n° 1427 Conférence d'ouverture : Etude des phénomènes de transferts couplés de chaleur de masse et de quantité de mouvement lors de la solidification d’un alliage

Hervé Combeau
Institut Jean Lamour, Nancy-Université UMR 7198
Lors de la solidification d'un alliage, les phénomènes de transfert prennent place à différentes échelles caractéristiques et peuvent être fortement couplés. Ainsi, des hétérogénéités de composition (microségrégation) à l’échelle des dendrites induites par la différence de solubilité entre les phases liquide et solide sont responsables de la formation de macro et mésoségrégations à l’échelle macroscopique. Les macro et mésoségrégations se forment du fait d’un mouvement relatif entre les phases solide et liquide. Ces mouvements trouvent souvent leur origine dans des écarts de densité au sein d’une même phase ou entre phases. Notamment, pour la phase liquide, les principaux écarts de densité proviennent de la microségrégation, ils induisent alors une convection naturelle de type thermo-solutale. Pour la phase solide, si les grains sont mobiles, ils vont généralement sédimenter du fait de leur densité plus forte que celle de la phase liquide. La démarche qui est mise en œuvre pour comprendre et modéliser ces phénomènes sera présentée à partir d’exemples d’études expérimentales à l’échelle du laboratoire ou industrielle et de résultats de simulation. Les limitations des modèles existants, ainsi que les voies actuelles de recherche seront enfin discutées.
communication programmée pour lundi après midi 16H40 salle O

n° 717 Le refroidissement d’une électronique de puissance d’un véhicule hybride par un caloduc pulsé, tests expérimentaux

Patrick Lagonotte Gwenaël Burban Alain Alexandre
LET-ENSMA et CReA Salon-de-Provence
Les contraintes du refroidissement de l’électronique dans le milieu automobile diffèrent de celles du milieu industriel. Les sollicitations et l’environnement sont très différents. La réalisation et les tests expérimentaux d’un caloduc pulsé, permettant d’évacuer la chaleur d’une électronique située dans le compartiment moteur d’un véhicule, montre le potentiel de ce type de refroidissement passif pour un fonctionnement non permanent basé sur un profil de mission normalisé.
communication programmée pour lundi après midi 17H20 salle O

n° 1170 Refroidissement Diphasique d'une Pile à Combustible

Mounir Boudouh Hasna Louahlia-Gualous Valérie Petrini Mohamed Siameur
FC.LAB / UTBM Belfort
Les acteurs des technologies de l’énergie notamment l’industrie automobile porte un intérêt grandissant, devant l’instabilité des prix des énergies fossiles, (pétrole et gaz naturel) ainsi que le problème de la protection de l’environnement. Dans ce contexte, en travail sur le refroidissement des piles à combustible, notre article présente les résultats d’une étude expérimentale sur le refroidissement par évaporation d’une pile à combustible.
communication programmée pour lundi après midi 17H40 salle O

n° 1168 Etude d’un écoulement cyclique à bouchon lors de la condensation dans un microcanal

Ahmad Odaymet Hasna Louahlia-Gualous Valérie Petrini Jean-Claude Jeannot Michel De Labachelerie
FEMTO-ST
Des études simultanées de visualisation et de mesures expérimentales ont été menées afin d’étudier différents régimes d’écoulement de condensation de la vapeur d’eau dans des microcannaux gravés sur silicium. Dans ce papier, on présente les résultats d’une étude d’analyse d’un écoulement à bouchon visualisé lors de la condensation de la vapeur d’eau dans un microcanal. Le microcanal est de section rectangulaire et gravé dans un wafer en silicium. On présente la fréquence de production des bulles durant le cycle de l’écoulement. La vitesse et la taille de deux bulles présentes en amont et en aval d’un bouchon liquide sont analysées.
communication programmée pour lundi après midi 18H00 salle O

n° 1423 Conférence d'ouverture : Ebullition en microgravité

Catherine Colin
IMFT
L’ébullition nucléée sur plaque plane en microgravité a été étudiée grâce à des expériences réalisées en vols paraboliques, en avion et en fusée sonde. Des régimes d’ébullition stationnaires à flux constant ont été obtenus pour un réfrigérant HFE7000 à différentes pressions et degrés de sous-refroidissement. La comparaison avec des expériences similaires réalisées au sol montre qu’en microgravité le transfert thermique est fortement détérioré. Une analyse dimensionnelle a permis d’estimer le flux de chaleur en fonction de la surchauffe de paroi pour différentes pressions, températures liquides et niveaux de gravité.
communication programmée pour mardi matin 9H30 salle O

