. Le modèle de base obtenu par ce procédé ne s'écrit pas sous forme conservative et n'est pas hyperbolique. Ces différents aspects sont étudiés et discutés. Ces difficultés physiques de modélisation et mathématiques dues à la forme du système nous imposent l'élaboration d'une méthode numérique facilement adaptable à un grand nombre de modèles et très robuste. En particulier, celle-ci ne doit pas reposer sur le caractère hyperbolique du système. Par ailleurs, les applications visées présentant une forte advection et de fortes déformations, nous avons retenu une méthode lagrangienne, en particulier le schéma Lagrange plus projection. Nous présentons sur l'équation d'advection scalaire un schéma Lagrange plus projection TVD, convergent, basé sur la théorie des limiteurs. Nous adaptons ensuite ce schéma au cas bifluide, et décrivons le schéma bilagrange plus projection : l'évolution de chaque fluide est suivie de façon distincte, les quantités conservatives sont ensuite projetées sur un maillage commun après une interpolation TVD d'ordre 2. Enfin, nous présentons les résultats numériques obtenus. Le test de ransom simule la propagation d'une onde de taux de vide et permet de tester les caractéristiques numériques du schéma sur le modèle bifluide, (stabilité, convergence, diffusion et conservation). Finalement, nous simulons l'instabilité de Rayleigh-Taylor tout d'abord avec le modèle standard, puis avec un modèle turbulent, de façon à mettre en avant la capacité du schéma à s'adapter sans difficulté à des modèles complexes.
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Lochon, Hippolyte. "Modélisation et simulation d'écoulements transitoires eau-vapeur en approche bifluide." Thesis, Aix-Marseille, 2016. http://www.theses.fr/2016AIXM4726/document.
Full textAbstract:
Cette thèse traite de la modélisation et de la simulation des écoulements diphasiques transitoires eau-vapeur. Dans de nombreuses installations industrielles, des écoulements monophasiques d'eau liquide sont susceptibles de devenir diphasiques lors de certaines situations transitoires. La modélisation de ces écoulements peut s'avérer délicate car deux phénomènes physiques interagissant fortement entre eux, le changement de phase et la propagation d'ondes de pression, sont alors à prendre en compte. Une approche bifluide statistique, ne supposant aucun équilibre entre les phases, est utilisée afin de modéliser de tels écoulements. Les modèles obtenus sont de type convection-source et s'apparentent au modèle de Baer-Nunziato. Différentes lois de fermeture pour ces modèles sont comparées sur des cas expérimentaux de transitoires eau-vapeur tels que les coups de bélier et la dépressurisation d'une tuyauterie d'eau liquide suite à une rupture.La simulation numérique des différents modèles est effectuée grâce à une méthode à pas fractionnaires. Un nouveau schéma de convection, robuste et efficace, capable de gérer toute equation d'état est utilisé dans la première étape de cette méthode. La seconde étape est dédiée au traitement des termes sources et requiert différents schémas implicites. Une grande attention est accordée à la vérification de tous les schémas numériques utilisés grâce à des études de convergence. Une nouvelle modélisation du transfert de masse est également proposée, sur la base de travaux dédiés à la brusque dépressurisation d'eau liquide en approche homogène. La validation du modèle est effectuée grâce de nombreuses comparaisons calcul-expérienceThis thesis deals with the modelling and the computation of steam-water two-phase flows. Liquid water flows are involved in many industrial facilities and a second phase may appear in some transients situations. Thus, pressure wave propagation and mass transfer are physical phenomena that need to be properly included in the modelling of such two-phase flows. A statistical two-fluid approach is used, leading to models similar to the Baer-Nunziato one. They include both convective and source terms without any assumption on the equilibrium between phases. Different closure laws for such models are compared on steam-water transient experiments including water-hammers and fast depressurization of liquid water. The computation of the different models is based on a fractional step method. A new convective scheme, able to deal with any Equation Of State, is used in the first step of the method. When compared with other schemes, it appears to be accurate, efficient and very robust. The second step of the method is dedicated to the treatment of source terms and requires several implicit schemes. Particular attention is paid to the verification of every scheme involved in the method. Convergence studies are carried out on test-cases with analytical solutions to that purpose. Based on existing work on fast depressurization of liquid water in an homogeneous approach, a new formulation of the mass transfer is proposed. Many comparisons between computational and experimental results are detailled in order to validate the models
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Tachon, Loïc. "Développement d'outils numériques et expérimentaux dédiés à l'étude de l'évaporation en présence de ligne triple." Thesis, Aix-Marseille 1, 2011. http://www.theses.fr/2011AIX10027/document.
