Analyse expérimentale et modélisation du transfert de matière et du ...
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Chapitre 3 : Expérimentation <strong>et</strong> résultats3.2.3 Traitements <strong>de</strong>s signauxLes traitements <strong>de</strong>s signaux issus <strong>de</strong>s mesures par anémométrie à film chaud <strong>et</strong> par son<strong>de</strong>à fibre optique double ont été mis en œuvre à l’IMFT lors d’étu<strong>de</strong>s préalables. La prise enmain <strong>de</strong>s algorithmes <strong>de</strong> traitement a constitué une partie conséquente <strong>de</strong> ce travail. On vadonc présenter les principaux points <strong>de</strong> ces traitements en faisant référence aux travauxantérieurs. Le traitement <strong>de</strong>s signaux <strong>de</strong> la microson<strong>de</strong> à oxygène pour la mesure <strong>de</strong> laconcentration moyenne d’oxygène dissous dans l’eau est très simple, mais comme il<strong>de</strong>man<strong>de</strong> une procé<strong>du</strong>re d’étalonnage nous la présenterons.3.2.3.1 Mesure <strong>du</strong> taux <strong>de</strong> présence, <strong>de</strong> la vitesse <strong>et</strong> <strong>du</strong> diamètre <strong>de</strong>sbullesL’extraction <strong>de</strong> l’information <strong>de</strong>s signaux issus <strong>de</strong> la son<strong>de</strong> à fibre optique double enécoulement diphasique à bulles a fait l’obj<strong>et</strong> <strong>de</strong> nombreux travaux. A l’IMFT, les travaux<strong>de</strong> Roig (1993), <strong>de</strong> Kamp (1996) <strong>et</strong> <strong>de</strong> Larue <strong>de</strong> Tournemine (2001) ont abouti à proposerles algorithmes <strong>de</strong> traitement <strong>du</strong> signal <strong>de</strong> la son<strong>de</strong> à fibre optique double utilisés dans c<strong>et</strong>ravail. On trouve dans la thèse <strong>de</strong> Larue <strong>de</strong> Tournemine (2001) une étu<strong>de</strong> détaillée surc<strong>et</strong>te technique <strong>de</strong> mesure. C<strong>et</strong>te technique perm<strong>et</strong> <strong>de</strong> mesurer le taux <strong>de</strong> vi<strong>de</strong>, la vitessemoyenne <strong>de</strong>s bulles ainsi que les diamètres <strong>de</strong> bulles. Cependant, on trouve dans lalittérature d’autres types <strong>de</strong> son<strong>de</strong> optiques, Mud<strong>de</strong> & Saito (2001) ont utilisé une son<strong>de</strong> àquatre fibres optiques pour la mesure <strong>de</strong>s caractéristiques hydrodynamiques <strong>de</strong>s bullesdans <strong>de</strong>s écoulements en colonnes à bulles <strong>et</strong> en con<strong>du</strong>ites. Trois pointes <strong>de</strong> la son<strong>de</strong>constituent, dans un même plan perpendiculaire au sens <strong>de</strong> l’écoulement, un triangleéquilatéral <strong>de</strong> longueur 1.5 mm. La quatrième pointe (centrale) est placée dans le centre<strong>de</strong> gravité <strong>de</strong> ce triangle mais plus longue que les autres pointes <strong>de</strong> 0.5 cm. La son<strong>de</strong>centrale perm<strong>et</strong> d’avoir le taux <strong>de</strong> vi<strong>de</strong> <strong>et</strong> avec une analyse <strong>de</strong> différents signaux <strong>de</strong> quatrefibres simultanément, on a accès aux diamètres <strong>de</strong>s bulles <strong>et</strong> leurs vitesses.La son<strong>de</strong> à fibre optique double délivre <strong>de</strong>ux tensions correspondant respectivement àchacune <strong>de</strong>s <strong>de</strong>ux fibres. Les tensions sont converties en <strong>de</strong>ux signaux binaires enappliquant un seuil. Si le signal est au <strong>de</strong>ssus <strong>du</strong> seuil, la valeur est prise égale à 1 <strong>et</strong> lason<strong>de</strong> témoigne <strong>de</strong> la présence <strong>du</strong> gaz au point <strong>de</strong> mesure. Sinon la valeur est prise égale à0 <strong>et</strong> est révélatrice <strong>de</strong> la présence <strong>du</strong> liqui<strong>de</strong>. On peut ainsi, estimer la fonctioncaractéristique <strong>de</strong> présence <strong>de</strong> la phase gazeuse définie par :χ G( x,t)= 1 si <strong>du</strong> gaz= 0 sinonLe taux <strong>de</strong> vi<strong>de</strong> associé est défini suivant la formule :n∑i=1(3.1)α = t iG/ T(3.2)61