Contribution à l'étude numérique et expérimentale de changement de phase en milieu poreux saturé PDF Download
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Book Description
Cette these constitue une contribution a l'etude numerique et experimentale de changement de phase en milieu poreux sature, elle est consacree a l'etude des processus de fusion et de solidification, tant du point de vue de la connaissance de ces processus (modelisation macroscopique, simulation numerique, experience de laboratoire) que du point de vue de leur controle (identification de position du front dans un milieu poreux sature). Sur le plan theorique et numerique, nous avons expose dans cette etude la formulation mathematique macroscopique des equations de conservation pour decrire clairement le cheminement qui conduit a une modelisation des processus de changement de phase d'un fluide (eau) saturant un milieu poreux, nous avons developpe un modele enthalpique qui nous a permis de traiter explicitement le probleme de changement de phase dans un seul domaine poreux constitue de deux sous domaines, liquide equivalent et glace equivalent. Nous avons developpe un code numerique, en utilisant la methode des volumes finis, ce code a ete valide avec la solution du probleme de stefan adaptee a un milieu poreux sature. Un modele analytique pour les problemes de changement de phase dans un domaine borne, inspire du probleme de stefan a ete developpe. Les resultats experimentaux obtenus permettent de mieux decrire la cinetique des transferts de changement de phase et de verifier la precision des resultats obtenus par simulation numerique. Par ailleurs, pour atteindre une precision significative des mesures de temperature, nous avons developpe une methode acoustique mieux appropriee a l'analyse du front de changement de phase, utilisant un algorithme developpe appele analyse de correlation des temps courts.
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Cette these constitue une contribution a l'etude numerique et experimentale de changement de phase en milieu poreux sature, elle est consacree a l'etude des processus de fusion et de solidification, tant du point de vue de la connaissance de ces processus (modelisation macroscopique, simulation numerique, experience de laboratoire) que du point de vue de leur controle (identification de position du front dans un milieu poreux sature). Sur le plan theorique et numerique, nous avons expose dans cette etude la formulation mathematique macroscopique des equations de conservation pour decrire clairement le cheminement qui conduit a une modelisation des processus de changement de phase d'un fluide (eau) saturant un milieu poreux, nous avons developpe un modele enthalpique qui nous a permis de traiter explicitement le probleme de changement de phase dans un seul domaine poreux constitue de deux sous domaines, liquide equivalent et glace equivalent. Nous avons developpe un code numerique, en utilisant la methode des volumes finis, ce code a ete valide avec la solution du probleme de stefan adaptee a un milieu poreux sature. Un modele analytique pour les problemes de changement de phase dans un domaine borne, inspire du probleme de stefan a ete developpe. Les resultats experimentaux obtenus permettent de mieux decrire la cinetique des transferts de changement de phase et de verifier la precision des resultats obtenus par simulation numerique. Par ailleurs, pour atteindre une precision significative des mesures de temperature, nous avons developpe une methode acoustique mieux appropriee a l'analyse du front de changement de phase, utilisant un algorithme developpe appele analyse de correlation des temps courts.
Author: Yves Le Bray Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 265
