EMPLOI DU MODELE DE PHILIP ET DE VRIES. DESCRIPTION DES PHENOMENES PHYSIQUES. SIMULATION NUMERIQUE DE LA THERMOMIGRATION BIDIMENSIONNEL DANS UNE CAVITE RECTANGULAIRE FERMEE. LE MILIEU POREUX UTILISE EST DU SABLE QUARTSIQUE DONT LES CARACTERISTIQUES SONT DETERMINEES EXPERIMENTALEMENT. SIMULATION NUMERIQUE DU TRANSFERT SIMULTANE DE CHALEUR ET DE MASSE DANS UN ESPACE POREUX ANNULAIRE. ETUDE DES EFFETS DU TRANSFERT BIDIMENSIONNEL PENDANT UNE INFILTRATION PONCTUELLE OU SUR LE FOND D'UNE RAIE RECTANGULAIRE. ETUDE DES THEMES CONVECTIFS SUR LE TRANSFERT DE CHALEUR

Dans cette thèse, on présente une étude des transferts couplés de masse et de chaleur dans le sol en dimension deux d'espace. Le modèle qui gouverne ces transferts est constitué par un système de deux équations à deux inconnues, H la pression de l'eau liquide et T la température du milieu poreux. La première équation de ce système est elliptique-parabolique et la seconde est parabolique de type convection-diffusion. On présente un résultat d'existence de solution du système avant de passer à l'étude numérique. Dans la partie numérique, on présente deux algorithmes pour la résolution de l'équation pour le transfert de masse et on procède à une comparaison entre ces algorithmes à travers différents cas tests. On s'intéresse dans la dernière partie à la résolution numérique du système des deux équations couplées de transferts de masse et de chaleur. On présente deux algorithmes; l'un utilise une méthode des éléments finis standard déduit de l'algorithme de l'équation de masse, en rajoutant un couplage entre les deux équations pour la pression et pour la température, tandis que l'autre utilise la méthode des éléments finis mixtes pour le calcul du flux de l'eau qui apparaît comme le coefficient essentiel dans le terme de convection de l'équation pour la température, et la méthode des caractéristiques modifiées pour le calcul de la température. Dans le cas où d'une part la perméabilité présente des variations brutales et d'autre part le terme de convection domine sur le terme de diffusion dans l'équation pour la température, cette dernière méthode est particulièrement bien adaptée à notre problème.

Les transferts de chaleur et de masse par convection naturelle en milieux fluides et poreux ont t tudi s num riquement. Le ph nom ne de la convection thermosolutale est r gi par les quations de conservation de la masse, de la quantit de mouvement, de l' nergie et de la concentration. Le milieu poreux est mod lis suivant le mod le de Darcy - Brinkman - Forchheimer. L' coulement convectif est r gi par diff rents param tres de contr le, savoir le nombre de Rayleigh, le rapport des forces de volume, le nombre de Prandtl, le nombre de Lewis, le nombre de Darcy et la porosit ε. La m thode des volumes finis a t utilis e pour r soudre les quations de base en milieux fluide et poreux. Pour la validation du code de calcul, l'accord obtenu entre nos r sultats et ceux dans la litt rature s'est av r excellent. L'influence des param tres physiques et g om triques est examin e. L'augmentation de l' paisseur de la couche poreuse de faible perm abilit r duit consid rablement les transferts thermique et massique. Dans un souci de mettre la disposition de l'ing nieur un outil lui permettant d' valuer les transferts thermiques et massiques, des corr lations sont propos es.

Les caractéristiques des transferts de masse et de chaleur par convection forcée lors de l'évaporation du film liquide dans le canal en présence d'un cylindre carré poreux parcouru par un écoulement transversal sont étudiées numériquement. L'objectif principal de la présente étude est d'évaluer l'effet de l'introduction d'un cylindre carré poreux sur le transfert de chaleur et de masse. Plus précisément, cette étude examine l'influence de paramètres tels que l'humidité relative de l'air ambiant, la température de l'air à l'entrée, le flux de chaleur imposé, la position du cylindre, le taux de blocage et le nombre de Reynolds. Une comparaison entre les deux configurations, avec et sans cylindre carré poreux a été réalisée pour mettre en évidence l'effet de son ajout. Pour modéliser ce phénomène nous avons résolu l'équation classique de convection forcée et le modèle de Darcy-Brinkman-Forchheimer dans les milieux poreux. Nous avons trouvé que l'insertion d'un cylindre carré poreux dans le canal pourrait perturber l'écoulement et améliorer de manière significative les taux de transfert de masse et de chaleur au niveau des parois du canal. Les transferts de chaleur et de masse deviennent plus importants avec la diminution du nombre de Darcy et lorsque l'obstacle poreux est placé au milieu du canal. Par contre, l'augmentation de l'humidité relative de l'air ambiant et de la température d'entrée réduit le transfert de masse. A Da = 10-6, l'écoulement ne pénètre plus à travers le cylindre poreux, la structure de l'écoulement est similaire à celui d'un cylindre carré plein. Enfin, nous proposons des lois de corrélations qui permettent de prédire les valeurs des nombres de Sherwood et de Nusselt en fonction des nombres de Reynolds, de Biot et du taux de blocage.