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

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