n° 57 Mécanisme d’influence de la mouillabilité sur l’ébullition

Hai Trieu Phan Nadia Caney Philippe Marty Stéphane Colasson Jérôme Gavillet
CEA Grenoble, LITEN-GRETh
L’expérience a été réalisée avec l’objectif d’étudier les effets de la mouillabilité sur l’ébullition en vase. Les résultats expérimentaux obtenus ne sont pas en accord avec les modèles classiques. Une approche physique de l’influence de la mouillabilité sur l’ébullition en vase est établie pour expliquer les phénomènes observés. Nous introduisons également un modèle physique concernant l’influence de la mouillabilité sur l’assèchement partiel en ébullition convective dans les microcanaux.
communication programmée pour mardi matin 10H10 salle O

n° 1422 Conférence d'ouverture : Refroidissement de composants électroniques : enjeux scientifiques pour le développement des caloducs plats et oscillants

Frédéric Lefevre
Centre de Thermique de Lyon
Les caloducs plats ou diffuseurs thermiques diphasiques (DTD) sont des systèmes de refroidissement particulièrement efficaces qui permettent de transférer de fortes densités de flux de chaleur tout en garantissant une répartition homogène de la température. Un DTD est constitué d’une enceinte étanche de faible épaisseur, remplie d’un fluide caloporteur à l’état d’équilibre liquide-vapeur dans les conditions de fonctionnement. Le liquide se vaporise sur une zone de l’enceinte située au contact d’une source chaude (évaporateur) et la vapeur se condense au contact d’une source froide (condenseur). La vapeur circule dans un canal unique au centre de l'enceinte tandis que le retour du liquide depuis le condenseur vers l'évaporateur est assuré au moyen d'une structure capillaire périphérique (mèches, rainures). Ces systèmes sont utilisés dans le domaine du refroidissement de l’électronique. La littérature expérimentale sur les DTD est importante mais limitée à des mesures de températures pariétales aux entrées et aux sorties du système qui permettent de caractériser leurs performances sans toutefois apporter les informations nécessaires à la compréhension de leur fonctionnement. Cette communication présente les bancs expérimentaux développés dans notre laboratoire pour visualiser et mesurer les films liquides à l’intérieur de la structure capillaire de DTD. Ces mesures sont nécessaires pour améliorer la compréhension du fonctionnement des caloducs plats. Les résultats obtenus remettent en cause certains fondamentaux de la littérature et permettent de valider des modèles fins de fonctionnement. Les caloducs oscillants également nommés caloducs pulsés, ou encore PHP (Pulsating Heat Pipes) sont également des systèmes de refroidissement dont l’application principale concerne le refroidissement de l’électronique. Leur principe de fonctionnement est basé sur les écoulements à bulles de Taylor oscillants induits par des effets thermiques. Leur conception est beaucoup plus simple que les caloducs plats puisqu’ils sont constitués d’un simple tube dont le diamètre intérieur est proche du diamètre critique capillaire. Cependant, malgré cette simplicité de réalisation, les phénomènes physiques qui contrôlent ces systèmes sont encore mal compris, ce qui freine leur développement. Il n’est, par exemple, pas encore admis que les oscillations et/ou les transferts de chaleur sont dus à un transfert thermique par chaleur sensible, par chaleur latente ou par ces deux modes de transfert combinés. Nos modèles montrent en effet qu'il est possible d'obtenir des oscillations pour chacun de ces modes de transfert. Nous présenterons les modèles numériques et un banc expérimental développés pour l’étude fondamentale d’un seul couple bulle de vapeur/bouchon de liquide. Les résultats expérimentaux montrent qu’il est possible, dans certaines configurations expérimentales, de créer et de maintenir des oscillations de fréquence et d’amplitude contrôlées entre une source chaude et une source froide. Nous confronterons les mesures obtenues aux différentes approches théoriques.
communication programmée pour mardi matin 10H50 salle O

n° 95 Impact de la Micro Pesanteur sur le Flux de l'Ébulition en Film et la Température de Remouillage lors du Quenching

Brian Verthier Gian Piero Celata Giuseppe Zummo Catherine Colin Jérémy Follet
IMFT
Cet article décrit la stratégie expérimentale développée afin d'améliorer la modélisation des écoulements diphasiques liquide-vapeur présents lors de la mise en froid de moteurs-fusée par des fluides cryogéniques en micro pesanteur. Une analyse de similitude est faite afin de déterminer les nombres adimensionnels pertinents pour le dimensionnement d'une expérience similaire à ces écoulements. Une analyse bibliographique sur les expériences menées en micro pesanteur, la température de remouillage et le flux lors de l'ébullition en film montre le manque de modèles adaptés à la micro gravité. Des résultats de quenching d'un tube de pyrex par du FC72 lors de vols paraboliques sont présentés, en particulier l'impact du niveau de gravité et du sous refroidissement sur la température de remouillage et le flux lors de l'ébullition en film. Les résultats montrent une baisse du transfert thermique en micro pesanteur, et une augmentation de la température de remouillage.
communication programmée pour mardi matin 11H30 salle O

n° 1198 Etude analytique et numérique des transferts de chaleur d'un écoulement pulsé dans une conduite en présence d'un cylindre chauffé

