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

Chapitre 3 : Expérimentation et résultats3.2.3 Traitements des signauxLes traitements des signaux issus des mesures par anémométrie à film chaud et par sondeà fibre optique double ont été mis en œuvre à l’IMFT lors d’études préalables. La prise enmain des algorithmes de traitement a constitué une partie conséquente de ce travail. On vadonc présenter les principaux points de ces traitements en faisant référence aux travauxantérieurs. Le traitement des signaux de la microsonde à oxygène pour la mesure de laconcentration moyenne d’oxygène dissous dans l’eau est très simple, mais comme ildemande une procédure d’étalonnage nous la présenterons.3.2.3.1 Mesure du taux de présence, de la vitesse et du diamètre desbullesL’extraction de l’information des signaux issus de la sonde à fibre optique double enécoulement diphasique à bulles a fait l’objet de nombreux travaux. A l’IMFT, les travauxde Roig (1993), de Kamp (1996) et de Larue de Tournemine (2001) ont abouti à proposerles algorithmes de traitement du signal de la sonde à fibre optique double utilisés dans cetravail. On trouve dans la thèse de Larue de Tournemine (2001) une étude détaillée surcette technique de mesure. Cette technique permet de mesurer le taux de vide, la vitessemoyenne des bulles ainsi que les diamètres de bulles. Cependant, on trouve dans lalittérature d’autres types de sonde optiques, Mudde & Saito (2001) ont utilisé une sonde àquatre fibres optiques pour la mesure des caractéristiques hydrodynamiques des bullesdans des écoulements en colonnes à bulles et en conduites. Trois pointes de la sondeconstituent, dans un même plan perpendiculaire au sens de l’écoulement, un triangleéquilatéral de longueur 1.5 mm. La quatrième pointe (centrale) est placée dans le centrede gravité de ce triangle mais plus longue que les autres pointes de 0.5 cm. La sondecentrale permet d’avoir le taux de vide et avec une analyse de différents signaux de quatrefibres simultanément, on a accès aux diamètres des bulles et leurs vitesses.La sonde à fibre optique double délivre deux tensions correspondant respectivement àchacune des deux fibres. Les tensions sont converties en deux signaux binaires enappliquant un seuil. Si le signal est au dessus du seuil, la valeur est prise égale à 1 et lasonde témoigne de la présence du gaz au point de mesure. Sinon la valeur est prise égale à0 et est révélatrice de la présence du liquide. On peut ainsi, estimer la fonctioncaractéristique de présence de la phase gazeuse définie par :χ G( x,t)= 1 si du gaz= 0 sinonLe taux de vide associé est défini suivant la formule :n∑i=1(3.1)α = t iG/ T(3.2)61