Full textAbstract:
Les travaux réalisés au cours de cette thèse visent à apporter une aide à la compréhension des mécanismes régissant l'évaporation des films liquides. La physique des problèmes à changement de phase avec ligne de contact est gouvernée par des mécanismes agissant au niveau de ces dernières ainsi qu'au niveau des interfaces gaz-liquide. La description géométrique des interfaces est donc un point clef dans cette étude tant d'un point de vue numérique qu'expérimental. Un outil numérique tridimensionnel de suivi d'interface infiniment fine a été créé afin d'anticiper la simulation numérique de ces problèmes. Cet algorithme repose sur une description quadratique de l'interface qui est une surface du maillage. L’ordre de convergence de cette méthode relatif à différentes caractéristiques (courbure, normale, position) de l'interface ainsi que sa qualité conservative ont été étudiés.Parallèlement à cette approche numérique, une technique expérimentale d'inversion optique a été développée. Celle-ci permet la mesure dynamique du profil d'une interface au voisinage de la ligne de contact dans le cadre de fluide très mouillant. Cette méthode, appliquée dans le cadre d'un problème de film en évaporation quasi axisymétrique a permis, dans le cadre d'une expérience simple, une première quantification des flux de chaleur et de masse échangés au niveau de la ligne de contactThe tasks fulfilled during this study aim at providing tools for understanding the mechanisms of liquid film evaporation. Evaporation in the presence of a triple lines is ruled by physical mechanisms acting on these singularities as well as on the gas liquid interfaces. Thus, the interface description, under it numerical as experimental aspects, is a key point of this study. A numerical tridimentionnal sharp interface tracking tool has been developed to be used in further numerical simulation of the evaporation problem. In this algorithm, the interface is described as a quadratic grid surface. Its convergence orders relatively to geometrical parameters of the interface (curvature, normal, position) has been studied.In the mean time, an experimental optical inversion technique has been developed and validated. It allows a dynamic measurement of the interface shape in the vicinity of the triple line of highly wetting fluid. This method has been applied to the case of a quasi axisymetric evaporating film and provides a first quantification of the heat and mass transfers generated by the triple line region
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Bai, Hongjuan. "Bio-colloidal transfer in saturated and unsaturated porous media : influence of the physical heterogeneity of the porous medium and cell properties on bacteria transport and deposition mechanisms." Thesis, Compiègne, 2017. http://www.theses.fr/2017COMP2336/document.
