LES ECOULEMENTS CREES PAR UN ECART DE TEMPERATURE ENTRE LES CYLINDRES ET (OU) PAR LA ROTATION DU CYLINDRE INTERNE D'UNE CAVITE ANNULAIRE HORIZONTALE REMPLIE D'AIR (PR 0,7) ONT ETE ETUDIES NUMERIQUEMENT. LES EQUATIONS DE CONSERVATION ONT ETE RESOLUES PAR LA METHODE DES VOLUMES FINIS. EN CONVECTION NATURELLE, ON A D'ABORD SUPPOSE UNE STRUCTURE 2D LOIN DES COURONNES FERMANT L'ESPACE ANNULAIRE. SOUS CETTE HYPOTHESE, VERIFIEE EXPERIMENTALEMENT POUR DES CAVITES DE FAIBLE RAPPORT DES RAYONS (R

LES EQUATIONS INSTATIONNAIRES, INCOMPRESSIBLES DE NAVIER-STOKES, SONT RESOLUES PAR UNE METHODE DE TYPE VOLUMES FINIS, AFIN D'ETUDIER ET D'ANALYSER LES TRANSFERTS COUPLES DE QUANTITE DE MOUVEMENT, DE CHALEUR ET DE MASSE AU SEIN D'UN ECOULEMENT DE TYPE JET SEMI-CONFINE. DEUX ALGORITHMES DE RESOLUTION ONT ETE UTILISEES: LA METHODE DU LAGRANGIEN AUGMENTE ET UNE METHODE DE PROJECTION. L'ANALYSE PHYSIQUE DU COMPORTEMENT DU JET ISOTHERME MONO-CONSTITUANT MONTRE, POUR DES NOMBRES DE REYNOLDS COMPRIS ENTRE 10 ET 4000, L'EXISTENCE DE DEUX REGIMES D'ECOULEMENTS DIFFERENTS. UN REGIME STATIONNAIRE PRESENTANT UN MODE SYMETRIQUE OU ASYMETRIQUE, SUIVANT LA VALEUR DU REYNOLDS, ET UN REGIME INSTATIONNAIRE PERIODIQUE, DE TYPE ALLEE TOURBILLONNAIRE ALTERNEE DE VON-KARMAN. LA NATURE DE L'INSTABILITE DE JET QUI CONDUIT A CE REGIME PERIODIQUE AUTO-ENTRETENU EST ANALYSEE. DANS UN DEUXIEME TEMPS, NOUS AVONS ETUDIE LE CAS DU JET SOUMIS A UN GRADIENT THERMIQUE VERTICAL CONDUISANT A UN REGIME DE CONVECTION MIXTE DE TYPE RAYLEIGH-BENARD. NOUS NOUS SOMMES PRINCIPALEMENT ATTACHE A L'ANALYSE DE LA PHASE TRANSITOIRE OU L'INSTABILITE DONNE NAISSANCE A DES ROULEAUX TRANSVERSAUX, ET A L'INFLUENCE DU PARAMETRE DE FORME CARACTERISANT L'OUVERTURE DE PENETRATION DU JET PAR RAPPORT A LA LARGEUR DU DOMAINE. NOUS ETUDIONS ENSUITE LE CAS OU LE FLUIDE INJECTE ET LE FLUIDE AMBIANT, SONT DE NATURE DIFFERENTE. APRES AVOIR ABORDE LE CAS DU MELANGE, OU LES FLUIDES DIFFUSENT L'UN DANS L'AUTRE, NOUS AVONS DEVELOPPE UNE METHODE ORIGINALE, POUR LE TRAITEMENT DES ECOULEMENTS AVEC INTERFACE LORSQUE LES DEUX FLUIDES EN PRESENCE SONT IMMISCIBLES. ENFIN DANS UNE DERNIERE PARTIE, NOUS ENVISAGEONS LE PROBLEME COMPLEXE, OU L'ON A SUPERPOSITION D'UN GRADIENT THERMIQUE ET MASSIQUE DANS LE JET. DANS LA PHASE TRANSITOIRE, ON MONTRE DANS QUELLES MESURES, LES STRUCTURES THERMO-CONVECTIVES GENEREES PAR L'INSTABILITE DE RAYLEIGH-BENARD, SONT INFLUENCEES PAR LE GRADIENT DE CONCENTRATION

L'AUTEUR PRESENTE UNE ETUDE NUMERIQUE DES TRANSFERTS DE CHALEUR PAR CONVECTION NATURELLE ET MIXTE EN REGIME LAMINAIRE DANS UN ESPACE DELIMITE PAR DEUX CYLINDRES CONCENTRIQUES VERTICAUX. IL ANALYSE EGALEMENT L'INFLUENCE DE PROTUBERANCES SINUSOIDALES DISPOSEES SUR LES SURFACES EXTERIEURE ET INTERIEURE, SUR LES TRANSFERTS DE CHALEUR. L'AUTEUR COMPLETE CE MEMOIRE PAR UNE ETUDE NUMERIQUE ET EXPERIMENTALE DU MEME PHENOMENE DANS LA MEME CONFIGURATION MUNI CETTE FOIS-CI DE DEUX PROTUBERANCES SINUSOIDALES SUR LA SURFACE EXTERIEURE DU CYLINDRE INTERIEUR ET UNE AUTRE A FAIBLE AMPLITUDE SUR LA SURFACE INTERIEURE DU CYLINDRE EXTERIEUR. LA DISCRETISATION DES EQUATIONS QUI REGISSENT LES PHENOMENES EST BASEE SUR LA TECHNIQUE DES VOLUMES DE CONTROLE AUX DIFFERENCES FINIES. LE COUPLAGE ENTRE LA VITESSE ET LA PRESSION EST EFFECTUE A L'AIDE DE L'ALGORITHME SIMPLE. LES RESULTATS SONT PRESENTES SOUS FORME DE FONCTIONS DE COURANT, D'ISOTHERMES, DE PROFILS DE TEMPERATURE, DE VITESSES ET DE PRESSIONS ET SOUS FORME DE CORRELATIONS. ILS METTENT EN EVIDENCE LES EFFETS DES FORCES DE GRAVITATION SUR L'ECOULEMENT ET DE L'INTERACTION ENTRE CES FORCES ET LES FORCES CENTRIFUGES. LES PROTUBERANCES INTENSIFIENT LE TRANSFERT DE CHALEUR ET PERTURBENT L'ECOULEMENT. LES RESULTATS EXPERIMENTAUX CARACTERISES PAR UNE VISUALISATION DE L'ECOULEMENT EN UTILISANT DE LA FUMEE D'ENCENS ET PAR LES MESURES DE TEMPERATURES DE SURFACE DU CYLINDRE EXTERIEUR A L'AIDE DE THERMOCOUPLES ET D'UNE CAMERA DE THERMOGRAPHIE INFRAROUGE SONT EN BON ACCORD AVEC LES RESULTATS THEORIQUES

