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

Chapitre 3 : Expérimentation et résultatssondes. Dans la deuxième partie on présente les deux cas d’étude, puis on discute lesrésultats expérimentaux. Cette discussion repose sur l’analyse du développement del’écoulement décrit par des profils de grandeurs statistiques.3.2 Description de l’installation expérimentale3.2.1 Installation expérimentaleLes expériences sont faites dans une installation expérimentale développée durant la thèsede Larue de Tournemine (2001). Cette installation a été conçue pour réaliser desécoulements diphasiques gaz liquide à bulle jusqu’à de fort taux de vide. Deux typesd’écoulements ascendants peuvent être réalisés dans cette installation : un écoulementhomogène et un écoulement de type couche de mélange avec flottabilité. L’installationcomporte une veine de mesure, en plexiglas, de hauteur 3.1 m et de section rectangulaire(15 cm x 30 cm) (Figure 3.1). Cette veine est alimentée par deux circuits d’eauindépendants et par deux circuits de gaz également indépendants. Les circuits d’eaufonctionnent en boucle fermée à partir d’une cuve souterraine de capacité 400 m 3 . Grâce àsa grande inertie thermique, cette cuve permet de maintenir une température de l’eaustable durant une journée (0.2°C de variation).Une cuve de tranquillisation précède la veine de mesure. Elle est prolongée par un2convergent dont la section inférieure a pour dimension ( 0.8 x 1m ) et la section2supérieure ( 0.30 x 0.15 m ). Une plaque verticale sépare cette cuve ainsi que leconvergent en deux caissons alimentés de manière indépendante en eau et en air.L’épaisseur de cette plaque est de 2.5 mm. Une première grille (Coefficient de passage32%, trous de 8 mm de diamètre) est installée entre la cuve et le convergent pour «casser»les éventuels mouvements à grande échelle qui pourraient avoir lieu dans la cuve.Un carter situé sur le côté de la veine de mesure abrite les systèmes mécaniques quipermettent les déplacements horizontaux et verticaux des sondes intrusives au sein ducanal. Les trois sondes (film chaud, sonde à fibre optique double et une microsonde àoxygène) sont montées sur un porte sonde en forme d’aile pour minimiser les effetsd’interaction avec l’écoulement.Le système d’axe utilisé tout au long de ce travail est représenté sur la Figure 3.1.L’origine du repère coïncide avec l’extrémité supérieure de la plaque de séparation, elleest centrée par rapport à l’envergure de la plaque. L’axe des x est aligné avec la verticaleet dirigé vers le haut. L’axe des y est aligné avec l’horizontale, il est dirigé vers le carterde déplacement des sondes. L’axe Oz correspond à un déplacement dans le sens de laprofondeur du canal.55