Youcef Benakcha Rabah Hadj-Ali Abderrahmane Ghezal Jean Claude Loraud
USTHB
Ce travail présenté est l'étude analytique et numérique du transfert de chaleur d'un écoulement pulsé en présence d'un cylindre chauffé. La Méthode numérique utilisée est celle différences finies.L’étude a été menée pour fréquence variant de 1 à 1000, Pr 0.7 et A=0.75. Il résulte de cette investigation que le paramètre de fréquence modifie le profil de vitesse del'écoulement et de la température.
communication programmée pour mardi matin 11H50 salle O

n° 1424 Conférence d'ouverture : Transferts thermiques convectifs pour les fluides compressibles

Jean-Paul Caltagirone
ENSCPB
Les transferts par conduction ou convection dans des fluides dilatables et compressibles nécessitent de coupler étroitement les équations de conservation de la masse, du mouvement et de l’énergie mais aussi l’équation d’état du fluide. Dans le cas d’écoulement de plusieurs fluides non miscibles les propriétés de dilatation et de compressibilité sont aussi attachées à une fonction de phase. Un modèle original est proposé pour tenir compte de la compressibilité et de la dilatation réelles des fluides. Les coefficients thermodynamiques sont directement introduits dans les équations de conservation et la viscosité de compression est redéfinie comme étant une constante de temps sur le coefficient de compressibilité. Ce modèle sans approximation permet de rendre compte d’écoulements à forts taux de compression mais aussi à très faible nombre de Mach sans tenir compte explicitement des équations d’état. Après quelques résultats sur des cas tests thermiques simples pour montrer la validité du modèle, des applications sur la convection naturelle en cavité et sur une injection de gaz froid dans de l’acier liquide seront abordés. Le cas classique de la cavité différentiellement chauffée fermée est repris en non Boussinesq pour des grands écarts de température ; le modèle compressible appliqué à ce test permet de s’affranchir de la conservation explicite de la masse et de fournir l’évolution de la pression totale au sein de la cavité. Le cas de l’injection diphasique gaz-acier liquide montre la capacité du modèle à rendre compte des phénomènes complexes mis en jeu: dilatation, détente, effets de tension de surface, transfert de chaleur entre phase.
communication programmée pour mardi après midi 13H40 salle O

n° 126 Influence des vibrations harmoniques verticales sur la séparation des constituants d’un mélange binaire en configuration de Rayleigh-Bénard

Bilal Elhajjar Abdelkader Mojtabi Marie Catherine Charrier-Mojtabi
Institut de Mécanique des Fluides de Toulouse
On étudie la séparation thermogravitationnelle des constituants d’un fluide binaire saturant une couche poreuse horizontale chauffée par le bas et soumise à des vibrations de hautes fréquences et de faibles amplitudes et de direction verticale. On montre qu'il est possible d'avoir un taux de séparation environ 10 fois supérieur à celui obtenu dans le cas classique d'une colonne de thermogravitation verticale. On peut ainsi obtenir la séparation pour une plus large variété de mélanges binaires.
communication programmée pour mardi après midi 14H20 salle O

n° 587 Pressure effect in a differentially heated square cavity

Héctor Barrios Stéphane Viazzo Claude Rey
Laboratoire M2P2
Our purpose is to study the effects of the pressure work forces on natural convection in a square cavity, with numerical simulations using a 2D compressible model. The results obtained show the pressure effect in the energy balance for two cases, the first one under a microgravity field and the other one with very low differences of temperature. We show as well that advanced assumptions must be avoided without preliminary sensibility tests in the numerical simulations of natural convection flows.
communication programmée pour mardi après midi 14H40 salle O

n° 681 Transferts thermiques sur parois rugueuses: modèles de surface effective pour des écoulements laminaires

Clément Introïni Michel Quintard Fabien Duval
Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire (IRSN)
Nous proposons des lois de parois s'appliquant sur une surface effective lisse pour des écoulements laminaires anisothermes sur parois rugueuses. Ces lois sont développées dans le cadre d'une méthode décomposition de domaine à deux échelles et d'une approximation de l'opérateur Dirichlet-Neumann. Ces lois sont testées numériquement en comparant les résultats à des simulations tenant compte des rugosités et une discussion est proposée sur le positionnement de la surface effective.
communication programmée pour mardi après midi 15H00 salle O

n° 1421 Conférence d'ouverture : Imagerie par caméra IR et caractérisation thermique

