Modélisation Et Simulation Des Ecoulements Multiphasiques Basées Sur Une Approche Multi-echelles : Application Au Transport Solide

Résumé: Cette thèse traite de l’approche numérique et expérimentale du transport solide en multiéchelles et en multi-modes dans les conduites. Le but de ces travaux est d’améliorer la compréhension des phénomènes physiques qui découlent des écoulements diphasiques afin d’optimiser les performances des procédés industriels confrontés. La recherche effectuée comporte deux parties essentielles : en premier lieu, une étude à caractère expérimental est réalisée. De nombreux paramètres et grandeurs physiques ont été mesurés afin de pouvoir extraire les informations nécessaires à l’étude du transport solide dans un fluide Newtonien. Cela nous a permis de suivre le mouvement d’une particule solide et de mesurer le gradient hydraulique d’un écoulement (fluide/grosses particules) dans une conduite horizontale. En deuxième lieu, la modélisation du transport solide est proposée. Dans ce cadre, un premier code a été développé à partir du logiciel FreeFem++. Ainsi, des tests numériques ont été entrepris pour le cas d’un mouvement rigide de particules imposé grâce à une pénalisation du tenseur des déformations sur le domaine rigide. Un deuxième code de calcul couplé à un solveur volumes finis a été développé avec implémentation du principe fondamental de la dynamique pour le transport des particules solides où la condition de non-pénétration est gérée par l’algorithme d’Uzawa.

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