Analyse expérimentale et modélisation du transfert de matière et du ...
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Chapitre 3 : Expérimentation <strong>et</strong> résultatsDeux autres techniques d’analyse supplémentaires appliquées au signal issu <strong>du</strong> filmchaud sont également utilisées pour analyser la structure <strong>du</strong> champ <strong>de</strong>s vitesses <strong>du</strong>liqui<strong>de</strong> : une moyenne <strong>de</strong> phase <strong>de</strong>s vitesses autour <strong>de</strong>s bulles perm<strong>et</strong> d’analyser laperturbation <strong>de</strong> vitesse liée au passage <strong>de</strong> bulles ; <strong>et</strong> la définition <strong>de</strong> statistiquesconditionnelles dans la phase liqui<strong>de</strong> en éliminant le signal proche <strong>de</strong>s bulles, perm<strong>et</strong>d’examiner l’agitation dans le domaine interstitiel où apparaissent <strong>de</strong>s spécificitésdifférentes <strong>de</strong> l’agitation qui résulte d’interactions hydrodynamiques entre les sillages <strong>de</strong>sbulles <strong>et</strong> la turbulence pré-existante.<strong>Analyse</strong> <strong>de</strong> la perturbation <strong>de</strong> vitesse au voisinage d’une bulle par moyenne <strong>de</strong> phase :La moyenne <strong>de</strong> phase est un outil <strong>de</strong> traitement <strong>de</strong> signal qui perm<strong>et</strong> d’extraire uneinformation noyée dans <strong>du</strong> bruit. C<strong>et</strong>te technique a été inspirée <strong>de</strong>s travaux <strong>de</strong> traitement<strong>de</strong> signal portant sur la turbulence monophasique suite à la mise en évi<strong>de</strong>nce <strong>de</strong> structurescohérentes au sein d’écoulements turbulents (Winant <strong>et</strong> al., 1974 ; Browand <strong>et</strong> al., 1976).Larue <strong>de</strong> Tournemine (2001) a appliqué c<strong>et</strong> outil <strong>de</strong> remise en phase pour extraire lapartie cohérente d’un signal complexe présent dans les écoulements diphasiques. C<strong>et</strong>t<strong>et</strong>echnique est exposée en détail dans la thèse <strong>de</strong> Larue <strong>de</strong> Tournemine (2001) <strong>et</strong> dansl’article <strong>de</strong> Roig & Larue <strong>de</strong> Tournemine (2007).La technique <strong>de</strong> remise en phase nous perm<strong>et</strong> d’obtenir une moyenne <strong>de</strong> phase <strong>du</strong> champ<strong>de</strong> vitesse engendrée autour <strong>de</strong> chaque bulle. Il est nécessaire pour appliquer c<strong>et</strong>t<strong>et</strong>echnique <strong>de</strong> bien repérer les temps d’arrivée <strong>et</strong> <strong>de</strong> départ <strong>de</strong>s bulles. Ainsi, une moyenne<strong>de</strong> phase à l’amont <strong>et</strong> à l’aval <strong>de</strong> la bulle est calculée. La référence <strong>de</strong> phase pour l’amont<strong>de</strong> la bulle est le point A (figure 3.6) <strong>et</strong> la prise <strong>de</strong> moyenne se fait à rebours. Pour l’aval<strong>de</strong> la bulle, c’est le point D qui représente la référence <strong>de</strong> phase. La prise <strong>de</strong> moyenne sefait, soit sur un intervalle <strong>de</strong> temps constant <strong>de</strong> longueur T à partir <strong>du</strong> point D, soit sur unintervalle compris entre le point D <strong>et</strong> le point A <strong>de</strong> la bulle suivante, comme illustré sur lafigure 3.6.Figure 3. 6 : Moyenne <strong>de</strong> phase dans le sillage <strong>de</strong>s bulles. Pointillés noir : signal sur une <strong>du</strong>rée fixe T.Pointillés gris : signal entre <strong>de</strong>ux interfaces successives (Larue <strong>de</strong> Tournemine, 2001).65