Analyse expérimentale et modélisation du transfert de matière et du ...

Chapitre 5 : Conclusion généraleChapitre 5 :Conclusion généraleAu terme de ce travail, un bilan s’impose, avant d’explorer les perspectives.L’objectif scientifique de cette thèse était de démontrer la capacité d’un modèle Eulérienà deux fluides à reproduire le comportement hydrodynamique et les transferts ainsi que letransport de concentration dans un écoulement à bulles de zone de mélange turbulentesoumise à des effets de flottabilité. Il s’agissait notamment d’identifier les lois defermeture nécessaires, et de désigner les mécanismes importants pour reproduire lescaractéristiques d’un écoulement proche de configurations industrielles.Pour mener à bien cette recherche nous avons réalisé tout d’abord un travail d’explorationet d’analyse expérimentale. Ce travail a été conçu pour explorer des écoulementsturbulents gaz-liquide, qui mettent en jeu des phénomènes de mélange et de transfert dematière. Nous nous sommes intéressés à des écoulements turbulents, dans lesquels letransfert de masse est contrôlé par la phase liquide, et où les bulles ont un mouvementrelatif à grand nombre de Reynolds (de l’ordre de 100-600). Nous avons choisi d’étudierdeux écoulements proches de situations industrielles et suffisamment contrastés, avec destaux de vide allant de 2 à 11%, pour permettre de donner des poids différents aux diversmécanismes qui interviennent dans le transfert de masse et le mélange. Ces expériencesont été réalisées sur une installation de l’IMFT construite au cours de la thèse de Larue deTournemine (2001). Plusieurs techniques de mesure ont été mises en œuvre pourcaractériser, par des mesures locales, l’hydrodynamique dans les deux phases et le champde concentration en oxygène dissous dans l’eau. Ainsi, une base de donnée complète etdétaillée a été constituée. Elle est d’ailleurs fournie en annexe.Dans ces écoulements de référence les mécanismes respectifs de production de laturbulence et de la pseudo turbulence sont contrastés. Ils sont donc particulièrementintéressants du point de vue de la validation des modèles de turbulence et de transfert demasse en écoulements gaz-liquide à bulles.La simulation numérique de ces écoulements a, ensuite, permis de montrer que le modèleEulérien à deux fluides développé à l’ENIT et à l’IMFT est à même de reproduire152