Full textAbstract:
La compréhension du transport et du dépôt bio-colloïdal dans un milieu poreux présente un grand intérêt dans les applications environnementales, en particulier pour le contrôle de la bio-remédiation des sols et la protection des ressources en eau souterraine. Afin de mieux évaluer et prévenir les risques de contamination de la nappe phréatique et de proposer des solutions adéquates de remédiation, il est nécessaire d’avoir une bonne compréhension des mécanismes qui contrôlent le transport et le dépôt des bactéries dans les milieux poreux saturés et non saturés. L’objectif des ces travaux de thèse est d’étudier le rôle de l’hétérogénéité physique du milieu poreux (distribution granulométrique, porosité…) et de l’hydrodynamique du milieu sur les mécanismes de transport et de dépôt de particules bio-colloïdales, tout en prenant en compte l’impact des propriétés de cellules bactériennes sur ces mécanismes. Des expériences de traçage et d’injection de suspensions bactériennes ont été menées à l’échelle de colonnes de laboratoire dans trois milieux poreux avec une porosité et une distribution de taille de pore distincte. Afin de caractériser l’écoulement dans les milieux poreux, un soluté non-réactif a été utilisé comme traceur de l’eau. Trois souches bactériennes ont été utilisées pour préparer les suspensions bactériennes : une bactérie mobile (Escherichia coli), et deux non mobiles (Klebsiella sp. et R. rhodochrous). La caractérisation des propriétés cellulaires (telles que la taille et la forme des cellules, le potentiel zêta, la motilité et l'hydrophobicité) a été effectuée pour chaque souche. Des simulations numériques ont été réalisées en utilisant le code de calcul HYDRUS-1D afin de modéliser l’écoulement et d’estimer les paramètres de transport et de dépôt des bactéries. Ces derniers ont été explorés afin d'identifier le mode de transport bactérien et les mécanismes physico-chimiques ou physiques impliqués dans le dépôt des bactéries. Des expériences supplémentaires à l'échelle des pores ont été réalisées à l'aide de dispositifs microfluidiques conçus à cet effet. Un calcul théorique des différentes interactions entre les bactéries et le milieu poreux aux interfaces air/eau/solide a été effectué pour compléter les résultats expérimentaux ainsi que ceux issus de la modélisation numérique. Ainsi, les énergies d’interactions telles que les forces de van der Waals, électrostatiques de double couche, hydrophobes, stériques, capillaires et hydrodynamiques, impliquées dans le dépôt de bactéries ont été calculées pour décrire les interactions bactéries-interfaces afin d'identifier leur impact relatif sur le dépôt physico-chimique et physique des bactéries. Les résultats expérimentaux et la modélisation numérique ont mis en évidence un écoulement non uniforme, dépendant de la taille des grains ainsi que de la distribution de la taille des pores du milieu poreux. Pour un milieu poreux donné, l’écoulement devient plus dispersif quand la teneur en eau du milieu diminue. Ceci est dû à l’augmentation de la tortuosité du milieu, du fait de la présence de l’air dans les pores. Le transport des bactéries diffère de celui du traceur de l’eau. Le dépôt bactérien a été fortement influencé par la géométrie du réseau poral du milieu, les propriétés cellulaires et le degré de saturation en eau. Le piégeage physique et physico-chimique sont des mécanismes qui doivent être pris en compte pour bien décrire le dépôt bactérien, mais leur importance sur les mécanismes de dépôt est étroitement liée aux propriétés du milieu poreux et des cellules. Ces travaux mettent en évidence l’effet simultané des propriétés cellulaires, des propriétés physiques (granulométrie et distribution de taille de pores) et de l'hydrodynamique du milieu poreux sur les mécanismes de transport et de dépôt bactérien. Le calcul des différentes énergies d’interaction a permis d’identifier leur importance sur les mécanismes de dépôt bactérienThe investigation of the transport and retention of bacteria in porous media has a great practical importance in environmental applications, such as protection of the surface and groundwater supplies from contamination, risk assessment from microorganisms in groundwater, and soil bioremediation. The aim of this study is to gain a fundamental understanding of the mechanisms that control bacteria transport and deposition in saturated and unsaturated porous media. Laboratory tracer and bacteria transport experiments at Darcy scale were performed in three porous media with distinct pore size distribution in order to investigate and quantify water and bacteria transport process under steady state flow conditions. A conservative solute was used as water tracer to characterize water flow pathways through porous media. A gram negative, motile Escherichia coli, a gram negative, non-motile Klebsiella sp. and a gram positive, non-motile R. rhodochrous were selected for the transport experiments. Characterization of cell properties (such as cell size and shape, zeta potential, motility and hydrophobicity) was performed for each strain. Numerical simulations with HYDRUS-1D code were performed to characterize water flow and to estimate bacteria transport and deposition parameters. The later were explored to identify bacteria flow patterns and