ETUDE EXPERIMENTALE DES TRANSFERTS TURBULENTS (DIFFUSION TURBULENTE) DANS UN ECOULEMENT DE COUCHE LIMITE. APRES UNE REVUE BIBLIOGRAPHIQUE DE LA THEORIE DU TRANSFERT ET DE LA THEORIE STATISTIQUE, ON MESURE LA DIFFUSION DE MASSE A PARTIR D'UNE SOURCE PONCTUELLE DANS UNE COUCHE LIMITE TURBULENTE DEVELOPPEE EN SOUFFLERIE; PLUS PARTICULIEREMENT ON ETUDIE L'INFLUENCE D'UNE STRATIFICATION INSTABLE DE LA COUCHE LIMITE, OBTENUE PAR CHAUFFAGE DE LA PAROI, SUR LES CARACTERISTIQUES DE LA DIFFUSION. COMPARAISONS AVEC D'AUTRES MESURES EFFECTUEES EN SOUFFLERIE ET DANS L'ATMOSPHERE ET AVEC DES MODELES NUMERIQUES ET ANALYTIQUES

I.ON CONSIDERE LA DIFFUSION DE MACROMOLECULES INJECTEES ANNULAIREMENT DANS UN ECOULEMENT TURBULENT EN CONDUIT CYLINDRIQUE. ON PROPOSE DEUX MODELES PHYSIQUES DE TRANSFERT DE MACROMOLECULES. ON ETABLIT UN MODELE PARIETAL VALABLE POUR LES 4 ZONES DE DIFFUSION. ETUDE DE LA STRUCTURE TURBULENTE DE LA COUCHE LIMITE DE DIFFUSION. II. ON CONSIDERE LE DEPLACEMENT ISOTHERME DE DEUX FLUIDES MISCIBLES DANS UN MILIEU POREUX INDEFORMABLE, HOMOGENE ET ISOTROPE. ETUDE PAR LA METHODE DE PERTURBATION DE LA STABILITE DES ECOULEMENTS ASCENDANT OU DESCENDANT. ETUDE EXPERIMENTALE SUR UNE COLONNE VERTICALE REMPLIE DE BILLES DE VERRE

RESULTATS D'UNE ETUDE EN SOUFFLERIE DES TRANSFERTS DE CHALEUR ET DE MASSE DANS UNE COUCHE LIMITE TURBULENTE DANS LES CONDITIONS D'UN CHANGEMENT DU FLUX DE CHALEUR A LA PAROI. ANALYSE DU ROLE DES FORCES DE GRAVITE SUR LES STRUCTURES DE LA COUCHE LIMITE EN CONSERVANT LE MEME TYPE D'ECOULEMENT QUE CHARNAY ET AL. (1977) MAIS AVEC LA PAROI AMONT FORTEMENT CHAUFFEE DE FACON A CE QUE LA T NE PUISSE PLUS ETRE CONSIDEREE COMME UN CONTAMINANT PASSIF. CARACTERISTIQUES STATISTIQUES MOYENNES DE CET ECOULEMENT A PRODUCTION NEGATIVE DE VARIANCE DE T. IMPACT SUR LA DIFFUSION DE MASSE DANS LA COUCHE INTERNE DE L'ECOULEMENT. SIMULATION DE LA COUCHE LIMITE ATMOSPHERIQUE. RESULTATS CONCERNANT LA STRUCTURE TURBULENTE DES ECOULEMENTS DE BRISE DE MER ET LEUR ACTION SUR L'EVOLUTION D'UN PANACHE DE POLLUANT DANS LA COUCHE LIMITE

Étude du développement d'une couche limite turbulente de plaque en presence d'un écoulement extérieur pulsé, incompressible et bidimensionnel : étude de l'influence de la non-stationnarite sur la structure de la couche limite et développement de méthodes de calcul. Étude de la transition d'une couche limite de plaque plane en écoulement pulsé.

Dans cette thèse l'étude expérimentale présentée concerne la réduction du frottement et de la turbulence dans une couche limite. Cette réduction est produite par des oscillations transversales périodiques appliquées au niveau de la paroi sur laquelle se développe une couche limite turbulente. Les simulations numériques directes de Jung et al. (1992) de l'écoulement de canal soumis à des oscillations périodiques, dans la direction transversale, sont à l'origine de cette étude. Elles montrent en effet, une réduction de l'activité turbulente et du frottement qui peut atteindre jusqu'à 40%. Ces réductions ont été également observées dans d'autres études de simulations numériques directes d'une couche limite tridimensionnelle sous l'action d'un gradient de pression transversal constant appliqué a l'écoulement. Les processus qui sont à la base de ces réductions ont été attribués à une modification fondamentale de la structure de l'écoulement très près de la paroi et notamment à une modification de l'interaction qui existe entre les "streaks" et les tourbillons longitudinaux. Les résultats obtenus dans cette étude confirment ces mécanismes et montrent de bon accord avec les simulations de Jung et al. (1992). Les principaux résultats sont les suivants : L'analyse de la tension de Reynolds uv dans les quatre quadrants montre une augmentation de l'intensité des fluctuations de vitesses longitudinales positives, liée à un changement du mécanisme de production de la turbulence près de la paroi. Les corrélations spatio-temporelles de la fluctuation de vitesse longitudinale ainsi que les mesures de vorticite montrent des changements importants aux niveaux des structures "typiques" de la couche limite. On observe notamment une augmentation de l'espacement transversal moyen entre les "streaks", une diminution de la période moyenne des éjections ainsi qu'une réorientation des structures dans la direction transversale. Les bilans effectués à partir de l'équation de transport de l'énergie cinétique montrent, dans la zone ou le cisaillement transversal est important, une réduction du terme de diffusion visqueuse de l'énergie qui tend à atténuer la diminution de l'énergie cinétique turbulente.