Christophe Pradere Jean-Christophe Batsale Jean Toutain
Laboratoire TREFLE
La science pour l’ingénierie des microsystèmes tels que les microréacteurs, les microéchangeurs, les micromatériaux et les microcapteurs est un enjeu technologique pour le siècle à venir. Notre projet de recherche a pour but de montrer l’intérêt scientifique et technique lié à la caractérisation des transferts de chaleur et à la maîtrise de l’énergie, dans des systèmes de petite taille. Une approche pluridisciplinaire, visant à coupler la thermique, la mécanique des fluides et la chimie, est nécessaire. Pour cela, on développe à la fois une instrumentation basée sur la mesure de champ de température aux microéchelles spatiales et temporelles mais également des méthodes d’analyses qui permettent d’obtenir des cartographies de propriétés thermophysiques (diffusivité thermique, coefficients d’échanges, champ de vitesses, de termes sources…). Dans cette présentation nous développerons essentiellement les techniques qui permettent une caractérisation simultanée des propriétés thermiques, des champs de vitesse et de l’estimation de cinétique de réaction chimique eu sein de système microfluidique. Ces types de systèmes présentent l’avantage de pouvoir réaliser un grand nombre de réactions chimiques aux microéchelles avec des temps d’acquisitions très rapides. Tout l’enjeu ici est de pouvoir développer des méthodes d’estimations qui vont nous permettre une caractérisation complète du système.
communication programmée pour mardi après midi 15H40 salle O

n° 927 Etude de la convection mixte dans une enceinte ventilée

Pierre Paranthoen Daniel Allano Michel Gonzalez Béatrice Patte-Rouland
CORIA
Ce travail concerne les écoulements générés par une source de chaleur et de masse placée dans une enceinte en communication avec l’extérieur par deux ouvertures. Les régimes d’écoulement sont étudiés par des visualisations et des mesures de vitesse et de température. Une étude analytique montre que les écoulements dépendent d’un nombre de Froude calculé à partir des caractéristiques du panache et de l’ouverture haute. Les résultats expérimentaux sont en accord avec cette analyse.
communication programmée pour mardi après midi 16H20 salle O

n° 1325 Time scaling in the convection onset of a compressible fluid

Gilbert Accary Horst Meyer
Université Saint-Esprit de Kaslik
Experiments and simulations with a very compressible fluid, 3He above its critical point Tc in a Rayleigh-Bénard cell, aspect ratio 57, have dealt with the onset of convection after the start of a steady heat flow Q. The temperature drop DT across the fluid layer versus time was observed along the critical isochore at several values of (T-Tc) and of Q. Starting from the hydrodynamic equations, Michael Cross demonstrated in a general way the expected scaling, where Fi=f(Ra,Pr…).
communication programmée pour mardi après midi 16H40 salle O

n° 692 Effet d’un gradient de champ magnétique uniforme sur la convection naturelle d’un ferrofluide confiné dans une cavité carrée.

Mustapha Gheraba Ali Bouhrour Djamel Kalache
USTHB Algérie
Une étude numérique est menée, afin de déterminer l'influence de l’intensité d’un gradient de champ magnétique uniforme sur la convection naturelle de type Rayleigh Bénard d’un ferrofluide confiné dans une cavité carrée. Le gradient de champ magnétique est appliqué suivant la direction horizontale. Les résultats obtenus montrant que l’intensité du gradient de champ magnétique appliquée à un effet significatif sur le transfert de la chaleur au sein du ferrofluide.
communication programmée pour mardi après midi 17H00 salle O

n° 1293 Refroidissement microprocesseur simulé à l’aide d’un mini échangeur à eau : comparaison avec le refroidissement à air

Akrem Ben Saïd Mahmoud Hammami Rejeb Ben Maad
LETTM
Nous présentons une étude expérimentale relative au problème du refroidissement d’un microprocesseur simulé en utilisant un refroidissement à air en convection forcée directe à partir de la surface, ou un mini-échangeur à eau dont les canaux sont rectangulaires. Dans le premier cas, bien que la vitesse de soufflage soit très élevée, la puissance maximale évacuée n’excède guère les 5 Kw/m2. Dans le deuxième cas (mini-échangeur), nous avons évacué des flux pouvant atteindre les 50 Kw/m2.
communication programmée pour mardi après midi 17H20 salle O

n° 527 Simulation numérique 3D par méthode spectrale d'un écoulement de convection natuelle en approximation faible nombre de Mach