physicochemical or physical mechanisms involved in bacteria deposition. To provide a better understanding of the mechanisms involved on bacteria transport and deposition, pore scale experiments were carried out by using microfluidic devices, designed for this purpose. The information obtained from laboratory experiments and numerical modeling was improved by theoretical calculation of different interactions between bacteria and porous media at air/water/solid interfaces. DLVO and non-DLVO interactions such as hydrophobic, steric, capillary and hydrodynamic forces involved in bacteria deposition were considered to describe bacteria-interface interactions in order to identify their relative impact on physicochemical and physical deposition of bacteria. Results obtained through both laboratory experiments and numerical simulationsoutlined non-uniform flow pathways, which were dependent on both grain/pore size as well as pore size distribution of the porous media. For a given porous medium, water flow patterns became more non-uniform and dispersive with decreasing water saturation due to the presence of air phase, which lead to an increase of the tortuosity of the flow pathways under unsaturated conditions. Bacteria transport pathways were different from the tracer transport, due to size exclusion of bacteria from smaller pore spaces and bacteria motility. Bacteria deposition was greatly influenced by pore network geometry, cell properties and water saturation degree. Both physical straining and physicochemical attachment should be taken into account to well describe bacteria deposition, but their importance on bacteria deposition is closely linked to porous media and cell properties. The results obtained in this work highlighted the simultaneous role of cell properties, pore size distribution and hydrodynamics of the porous media on bacteria transport and deposition mechanisms. The calculation of DLVO and non-DLVO interactions showed that bacteria deposition in saturated and unsaturated porous media was influenced by both kinds of interactions
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Verhaegen, Julien. "Modélisation multiphasique d'écoulements et de phénomènes de dispersion issus d'explosion." Thesis, Aix-Marseille 1, 2011. http://www.theses.fr/2011AIX10028/document.
Full textAbstract:
Ce travail porte sur la modélisation de la formation et la dispersion d'un nuage de gouttes, par déconfinement d'un liquide: agression extérieure ou situation accidentelle. Le but est la construction d'un modèle apte à reproduire simultanément les conditions génératrices de la formation du nuage et l'évolution de ce nuage dans le temps (dispersion). La principale difficulté réside en la différence des modèles adaptés à la description d'écoulements caractérisant chaque étape du phénomène global : modèle d'écoulement multiphasique à phases compressibles (milieux continus) initialement, puis fragmentation et formation du nuage de gouttes dispersées dans une phase porteuse (modèle d'écoulements dilués). En l'absence de modèle analytique unique apte à décrire l'ensemble de ces processus, on propose une approche originale pour réaliser un couplage effectif entre ces deux modèles. La problématique de formation et de dispersion de liquide implique la prise en compte de plusieurs phénomènes physiques: fragmentation, transferts de chaleur et de masse ainsi que la traînée entre les phases. Ces différents phénomènes sont introduits dans le modèle global via des termes d'interactions présents dans les systèmes d'équations. La construction de ce modèle complet à permis la réalisation de calculs décrivant la formation et la dispersion d'un nuage de gouttes pouvant intervenir lors de situations accidentelles sur des sites industriels par exempleThis work focuses on modeling the formation and the dispersion of a cloud of droplets, induced by ejection of a liquid, resulting from an external aggression or an accidental situation. The goal is to build a model able to reproduce simultaneously the conditions which generate the cloud formation and the cloud evolution in time (dispersion). The main difficulty lies in the differences between the already existing models adapted to the description of flows which are able to characterize each stage of the global phenomenon: initially a multiphase flow model with compressible phases (Continuum), then the atomization and the formation of a cloud of droplets dispersed in a carrier phase (dilute flow model). We propose a new approach to achieve an effective coupling between these two models. The problem of the formation and the dispersion of the liquid requires to take into account several physical phenomena: atomization, heat and mass transfers and drag between phases. These phenomena are included in the global model through interaction terms involved in the systems of equations. The construction of this model has permited the realization of calculations describing the formation and dispersion of a cloud of droplets which may occur during, for axample, in accidental situations at industrial sites
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He, Zheng. "Quelques contributions à la modélisation micromécanique de l’argilite du Callovo-Oxfordien." Thesis, Lille 1, 2012. http://www.theses.fr/2012LIL10166/document.
