Analyse expérimentale et modélisation du transfert de matière et du ...
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Chapitre 5 : Conclusion généralecorrectement ces écoulements. Il y a plusieurs conditions nécessaires à cela. Tout d’abordl’intro<strong>du</strong>ction d’un modèle <strong>de</strong> turbulence à <strong>de</strong>ux échelles <strong>de</strong> temps est nécessaire. Cemodèle prend en compte les eff<strong>et</strong>s spécifiques <strong>de</strong>s bulles sur la modification <strong>de</strong> laturbulence, via <strong>de</strong>s modifications <strong>de</strong>s mécanismes <strong>de</strong> base. Ensuite, il s’agit <strong>de</strong> repro<strong>du</strong>irecorrectement la distribution <strong>de</strong>s bulles <strong>et</strong> leur vitesse relative, ce qui nécessite <strong>de</strong>s loisd’échange <strong>de</strong> quantité <strong>de</strong> mouvement aux interfaces adaptées. Enfin, <strong>du</strong> point <strong>de</strong> vue <strong>de</strong>schamps <strong>de</strong> concentration prévus par le modèle, leur qualité dépend fortement <strong>de</strong>s loisd’échange aux interfaces. Ces lois sont assez mal connues en écoulement turbulent àbulles, <strong>et</strong> dans notre travail nous n’avons pu que constater que l’une <strong>de</strong>s lois issues <strong>de</strong> lalittérature semblait particulièrement bien adaptée à nos régimes d’écoulements (Brauer,1979). La distribution <strong>de</strong>s concentrations est également sensible à son transport diffusif,mais <strong>de</strong> ce point <strong>de</strong> vue nous n’avons testé qu’une loi <strong>de</strong> diffusion analogue à celle <strong>de</strong>sgran<strong>de</strong>urs scalaires <strong>du</strong> modèle <strong>de</strong> turbulence existant. Un travail annexe sur le transportturbulent en écoulement monophasique constitue une première piste pour essayer <strong>de</strong>comprendre comment aller vers d’autres modèles <strong>de</strong> diffusion turbulente d’un scalaire enécoulement à bulles en s’appuyant sur une modélisation <strong>de</strong>s équations <strong>de</strong> transport <strong>de</strong>sflux turbulents <strong>du</strong> scalaire.J’ai mené ce travail <strong>de</strong> thèse entre <strong>de</strong>ux rives <strong>de</strong> la Méditerranée. J’ai à peu près partagémon temps entre l’ENIT <strong>et</strong> l’IMFT, ce qui a <strong>de</strong>mandé une organisation particulière <strong>de</strong> c<strong>et</strong>ravail. Cela m’a parfois amené à faire <strong>de</strong>s choix, liés notamment à l’inertie <strong>de</strong> la remiseen route d’une installation expérimentale au <strong>de</strong>là <strong>de</strong> 3 à 6 mois d’arrêt <strong>de</strong> fonctionnement.Certaines pistes ouvertes <strong>du</strong>rant ce travail n’ont ainsi pas forcément abouti, d’autres nesont pas inclues, faute <strong>de</strong> temps, dans ce manuscrit (analyse spectrale <strong>de</strong>s signaux <strong>de</strong>vitesse en phase liqui<strong>de</strong> par exemple). J’ai réalisé <strong>de</strong>s expériences dans une configurationprésentant un cisaillement en entrée plus intense que dans les cas présentés ici, <strong>et</strong> à faibl<strong>et</strong>aux <strong>de</strong> vi<strong>de</strong> (1.2%). L’objectif <strong>de</strong> ces mesures complémentaires est <strong>de</strong> voir si le <strong>transfert</strong><strong>de</strong> masse pourrait être mo<strong>du</strong>lé <strong>de</strong> manière marquée par <strong>de</strong>s variations <strong>de</strong>s échelles <strong>de</strong> laturbulence en écoulement à bulles, celles-ci variant <strong>de</strong> façon schématique <strong>de</strong>s échellespro<strong>du</strong>ites uniquement par le cisaillement moyen aux échelles liées au mouvement relatif<strong>de</strong>s bulles. Ces mesures réalisées en fin <strong>de</strong> thèse n’ont pas encore été analysées.D'autre part <strong>et</strong> compte tenu <strong>de</strong> l'importance <strong>de</strong> la distribution <strong>de</strong>s tailles <strong>de</strong>s bulles dansles phénomènes <strong>de</strong> <strong>transfert</strong> en milieu gaz-liqui<strong>de</strong>, il nous paraît indispensable, à terme,<strong>de</strong> prendre en compte la distribution <strong>de</strong>s diamètres pour mieux préciser la formulation <strong>de</strong>sforces interfaciales <strong>et</strong> aboutir à une meilleure représentation <strong>de</strong> la distribution <strong>de</strong>s bulles.Pour y parvenir il faudrait construire <strong>de</strong>s modèles à N+1 flui<strong>de</strong>s (N dispersions <strong>de</strong> taillesdifférentes <strong>et</strong> la phase continue). Une telle démarche mécaniste, bien que théoriquementenvisageable, pose le problème <strong>de</strong> la modélisation <strong>de</strong>s interactions entre la phase continue<strong>et</strong> les différentes classes <strong>de</strong> la dispersion (interactions avec le champ moyen <strong>et</strong> fluctuant)<strong>et</strong> la <strong>de</strong>scription <strong>de</strong>s échanges entre les N dispersions (interactions hydrodynamiques,153