CE TRAVAIL EXPERIMENTAL EST CONSACRE A L'ETUDE DE JETS D'AIR PLANS, NON ISOTHERMES, VERTICAUX, EN REGIME DE CONVECTION MIXTE FAVORABLE. IL S'AGIT D'OBSERVER ET DE QUANTIFIER L'INFLUENCE D'UNE CONDITION INITIALE D'INJECTION, A SAVOIR LA FORME DU PROFIL DE VITESSE MOYENNE EN SORTIE DE BUSE DE SOUFFLAGE, SUR LES GRANDEURS QUI CARACTERISENT LE DEVELOPPEMENT DU JET : DEBIT D'ENTRAINEMENT, DEBIT DE QUANTITE DE MOUVEMENT, EPANOUISSEMENT, INTENSITE DE TURBULENCE. ON PRESENTE D'ABORD LE DISPOSITIF EXPERIMENTAL ELABORE QUI COMPREND DEUX PARTIES ESSENTIELLES : UN CIRCUIT DE VENTILATION REGULE EN TEMPERATURE ET UNE BUSE DE SOUFFLAGE, D'UN CONCEPT ORIGINAL, PERMETTANT DE MAITRISER LES CONDITIONS DYNAMIQUES D'INJECTION (FORME DU PROFIL DE VITESSE). ON PRESENTE ENSUITE LES RESULTATS DES MESURES DE VITESSE ET DE TEMPERATURE OBTENUS POUR DIFFERENTES VALEURS DES PARAMETRES, A SAVOIR LE NOMBRE DE REYNOLDS, LE NOMBRE D'ARCHIMEDE ET LA FORME DU PROFIL DE VITESSE. UNE ETUDE COMPARATIVE EST MENEE ENTRE UN JET A PROFIL UNIFORME DE VITESSE ET UN JET AVEC UN PROFIL DE VITESSE DE FORME TRIANGULAIRE. CETTE ETUDE MONTRE LES DIFFERENCES DE COMPORTEMENT ENTRE LES DEUX JETS : LE DEBIT DE FLUIDE ENTRAINE AINSI QUE LES ANGLES D'EPANOUISSEMENT SONT PLUS IMPORTANTS LORSQUE LE PROFIL DE VITESSE EST UNIFORME. DE PLUS, LA REPARTITION DES NIVEAUX DE TURBULENCE DIFFERE TOTALEMENT : LES PICS D'INTENSITE DE TURBULENCE SE SITUENT EN BORD DE JET DANS LES COUCHES DE CISAILLEMENT POUR LE JET A PROFIL UNIFORME DE VITESSE, ALORS QUE POUR LE JET TRIANGULAIRE CEUX-CI SONT LOCALISES AU CENTRE DU JET. DES LOIS D'EVOLUTIONS SONT PROPOSEES POUR CHACUNE DES DIFFERENTES GRANDEURS ETUDIEES. CELLES-CI SONT TRES FORTEMENT DEPENDANTES DE LA VALEUR DU NOMBRE D'ARCHIMEDE DANS LE CAS DU JET PLAT. CETTE SENSIBILITE AUX EFFETS THERMIQUES N'EST PAS OBSERVEE AVEC LE JET TRIANGULAIRE. L'ETUDE S'ACHEVE PAR UNE APPROCHE ORIGINALE DES CARACTERES INSTATIONNAIRES DES JETS, AU MOYEN D'ANALYSES SPECTRALES ET DE DIAGRAMMES DE CORRELATION.

Ce mémoire présente l'étude expérimentale d'un jet plan en régime de convection mixte favorable. Une méthode pour modifier par voie passive le mélange dynamique dans la zone d'établissement est proposée : elle consiste en l'introduction d'un petit cylindre à la naissance des deux couches de mélange, générant un sillage périodique. Les champs de vitesse moyenne obtenus par LDV permettent la caractérisation globale du jet. La visualisation par tomographie laser, associée à un procédé de traitement d'images développé par nos soins, donne accès au contour instantané du jet. Son comportement dynamique est étudié, par détection des spirales responsables de l'entraînement et par analyse fréquentielle. Les structures cohérentes sont extraites des champs instantanés de vitesse, issus de la PIV. Une étude statistique de cette population de tourbillons est réalisée. L'ensemble de ces outils d'analyse permet de quantifier l'impact des obstacles sur le mélange global et local : leur présence réduit les rouleaux transversaux, amplifie les filaments longitudinaux, sans modifier notablement le mélange.

Ce travail concerne l’étude du transfert thermique par ébullition au niveau d’une surface mobile refroidie par un jet d’eau plan, en régime transitoire. Cette étude s’inscrit dans un conteste industriel en vue de contrôler la cinétique de refroidissement des produits plats de la sidérurgie. Un dispositif expérimental original permettant de déterminer les courbes d’ébullition locales dans le cas d’une surface statique et d’une surface mobile a été mis en place. Les flux extraits sont mesurés de part et de d’autre de l’axe du jet jusqu’à une distance réduite x/l de 18, dans une gamme de sous refroidissements variant de 10 à 83 K, de vitesses de jet comprise entre 0,8 et 1,2 m/s et de ratios de vitesse variant de 0,3 à 1,25. L’incidence de ces paramètres sur les régimes d’ébullition a été mise en évidence à travers des corrélations établies. Les mesures ont confirmé dans le cas d’une surface statique, l’apparition d’un plateau de flux sous l’axe jet dans le régime d’ébullition de transition. Dans le cas d’une surface mobile, a été mise en évidence l’apparition d’un maximum de coefficient d’échange, en amont de l’axe du jet, dans le régime de convection monophasique. Dans le régime d’ébullition de transition, un maximum de flux critique a été observé en aval de l’axe du jet. Dans le régime d’ébullition en film, un minimum d’épaisseur de ce film est également observé en aval de l’axe du jet.

DEFINITION D'UNE ANALOGIE ENTRE TRANSFERTS DE CHALEUR ET QUANTITE DE MOUVEMENT TENANT COMPTE DES CARACTERISTIQUES PROPRES AU JET PARIETAL. ETUDE EXPERIMENTALE POUR DES NOMBRES DE REYNOLDS DE 7000 A 60000. DETERMINATION DU CHAMP DE VITESSES ET DU COEFFICIENT DE FROTTEMENT. REPARTITION DES TEMPERATURES LE LONG DE LA PAROI. ETUDE DE LA COUCHE LIMITE THERMIQUE. DETERMINATION DU NOMBRE DE NUSSELT. INTERPRETATION THEORIQUE DES RESULTATS