Full textAbstract:
Ce travail porte sur la mise en place des outils de modélisation micromécanique permettant d’étudier le comportement de l’argilite du Callovo-Oxfordien. Ce géomatériau poreux est modélisé comme un milieu hétérogène à trois échelles d’espace distinctes. L’échelle microscopique révèle l’hétérogénéité de la phase argileuse sur laquelle s’est appuyé le modèle morphologique synthétisé comme un polycristal poreux. Des prédictions numériques du comportement élasto-plastique et isotrope transverse de la phase d’argile tenant compte d’interactions mécaniques entre des cristaux sont effectuées à l’aide d’une approche incrémentale de Hill. Ensuite, un modèle poroélastique pour matériaux granulaires saturés avec effets d’interface imparfaite est proposé. Sur la base de ce modèle poroélastique et s’appuyant sur le cadre de l’homogénéisation non linéaire, on met en évidence l’impact des interfaces imparfaites de type Mohr-Coulomb cohésif sur le critère de résistance de géomatériaux granulaires. Enfin, nous avons proposé un modèle complet pour la prédiction de la résistance de l’argilite du Callovo-Oxfordien sous l’hypothèse que la matrice argileuse est un matériau poreux avec la phase solide décrite par un critère Drucker-Prager parfaitement plastique. Il est important de noter que le mécanisme de rupture exploré inclut la possibilité d’une concentration de déformation à l’interface de noyau (rigide)-matrice. Ce modèle est analysé en détail et ses prédictions apparaissent tout à fait probantesThis work focuses on the development of micromechanical modeling tools to study the behavior of the Callovo-Oxfordian argillite. This geomaterial is modeled as a porous heterogeneous medium at three distinct spatial scales. The microscopic scale reveals the heterogeneity of the clay phase on which the morphological model synthesized as a porous polycrystal was based. Numerical predictions of the elastoplastic and transversely isotropic clay phase considering mechanical interactions between the crystals are performed by using an incremental approach. Then, a poroelastic model for saturated granular materials with imperfect interface effects is proposed. On the basis of this poroelastic model and the nonlinear homogenization, we showcase the impact of the cohesive Mohr-Coulomb imperfect interfaces on the strength criterion of granular geomaterials. Finally, we propose a complete model for the prediction of the strength of Callovo-Oxfordian argillite under the assumption that the clay matrix is a porous material with the solid phase described by a perfectly plastic Drucker-Prager criterion. It is important to note that the explored failure mechanism includes the possibility of a strain concentration at the (rigid) inclusion-matrix interface. This model is analyzed in detail and its predictions appear quite convincing
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Quan, Haiqin. "Etude théorique et expérimentale des micro-lits fluidisés : hydrodynamique et modélisation numérique." Thesis, Ecole centrale de Lille, 2017. http://www.theses.fr/2017ECLI0027/document.
Full textAbstract:
Le travail de thèse porte sur l’étude et la mise au point de nouvelles technologies et de procédés miniaturisés en lit fluidisé. Ce procédé représente une véritable rupture technologique devant les procédés à lits fluidisé traditionnels et offre de nombreux avantages : surface d’échange élevée, bon mélange gaz-solide dans le réacteur, utilisation de faible quantité de produit, coût faible... La présente étude regroupe trois études : conception des micro-lits fluidisés, diagnostic et analyse de l’hydrodynamique des couches fluidisées et modélisation numérique.Dans ce travail quatre MFBs (Micro Fluidized Bed) de 20-4 mm ont été étudiés et comparés à deux réacteurs relativement grands de 100-50 mm. Le rapport du diamètre du réacteur à la hauteur statique des particules (Hs/Dt) a été fixé entre 1-4. La vibration mécanique a été appliquée dans le réacteur de 4 mm. Une nouvelle méthode de diagnostic des régimes de fluidisation a été développée. Elle est basée sur les analyses des fluctuations de pression et le traitement du signal. La modélisation numérique suivant la méthode Eulérien-Eulérien (2D) a été développée. Les résultats obtenus permettent d’identifier six régimes d'écoulement: lit fixe, bouillonnant, bouillonnant/pistonnage, pistonnage, pistonnage/turbulent et bouillonnant/turbulent. On note une fluidisation partielle autour de