ETUDE NUMERIQUE, PAR INTEGRATION DES EQUATIONS DE NAVIER STOKES ECRITES EN VARIABLES DE HELMHOLTZ, POUR DE PETITS NOMBRES DE REYNOLDS AUTOUR D'UN CYLINDRE CIRCULAIRE. VISUALISATION NUMERIQUE DE L'ECOULEMENT, SUR LES ZONES D'ARRET ET DE SILLAGE. ETUDE DU REGIME DE COUCHE LIMITE LAMINAIRE; APPLICATION A L'ECOULEMENT AUTOUR D'UN DIEDRE. PROPOSITION D'UN TYPE DE SOLUTION EXACTE QUI S'ETEND AU CAS TRIDIMENSIONNEL ET QUI CORRESPOND A L'ECOULEMENT DE RECIRCULATION AUX POINTS D'ARRET

Lorsqu'on soumet une solution initialement homogène, constituée d'au moins deux espèces chimiques, à un gradient thermique, celui-ci engendre un transfert de matière au sein du mélange. Il en résulte la formation d'un gradient de concentration : ce phénomène est appelé thermodiffusion ou effet Soret. La thermodiffusion pure conduit à une très faible séparation des espèces. Le couplage de la thermodiffusion et de la convection naturelle appelée diffusion thermogravitationnelle peut conduire à une séparation des constituants du mélange beaucoup plus importante que celle induite par la thermodiffusion seule. Dans ce mémoire, nous proposons un nouveau dispositif de cellule thermogravitationnelle avec cavité rectangulaire horizontale, de grand rapport d'aspect, remplie d'un fluide binaire. Cette thématique qui consiste à mettre en mouvement, avec une vitesse uniforme la paroi supérieure (ou les parois supérieure et inférieure) de la cavité, permet de disposer de deux paramètres de contrôle que l'on peut faire varier indépendamment l'un de l'autre contrairement à ce qui est fait habituellement dans les colonnes de diffusion thermogravitationnelle où c'est le seul gradient thermique imposé qui induit l'importance de la thermodiffusion et celle du mouvement convectif. Nous avons étudié le problème en considérant deux types de conditions aux limites au niveau des parois horizontales : Températures constante et flux de chaleur constant et uniforme. Le problème considéré dépend de six paramètres adimensionnels, le rapport d'aspect A, le nombre de Lewis Le, le nombre de Prandtl Pr, le facteur de séparation ?, et les deux paramètres de contrôle, à savoir le nombre de Rayleigh thermique et le nombre de Péclet. Nous avons déterminé analytiquement la séparation (la différence des fractions massiques entre les deux extrémités de la cellule) en fonction du nombre de Péclet et du nombre de Rayleigh. Des simulations numériques directes, 2D et 3D, ont montré un très bon accord entre les résultats numériques et analytiques. Nous avons également étudié la stabilité linéaire de l'écoulement monocellulaire permettant d'assurer la séparation des espèces entre les deux extrémités de la cellule. Nous avons montré que le nombre de Rayleigh conduisant à la séparation optimale reste inférieur au nombre du Rayleigh critique conduisant à la perte de stabilité de cette écoulement monocellulaire. L'écoulement monocellulaire perd sa stabilité via une bifurcation de Hopf et donne lieu à un écoulement multicellulaire instationnaire.

ETUDE DES PHENOMENES DE TRANSFERTS COUPLES DE CHALEUR ET DE MASSE EN MILIEUX POREUX ET EN MILIEUX FLUIDES. EN MILIEU FLUIDE, ON S'EST INTERESSE AUX PHENOMENES QUI PRENNENT LIEU LORS DE L'EVAPORATION PAR CONVECTION NATURELLE SUR UNE PLAQUE VERTICALE CHAUFFEE PAR UN FLUX VARIABLE. EN MILIEU POREUX, ETUDE DES PROBLEMES DE FORMULATION DES TRANSFERTS DE CHALEUR ET DE MASSE ET ETUDE DES TRANSFERTS UNIDIRECTIONNELS LORS DU SECHAGE CONVECTIF D'UN MILIEU POREUX PRISE EN COMPTE DES EFFETS BIDIMENSIONNELS SUR LES TRANSFERTS DANS L'ETUDE DU SECHAGE PAR CONVECTION NATURELLE D'UN MUR POREUX VERTICAL CHAUFFE PAR UN FLUX CONSTANT