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NOUS PRESENTONS UNE ETUDE DES PHENOMENES DE CHANGEMENT DE PHASE LIQUIDE-VAPEUR EN MILIEU CAPILLARO-POREUX A PARTIR DE SIMULATIONS NUMERIQUES SUR RESEAUX DE PORES ET DE LIAISONS. DEUX SITUATIONS SONT INVESTIGUEES. DANS LA PREMIERE, LE CHANGEMENT DE PHASE, PILOTE PAR LE TRANSFERT DE MASSE EN PHASE GAZEUSE, S'EFFECTUE SOUS LES CONDITIONS DE SATURATION. LE CAS ETUDIE CORRESPOND EN FAIT AU PROBLEME CLASSIQUE DU SECHAGE D'UN MILIEU CAPILLARO-POREUX INITIALEMENT COMPLETEMENT SATURE. LA SECONDE SITUATION CORRESPOND A UN CAS OU LE CHANGEMENT DE PHASE S'EFFECTUE A LA TEMPERATURE DE SATURATION. CE DEUXIEME CAS EST MOTIVE PAR UNE APPLICATION PARTICULIERE, L'ETUDE DES TRANSFERTS COUPLES DE CHALEUR ET DE MASSE AU SEIN DE LA MECHE D'UN EVAPORATEUR CAPILLAIRE. LE SIMULATEUR-RESEAU TRIDIMENSIONNEL MIS AU POINT POUR L'ETUDE DU SECHAGE PERMET D'APPORTER UN ECLAIRAGE NOUVEAU SUR CE PROBLEME, PRINCIPALEMENT A PARTIR DE L'ANALYSE DE L'EVOLUTION DE LA STRUCTURATION DES PHASES A L'INTERIEUR DU MATERIAU EN COURS DE SECHAGE. CETTE ANALYSE EST EFFECTUEE DANS LE CADRE DE LA THEORIE DE LA PERCOLATION D'INVASION. LE CAS OU LES EFFETS DE LA GRAVITE NE SONT PLUS NEGLIGEABLES EST EGALEMENT ETUDIE NUMERIQUEMENT ET ANALYSE A L'AIDE DE LA THEORIE DE LA PERCOLATION EN GRADIENT. L'EFFET DE LA VISCOSITE DE LA PHASE LIQUIDE EST ANALYSE THEORIQUEMENT A PARTIR DE LA PERCOLATION EN GRADIENT. DES COMPARAISONS AVEC DES RESULTATS EXPERIMENTAUX SONT EFFECTUEES. POUR L'ETUDE DU CAS OU LE CHANGEMENT DE PHASE S'EFFECTUE AUX CONDITIONS DE TEMPERATURE DE SATURATION, UN SIMULATEUR-RESEAU BIDIMENSIONNEL A ETE MIS AU POINT. CE SIMULATEUR PERMET L'ANALYSE DES TRANSFERTS COUPLES DE CHALEUR ET DE MASSE AVEC CHANGEMENT DE PHASE. L'ETUDE EST PRINCIPALEMENT CONSACREE A L'ANALYSE DE L'EFFET DE L'HETEROGENEITE DE LA MICROSTRUCTURE SUR LE DEVELOPPEMENT DE LA PHASE VAPEUR ET SUR LA STRUCTURE DU FRONT DE CHANGEMENT DE PHASE EN REGIME STATIONNAIRE. CETTE PARTIE CONDUIT A LA PROPOSITION D'UN DESIGN AMELIORE DE LA MECHE DE L'EVAPORATEUR EN TERMES DE SYSTEME A DEUX COUCHES AYANT DES PROPRIETES DE TRANSFERT DIFFERENTES
Author: Louis Castanier Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 446
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LE MODELE MATHEMATIQUE DECRIVANT CES PHENOMENES EST ELABORE A PARTIR DES EQUATIONS DE CONTINUITE, DE MOUVEMENT, D'ENERGIE ET D'ETAT. ON DECRIT UNE INSTALLATION EXPERIMENTALE PERMETTANT UNE SIMULATION DES TRANSFERTS UNIDIRECTIONNELS DE MASSE ET DE CHALEUR. LES EVOLUTIONS DE LA TEMPERATURE, DE LA PRESSION ET DE LA SATURATION SONT DETERMINEES RESPECTIVEMENT AVEC 24 THERMOCOUPLES, 12 CAPTEURS DE PRESSION ET UNE METHODE BASEE SUR L'ABSORPTION D'UN RAYONNEMENT GAMMA. ON FAIT UNE ETUDE CRITIQUE DE CETTE INSTALLATION EN DECRIVANT SA MISE AU POINT. APPLICATION A L'EXPLOITATION DES GISEMENTS GEOTHERMIQUES
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LA DESCRIPTION DES PHENOMENES QUI SE PRODUISENT LORS DU TRANSFERT DE CHALEUR ET DE MASSE PAR VAPORISATION EN MILIEU POREUX, PEUT SE FAIRE DE DIFFERENTES MANIERES SELON L'ECHELLE CARACTERISTIQUE CHOISIE POUR EFFECTUER CETTE DESCRIPTION. LA METHODE LA PLUS RIGOUREUSE EST CELLE QUI DECRIT LES PHENOMENES EN CHAQUE POINT DU DOMAINE TRAITE ET DANS CHAQUE PHASE EN UTILISANT LES EQUATIONS CLASSIQUES DE LA MECANIQUE DES FLUIDES. TOUTEFOIS, CETTE DESCRIPTION MICROSCOPIQUE EST GENERALEMENT INUTILISABLE VUE LA COMPLEXITE GEOMETRIQUE DU DOMAINE POROMETRIQUE. POUR PALIER CETTE DIFFICULTE, ON UTILISE LA NOTION DE CONTINUUM FICTIF AFIN DE DECRIRE LES PHENOMENES A UNE ECHELLE MACROSCOPIQUE (VOLUME ELEMENTAIRE REPRESENTATIF ENGLOBANT UN CERTAIN NOMBRE DE PORES). APRES L'ANALYSE SOMMAIRE DE QUELQUES ASPECTS FONDAMENTAUX DU CHANGEMENT DE PHASE PAR AUTOVAPORISATION (CHUTE DE PRESSION A T CONSTANT) OU PAR SURCHAUFFE (ELEVATION DE TEMPERATURE A P CONSTANT), L'ETUDE D'UN EVAPORATEUR CAPILLAIRE EST ABORDEE. DANS