Ouafa Bouloumou Eric Serre
Laboratoire M2P2
On étudie par simulation numérique directe de haute précision (spectrale) la transition à un régime chaotique d'un écoulement de convection naturelle dans une cavité différentiellement chauffée de grand allongement (A=8) dans l'approximation faible nombre de Mach. Les résultats montrent en particulier que contrairement à la convection Boussinesq les solutions 3D sont plus instables que les solutions 2D. Hystérésis et solutions multiples sont aussi obtenues.
communication programmée pour mardi après midi 17H40 salle O

n° 847 Conférence d'ouverture : Mélange local et comportement non-stationnaire du gradient d'un scalaire passif

Michel Gonzalez Pierre Paranthoën
CNRS
L'intensification du mélange dans les fluides est facilitée par l'action des gradients de vitesse qui provoque l'amplification des gradients locaux des grandeurs scalaires. Comprendre ce mécanisme demande l'étude de la réponse du gradient d'un scalaire aux étirements et aux rotations. A travers le comportement du gradient d'un scalaire dans deux écoulements 2D analytiques, on analyse les conditions dans lesquelles un forçage non-stationnaire améliore les propriétés de mélange.
communication programmée pour mercredi matin 9H30 salle O

n° 716 Etude analytique et numérique du transfert de chaleur et de masse dans un écoulement de type TCP

Mourad Moderres Malika Ihdene Abderrahmene Ghezal Claude Lourand Tean
institut de physique, USTHB
Ce travail s’intéresse à l’étude analytique et numérique de l’influence du nombre de Reynolds sur le transfert de chaleur et de matière dans un espace annulaire entre deux cylindres coaxiaux, le cylindre intérieur est mis en rotation, sa paroi est maintenue à une température fixe. Le problème est résolu numériquement par la méthode de différences finies. On étudie le cas de faibles valeurs de Schmidt correspondant aux cas des gaz. Le nombre de Reynolds varie entre 100 et 600.
communication programmée pour mercredi matin 10H10 salle O

n° 1429 Conférence d'ouverture : Etude des mécanismes passifs d’intensification des transferts convectifs : Application aux échangeurs de chaleur

Jean-Luc HARION Daniel BOUGEARD Serge RUSSEIL
Ecole des Mines de Douai, PC2A-EI
La présentation est consacrée à l’étude des mécanismes d’intensification des transferts convectifs visant notamment à l’amélioration des performances des échangeurs de chaleur. Ces composants sont des éléments essentiels de très nombreux systèmes et procédés et sont, à ce titre, centraux dans des démarches d’optimisation énergétique de ces systèmes. Les recherches d’optimisation s’inscrivent pleinement dans le cadre d’une utilisation rationnelle de l’énergie, mais aussi d’une limitation de la pression sur les ressources naturelles que sont les énergies fossiles et les matières premières. En effet, les objectifs d’optimisation peuvent être multiples et concerner l’amélioration de l’efficacité énergétique, de la qualité de mélange dans des configurations d’échangeurs multifonctionnels, mais également la diminution de quantité de matière nécessaire à la fabrication du composant. Les techniques d’intensification des échanges présentées sont dites passives et consistent principalement à manipuler/organiser/contrôler l’écoulement par l’adjonction d’éléments perturbateurs qui créent des écoulements secondaires ou guident de manière adéquate les flux convectifs. Dans ce cadre, l’étude fine des champs dynamiques est nécessaire afin d’appréhender les structures tourbillonnaires à l’origine des échanges thermo-convectifs. Des techniques PIV sont ainsi mises en œuvre afin d’analyser la topologie des écoulements par identification des structures. La dissipation et les éventuelles interactions, la durée de vie des tourbillons sont des paramètres particulièrement importants vis-à-vis de l’échange convectif. Une investigation des champs thermiques est également nécessaire. La complémentarité des informations permet d’accroitre la compréhension des mécanismes convectifs. De plus, le couplage conducto-convectif incluant la conduction dans les parties solides (par exemple les ailettes) est un élément central. Parallèlement aux approches expérimentales, des simulations et analyses numériques (RANS, URANS ou LES) sont également conduites et apportent un éclairage et des informations complémentaires. Les simulations permettent également d’évaluer de nouvelles configurations géométriques. De plus, les simulations numériques CFD permettent de mettre en œuvre une méthodologie d’optimisation en les incluant à une boucle de calculs. Par exemple, boucle logicielle schématisée ci-dessous permet d’optimiser certains paramètres géométriques prédéfinis pour atteindre un ou plusieurs critères : minimisation de la puissance de ventilation d’un échangeur mono rang de tubes et ailettes, à encombrement et puissance thermique échangée constants.
communication programmée pour mercredi matin 10H50 salle O

n° 123 Effect of cooling channels position on the shrinkage of plastic material during injection molding