Hs/Dt=1-2, tandis que le régime de pistonnage s’installe rapidement après le minimum de fluidisation à Hs/Dt=3-4. Dans le réacteur de 4 mm, la fluidisation des particules du groupe B de Geldart montre une meilleure qualité. Les résultats numériques (modélisation) montrent une très bonne concordance avec les données expérimentalesMicro-fluidized bed (MFB) exhibits great advantages such as a large specific contact surface, a fast dissipation of heat (ideal for exothermic reactions) and better mass and heat transfers, but suffers from difficulties in precise control and shows strong frictional wall effect. Present study was conducted experimentally and numerically to understand fundamental hydrodynamics in MFBs. Experimental work was carried out in four MFBs of 20-4 mm compared to two relatively large beds of 100-50 mm using three types of particles (B347: 347 μm, 2475 kg/m3; B105: 105 μm, 8102 kg/m3; A63: 63.8μm, 2437 kg/m3). The ratio of static bed height (Hs) to bed diameter (Dt) was set between 1-4. Mechanical vibration was applied to the 4 mm bed. A new method for flow regimes diagnosis was developed based on pressure fluctuation analyses, which mainly include calculating the standard deviation, autocorrelation function, probability density function, power spectral density function and time-frequency analysis. Numerical simulations were performed under Eulerian-Eulerian framework in 2D. Six flow regimes were identified: fixed bed, bubbling, bubbling/slugging, slugging, slugging/turbulent and bubbling/turbulent. Partial fluidization is encountered at Hs/Dt=1-2 while slugging prevails quickly after minimum fluidization at Hs/Dt=3-4. In the 4 mm bed, fluidization of B347 particles show better fluidization quality, while an increase in Umf is observed for B105 and A63 particles. Mechanical vibration reduces partial fluidization, thus resulting in larger ΔP and smaller Umf. A larger Umb and a delayed Uc were obtained as well. Results by simulations agree reasonably well with experimental data
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Schmitt, Vivien. "Investigation expérimentale et numérique d'un ouvrage de séparation particulaire en assainissement." Thesis, Strasbourg, 2013. http://www.theses.fr/2013STRAD023/document.
Full textAbstract:
Dans le cadre de cette thèse, un ouvrage de type séparateur hydrodynamique est étudié pour répondre aux problématiques environnementales liées aux déversements de macro-déchets en mer. La première partie est destinée à l’analyse du fonctionnement hydraulique de l’ouvrage et son aptitude face au colmatage sur un pilote en laboratoire. Les données collectées vont ensuite permettre la validation d’une approche numérique capable de simuler l’écoulement. Cette technique est par la suite utilisée pour optimiser l’écoulement et la forme de la grille. Nous avons démontré, à partir de simulations numériques, l’intérêt d’une grille de type métal déployé pour obtenir des phénomènes d’agitations turbulentes et de gradient de pression important à l’amont de la grille. Ces phénomènes favoriseraient ainsi la dispersion des polluants et limiteraient les phénomènes de colmatage. La dernière partie de ce travail a été d’étudier le fonctionnement d’un ouvrage grandeur nature et d’observer son efficacitéThe installation of hydraulic structures to separate particles is a key element to improve the quality of water bodies. This PhD work focus on the study of a hydrodynamic separator used to capture large wastes before their discharge into the see. Tangential separation mechanism along a screen is used in this device. The first part of the work consists in studying the hydraulic behavior and the clogging effectiveness of the device with laboratory experiments. A CFD multiscale approach was developed in this work to optimize the shape of the screen in order to avoid clogging. This method, validated against experimental data, allows us to predict that expanded metal stripes are useful to develop turbulence and pressure gradients upstream the screen. This hydrodynamic phenomenon favor particles and pollutants ejection near the apertures. The last part of the work was to study the hydrodynamic behavior and the real efficiency with in situ experiments
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Jung, Jonathan. "Schémas numériques adaptés aux accélérateurs multicoeurs pour les écoulements bifluides." Phd thesis, Université de Strasbourg, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00876159.