UN PREMIER TEMPS, CETTE ETUDE BASEE SUR UN MODELE NUMERIQUE DEVELOPPE A PARTIR DES EQUATIONS BILANS DE TRANSFERT DE CHALEUR ET DE MASSE AU NIVEAU DU VOLUME ELEMENTAIRE REPRESENTATIF PERMET DE DECRIRE L'EXTENSION D'UNE POCHE DE VAPEUR SOUS L'AILETTE DE L'EVAPORATEUR CAPILLAIRE, ET D'ACCEDER AINSI AUX GRANDEURS DIMENSIONNANTES DE CE DERNIER. DANS UN SECOND TEMPS, DEVELOPPE A PARTIR D'UN MODELE A GEOMETRIE SIMPLIFIEE APPELE RESEAU NUMERIQUE REPRESENTANT CHAQUE PORE D'UNE STRUCTURE DE L'EVAPORATEUR ET DECRIVANT LES TRANSFERTS DE CHALEUR ET DE MASSE A CETTE ECHELLE ; NOUS CONFORTONS LES RESULTATS PRECEDEMMENT ACQUIS, ET ACCEDONS EN OUTRE AUX MECANISMES LIES AUX HETEROGENEITES DE LA MICROSTRUCTURE
Author: Anthony Beaudoin Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages :
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L'objectif de la thèse est la résolution des problèmes de transport dans les milieux poreux à l'aide des méthodes particulaires. Deux problèmes sont résolus avec les méthodes particulaires : la migration d'un soluté dans une nappe phréatique et l'écoulement de l'eau dans un milieu poreux à l'échelle des pores. Pour résoudre l'équation de convection-dispersion dans le cas général d'une dispersion anisotrope, un algorithme basé sur les méthodes particulaires et la méthode de vitesse de dispersion est présenté. Pour simuler l'écoulement dans un milieu poreux à des faibles nombres de Reynolds, un algorithme basé sur une méthode particulaire anisotrope et une méthode intégrale de frontière est présenté. La méthode particulaire anisotrope permet d'améliorer la description de la couche limite se formant autour des grains du sol. La méthode intégrale de frontière permet de satisfaire la condition d'adhérence en écrivant une équation intégrale de frontière sur le contour des grains du sol
Author: Eric Mignard Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 213
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Le travail effectué dans ce mémoire se situe dans le cadre de l'étude des transferts dans les sols non saturés. On porte une attention particulière au phénomène de dissolution d'un constituant gazeux dans l'eau d'un sol. A prés avoir fait l'état de la question dans la partie I, on élabore dans la partie II un modèle mathématique des transferts dans un sol non saturé. Ce modèle, basé sur la Mécanique des milieux hétérogènes et la Thermodynamique des Processus Irréversibles Linéaire, permet d'établir la relation phénoménologique de dissolution d'un constituant gazeux dans l'eau d'un sol. La partie III est consacrée à la vérification expérimentale de la relation de dissolution établie dans la partie II et à la mesure du coefficient phénoménologique de dissolution dans le cas du bromure de méthyle. Les matériaux utilisés sont pour ces expériences une porcelaine poreuse et une argile frittée partiellement saturées. La partie IV est consacrée à l'étude numérique de la pénétration par diffusion gazeuse et de la fixation paar dissolution du bromure de méthyle dans une colonne de sol.
Author: Maurice Brun Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 134
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ETUDE, A PARTIR DE LA THERMODYNAMIQUE CLASSIQUE, DES CONDITIONS D'EQUILIBRE DES PHASES DES CORPS FINEMENT DIVISES QUI SE CARACTERISENT PAR UNE ENERGIE SUPERFICIELLE IMPORTANTE. DESCRIPTION D'UN APPAREILLAGE REALISE DANS LE BUT DE MESURER SIMULTANEMENT L'ENERGIE ET LA TEMPERATURE DU CHANGEMENT DE PHASE. ON PROPOSE PLUSIEURS MECANISMES DE SOLIDIFICATION ET ON EN DEDUIT UNE METHODE DE DETERMINATION DES SPECTRES DE RAYONS DE PORE
Author: Mohamed Benzadi
Author: Mohamed Benzadi
Author: Yves Le Bray
Author: Bruno Camassel
Author: Louis Castanier
Author: Christophe Figus
Author: Anthony Beaudoin
Author: Eric Mignard
Author: Maurice Brun
Author: 
Author: A. Podaire