Hamdy Hassan Nicolas Reginer Eric Arquis Guy Defayee
Laboratoire TREFLE
A mold for plastic part (Polystyrene) of T shape and having four cooling channels are assumed is the study. Different positions of the cooling channels are studied. A compressible fluid model for the physical system is presented. The compressible behavior of Polystyrene material according to the equation of state (P-v-T equation) is represented by Tait equation. A Cross type rheological model is assumed for the plastic material. The results show that the cyclic variation of the mold temperature reaches steady state after 15 cycles. They also show that the cooling channels position has a great effect on the shrinkage rate distribution through the product.
communication programmée pour mercredi matin 11H30 salle O

n° 394 Identification de la conductivité anisotrope de laines minérales

Jean-François Witz Stéphane Roux François Hild Eric Mangematin
LMT-cachan
Pour identifier les propriétés régissant le transfert thermique dans les laines minérales, une méthode de recalage par éléments finis tridimensionnelle prenant en compte l'influence de l'anisotropie a été développée, et mise en oeuvre dans le cadre d'un essai plan-chaud en utilisant des mesures de champs de température par thermographie IR sur les faces libres de l'échantillon.
communication programmée pour mercredi matin 11H50 salle O

n° 646 Règles de conception à puissance maximale de cascades à plusieurs cycles irreversibles

Mohand Ait-Ali
Ecole Nationale Supérieure Polytechnique
Les cascades de cycles thermomécaniques utilisent un potentiel de température donné pour atteindre des objectifs opposés de puissance en réfrigération et en conversion d'énergie. Bien que mieux connues en liquéfaction de gaz naturel, elles peuvent aussi intégrer la production de puissance et la regazéification de GNL dans les terminaux de réception. Ce concept d'intégration énergétique est analysé ici et ses performances potentielles évaluées à l'aide de règles de conception optimales obtenues pour des cascades à plusieurs cycles irréversibles; le rendement global envisageable à puissance maximale peut atteindre les 70% pour une puissance de 26 kW par unité de conductance thermique.
communication programmée pour mercredi après midi 13H40 salle O

n° 982 Modélisation du comportement au feu d’un stratifié par calcul de pyrolyse : approche combinée expérience-simulation

Damien Marquis Michel Pavageau Eric Guillaume Lucas Bustamante Valencia
Laboratoire National de métrologie et d'Essais (LNE)
En cas d'incendie sur un navire, les cloisons en matériaux composites, constituent un terme source dont il faut pouvoir prévoir le comportement et la contribution à la propagation du feu. On présente les résultats d’une étude expérimentale du comportement au feu d’un matériau, sur des bancs d'essai de taille croissante, puis la simulation de ces essais à l'aide du code LES FDS5 avec calcul de pyrolyse, pour validation. L’intérêt de ce préalable à une simulation incendie complète est discuté.
communication programmée pour mercredi après midi 14H00 salle O

n° 1175 Echange de chaleur convectifs dans l'entrefer d'un système rotor-stator discoïde soumis à un jet - Influence du diamètre du jet

Julien Pellé Souad Harmand
Laboratoire de Mécanique et Energétique
Ce travail porte sur l’étude expérimentale des transferts convectifs dans l’entrefer ouvert d’un système rotor stator. Le rotor est refroidi à l’aide de l’impact d’un jet d’air. Les nombres de Nusselt sont déterminés localement sur la surface du disque en rotation, par thermographie infrarouge. Cette communication porte sur l’étude de l’influence du diamètre du jet sur le refroidissement du rotor.
communication programmée pour mercredi après midi 14H20 salle O

n° 900 Analyse thermo-mécanique d'un prototype de stockage hybride (solide-gazeux) d'hydrogène

David Chapelle Olivier Gillia Marko Feldic
DMA, FEMTO ST
Dans cette communication, nous présentons une part de nos travaux dédiés au stockage hybride de l'hydrogène, combinant stockage solide et stockage gazeux. La conception d'enveloppes robustes permettant de contenir cette solution de stockage nécessite une compréhension fine des phénomènes d’hydruration. Notre approche se concentre sur les échanges thermiques. Le logiciel Comsol est ensuite utilisé pour rendre compte des évolutions de température au cours des réactions d'hydruration.
communication programmée pour mercredi après midi 14H40 salle O

n° 747 Un nouveau protocole pour la calorimétrie modulée par induction électromagnétique

Jacqueline Etay Pascal Schetelat
CNRS-SIMAP-EPM
La lévitation électromagnétique peut être utilisée en calorimétrie modulée pour atteindre la capacité calorifique et la conductivité thermique d’alliages métalliques. Actuellement, cette technique nécessite de nombreux réglages préliminaires. Exempt de tels réglages, un protocole original de mise en œuvre et d’analyse du signal de l’appareil, augmentant considérablement ses performances, est présenté et validé.
communication programmée pour mercredi après midi 15H00 salle O

n° 572 Jets impactants à masse volumique variable

Julien Dubois Muriel Amielh Fabien Anselmet Olivier Gentilhomme
IRPHE
Cette étude expérimentale a pour objet d'identifier et de quantifier les principaux paramètres qui influencent la dispersion d'une fuite gazeuse en présence d’un obstacle dans la région de développement du jet de fuite. Le mélange avec l’air ambiant d’un jet d’hélium impactant est ainsi analysé par la méthode BOS (Background Oriented Schlieren) qui permet de mesurer le champ de masse volumique.
communication programmée pour jeudi matin 10H00 salle O

n° 817 Influence des défauts des trous d’injection sur l’efficacité du refroidissement par film