Full textAbstract:
Cette thèse traite de la modélisation et de l'approximation numérique des écoulements liquide-gaz compressibles. La difficulté essentielle réside dans la modélisation et l'approximation de l'interface liquide-gaz. Schématiquement, deux types de méthodes permettent l'étude de la dynamique de l'interface : l'approche eulérienne, aussi dite de capture de front ("front capturing method") et l'approche lagrangienne, de suivi de front ("front tracking method"). Nos travaux sont plutôt basés sur la méthode de capture de front. Le modèle bifluide est constitué d'un système de lois de conservation du premier ordre traduisant le bilan de masse, de quantité de mouvement et d'énergie du système physique. Ce système doit être fermé par une loi de pression du mélange gaz-liquide pour que sa résolution soit possible. Cette loi de comportement doit être choisie soigneusement, puisqu'elle conditionne les bonnes propriétés du système comme l'hyperbolicité ou l'existence d'une entropie de Lax. Les méthodes d'approximation doivent permettre de traduire au niveau discret ces propriétés. Les schémas conservatifs classiques de type Godunov peuvent être appliqués au modèle bifluide. Ils conduisent cependant à des imprécisions qui les rendent inutilisables en pratique. Enfin, l'existence de solutions discontinues rend difficile la construction de schémas d'ordre élevé. La structure complexe des solutions nécessite alors des maillages très fins pour une précision acceptable. Il est donc indispensable de proposer des algorithmes performants pour les calculateurs parallèles les plus récents. Au cours de cette thèse, nous allons aborder partiellement chacune de ces problématiques : construction d'une "bonne" loi de pression, construction de schémas numériques adaptés, programmation sur calculateur massivement multicoeur.
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Belhadef, Abdelhak. "Contribution à la modélisation Eulérienne de l'atomisation pour la pulvérisation agricole." Phd thesis, Université de Provence - Aix-Marseille I, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00663344.
Full textAbstract:
La pollution de l'environnement par les pesticides reste une préoccupation sociale et environnementale importante. Lors de l'application, une partie des pesticides peut contaminer l'environnement (dérive). La diminution des pollutions repose sur la maîtrise de la taille et la vitesse des gouttes en sortie de buse. L'objectif principal de cette thèse est de développer une approche Eulérienne afin d'estimer les caractéristiques initiales des gouttes produites telles que la taille et la vitesse à la sortie de buse. Le modèle Eulérien d'atomisation considère l'écoulement diphasique d'un liquide et d'un gaz comme un écoulement turbulent d'un seul fluide avec une masse volumique variable, variant entre celle du gaz et celle du liquide pulvérisé. Une équation de transport pour la fraction massique liquide moyenne permet de décrire la dispersion du liquide dans la phase gazeuse. La turbulence est modélisée par une approche aux tensions de Reynolds (RSM) en résolvant les équations de transport de chacune des six composantes du tenseur de Reynolds. Par ailleurs, une équation de transport de l'interface volumique liquide/gaz est considérée. La production de l'interface volumique qui exprime la création des gouttes est fonction, d'une part, à grande échelle, du gradient de vitesse moyenne et, d'autre part, à petite échelle, de la turbulence. La destruction de l'interface volumique qui exprime la coalescence des gouttes, quant à elle, prend en compte la tension de surface qui s'oppose à la désintégration de la surface liquide. L'évolution spatiale des rayons et des vitesses des gouttes produites en sortie de buse est décrite en couplant l'équation de la fraction massique liquide moyenne et celle de l'interface volumique à celles de la conservation de la masse, de la quantité de mouvement et de la turbulence. L'étude est faite avec le code de calculs FLUENT V.12 en utilisant les Fonctions Définies par l'Utilisateur (UDF "User Defined Function") pour adapter le code à nos conditions d'injection très particulières puisque le rapport des masses volumiques liquide et gaz est de l'ordre de 800. Les résultats obtenus par le modèle indiquent la formation d'une nappe conique creuse constituée de grosses gouttelettes et la présence d'une zone de recirculation près de l'axe du spray constituée de gouttelettes plus petites, conformément aux expérimentations. La comparaison du Diamètre Moyen de Sauter calculé par le modèle et mesuré expérimentalement par l'Anémométrie Phase Doppler montre un bon accord.