Abbes Azzi Fadéla Nemdili Bassam Ali Jubran
USTO, Faculté de Génie Mécanique
La présente étude concerne un cas d’interaction entre un jet se développant perpendiculairement à un écoulement transversal. L’application directe d’une telle configuration se trouve principalement dans les systèmes de refroidissement par film appliqués aux aubes des turbines à gaz. En premier lieu une validation du modèle mathématique est effectuée à travers la comparaison des résultants numériques obtenus pour une configuration de base à ceux d’une étude expérimentale. L’étude est complétée par une investigation paramétrique incluant aussi bien l’effet de la taille de l’obstruction que sa position à l’intérieur du trou d’injection. Dans un premier temps, la structure des écoulements secondaires et les contours de l’efficacité de refroidissement sont présentés et discutés sur plusieurs plans transversaux. Ensuite, l’évolution longitudinal de l’efficacité de refroidissement ainsi que sa moyenne surfacique sont présentées et discutées pour plusieurs cas. Les résultats numériques ont montrés que l’efficacité de refroidissement diminue dangereusement avec l’augmentation de la taille de l’obstruction et qu’à partir de 50% d’obstruction la protection thermique de la surface de l’aube se trouve diminuée de plus de la moitié. D’autre part la position de l’obstruction à l’intérieur du trou d’injection a aussi un effet d’autant plus important que l’obstruction est proche de l’orifice d’injection
communication programmée pour jeudi matin 10H20 salle O

n° 843 Solutions analytiques du panache massique rond turbulent formé par le rejet continu d'un fluide de faible masse volumique en champ libre, dans un fluide ambiant au repos et non stratifié

Ghislain Michaux Olivier Vauquelin
LEPTIAB, Université de La Rochelle
Nous nous intéressons ici à l'évolution avec l'altitude des variables principales du panache massique se développant au-dessus d'une source de rejet circulaire (rayon, vitesse verticale et masse volumique). L'originalité de l'approche théorique proposée est qu'elle permet d'exprimer ces variables en fonction d'un seul paramètre, appelé fonction panache. Ainsi, la détermination de l'évolution de cette fonction avec l'altitude nous permet de déduire celles des variables principales du panache.
communication programmée pour jeudi matin 10H40 salle O

n° 1428 Conférence d'ouverture : Convection thermosolutale en cavité partiellement poreuse

Benoît Goyeau Dominique Gobin
Laboratoire EM2C, UPR 288
Les phénomènes de transfert de chaleur et de masse au sein de configurations partiellement poreuses sont particulièrement importants à étudier compte tenu du grand nombre d’applications industrielles ou environnementales où elles sont présentes. Dans la plupart des cas, la convection naturelle d’origine thermique et/ou solutale joue un rôle déterminant sur les transferts en présence. Cependant, la grande majorité des travaux en cavités partiellement poreuses concerne la convection naturelle d’origine thermique, la convection double diffusive étant essentiellement documentée dans des configurations totalement poreuses. Cette communication est destinée à combler en partie ce manque en présentant quelques résultats concernant la convection thermosolutale en cavité partiellement poreuse. L’une des difficultés rencontrée dans ce type de configuration réside dans la modélisation macroscopique des transferts au sein de la région interfaciale. Une présentation générale de l’état d’avancement des travaux en cours sur cet aspect fera l’objet de la première partie de cette communication. Les modèles à un et deux domaines seront détaillés en mettant l’accent sur la nature des conditions limites interfaciales du modèle à deux domaines. Deux configurations seront ensuite étudiées numériquement. Dans un premier temps, le cas de la convection thermosolutale au sein d’une cavité verticale partiellement poreuse (les gradients de température étant orthogonaux à la gravité) sera considéré. L’accent sera mis sur l’influence des paramètres de la couche poreuse (épaisseur, perméabilité,…) sur les transferts de masse et de chaleur adimensionnés, ce dernier présentant un comportement non monotone en fonction du nombre de Darcy. Dans un deuxième temps, une étude de stabilité linéaire est réalisée dans le cas d’une couche horizontale partiellement poreuse, chauffée par le bas et soumise à des gradients de concentration stabilisants ou non. Comme dans le cas purement thermique, les résultats mettent en évidence la nature bimodale des courbes de stabilité marginale. Aux faibles nombres d’ondes l’écoulement convectif occupe l’ensemble de la cavité (« mode poreux ») alors que des perturbations aux grands nombres d’onde conduisent à des écoulements confinés au sein de la région fluide (« mode fluide »). Cependant, pour des nombres de Rayleigh négatifs, l’apparition de la convection thermosolutale est caractérisée par un écoulement multi-cellulaire au sein de la région fluide, les nombres de Rayleigh positifs correspondant au mode poreux.
communication programmée pour jeudi matin 11H20 salle O

n° 596 Etude numérique du transfert de chaleur convectif dans un arbre fractal

Aymeric Lamorlette Olivier Séro-Guillaume Didier Calogine Anthony Collin
LEMTA
Dans le contexte de la recherche sur les feux de forêts, le transfert d'énergie entre une structure végétale et le milieu environnant doit être connu. En effet, lorsqu'un végétal brûle, l'hypothèse d'un équilibre thermique local ne peut être faite. Une étude numérique est donc menée sur une couronne d'arbre pour évalué le transfert thermique global entre phases. La couronne est générée à l'aide de fractals. Une corrélation sur le nombre de Stanton a alors pu être établie.
communication programmée pour jeudi matin 12H00 salle O

n° 535 Coupling chemical reactions with mass transfer around a bubble rising in molten glass

Vincent Sarrot Marion Perrodin Eric Climent Frank Pigeonneau
Institut de Mécanique des Fluides de Toulouse
During glass production, chemical reactions produce small gas bubbles in molten glass. Bubbles are so small and molten glass is so viscous that they may be captured during solidification of the glass leading to defects in the end-product. Adding new reactive species in glass contributes to eliminate these tiny bubbles. In the present study, numerical simulations have been achieved coupling, around a single bubble rising freely in molten glass, mass transfer and chemical reactions.
communication programmée pour jeudi matin 12H20 salle O

n° 301 Détermination des propriétés hydrodynamiques des mousses alvéolaires anisotropes par CFD

Pierre Magnico
Laboratoire de génie des procédés catalytiques
Les propriétés hydrodynamiques de mousses alvéolaires anisotropes ont été étudiées en régime de Stokes et en régime inertiel. A partir d'une image tomographique 3D d'un échantillon et du champ local de vitesse calculé par DNS, le tenseur de perméabilité apparente (étendue au régime inertiel) a été analysée et l'équation de Brinkman-Forchheimer validée.
communication programmée pour jeudi après midi 14H00 salle O

n° 1378 Sur la réduction de la section d’ouverture du diaphragme générant l’onde de choc dans un tube à choc

Hafeda Benosman Alexandre Massol Christian Mariani Georges Jourdan Lazhar Houas
IUSTI UMR CNRS 6595
Un tube à choc est constitué de deux chambres séparées par un diaphragme dont la rupture, sous l’effet d’une brusque augmentation de la pression dans la première chambre, engendre une onde de choc se propageant dans la seconde. Le présent travail expérimental consiste en l’utilisation de différentes sections d’ouverture du diaphragme de rupture pour déterminer dans quels cas le système d’ondes ainsi créé est perturbé au point de ne plus engendrer une onde de choc.
communication programmée pour jeudi après midi 14H20 salle O

n° 1290 Étude de l’influence du flux de chauffage de la source génératrice d’un incendie évoluant dans un milieu semi-confiné

Hatem Saafi Taoufik Naffouti Rejeb Ben Maad
LETTM, Faculté des Sciences de Tunis
On présente une étude expérimentale d’un écoulement de convection naturelle simulant des incendies évoluant dans un milieu semi confiné en étudiant l’effet de la variation de la puissance de chauffage de la source génératrice du panache thermique. On a fait une visualisation puis étudier les champs thermique et dynamique. Afin de consolider les résultats trouvés et mieux cerner la structure de l’écoulement, on a effectué une analyse des spectrales de fluctuation de température.
communication programmée pour jeudi après midi 14H40 salle O

n° 532 Transport turbulent dans le plasma et bord d'un tokamak: modélisation numérique fluide des couches limites

Livia Isoardi Guillaume Chiavassa Guido Ciraolo Pierre Haldenwang Eric Serre
Laboratoire M2P2
Le transport dans le plasma de bord d’un tokamak joue un rôle crucial pour les propriétés de confinement et donc les performances du réacteur. La géométrie considérée est celle d’un plasma de limiteur dans laquelle on s'intéresse à un modèle minimal couplant densité et quantité de mouvement parallèle. Des résultats numériques 2D et 3D seront présentés montrant l’interaction cœur/SOL.
communication programmée pour jeudi après midi 15H00 salle O