Tesi: "Poudres – Dynamique des fluides"

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Marikh, Khadija. "Mélange des poudres en continu : dynamique et modélisation". Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2003. http://www.theses.fr/2003INPL093N.

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Abstract (sommario):

La majorité des procédés de mélange mis en œuvre restent discontinus, mais le besoin s'est fait sentir dans l'industrie pour l'emploi de mélangeurs continus qui assurent une stabilité de l'homogénéité du mélange. . Ces travaux sont basés sur l'étude de l'écoulement de produits " purs " et durant leur mélange au sein d'un mélangeur continu. Ceci a été réalisé par le suivi de l'évolution de la masse retenue et par des mesures de DTS sous différentes conditions opératoires. Nous avons formulé une corrélation reliant le temps de passage des produits purs et durant le mélange à la vitesse de rotation du mobile. Les mesures de DTS nous ont permis de confmner l'influence des propriétés des poudres et des variables opératoires sur l'écoulement de ces produits. Deux modèles markoviens ont été développés et font intervenir des coefficients d'échange qui représentent la réalité physique de l'écoulement. L'homogénéité du mélange a été suivie en sortie, ce qui nous a permis de quantifier l'efficacité du mélangeur traduite par le facteur de réduction de variance. Enfin, une relation simple entre le coefficient d'échange du modèle et le VRR a été également proposée.

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Jiménez, Garavito Maria Camila. "Influence of flowability improvement of powders on its dust generation capacity". Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2023. http://www.theses.fr/2023LORR0138.

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Abstract (sommario):

Les matières granulaires sont omniprésentes dans la vie quotidienne et dans l'industrie. Après l'eau, c'est la forme de matériau la plus fréquemment manipulée. Cependant, même aujourd'hui, la manipulation des grains implique des opérations maladroites et/ou dangereuses, en raison d'une mauvaise coulabilité et de l'émission de poussières. Bien que les additifs d'écoulement tels que les nanoparticules de silice (S-NP) soient couramment utilisés pour améliorer le comportement de l'écoulement, l'émission de poussières est souvent négligée du point de vue de la formulation. Par conséquent, cette thèse vise à développer une méthodologie pour la conception de produits en poudre qui préserve une bonne fluidité tout en minimisant les émissions de poussières, conduisant à des opérations industrielles plus sûrs et moins compliqués pour les travailleurs et les installations. Pour atteindre cet objectif, des tests expérimentaux ont été réalisés pour améliorer la coulabilité de quatre poudres industrielles en utilisant le S-NP avec différents taux de recouvrement (TR). Les résultats indiquent que le mécanisme d'action principal du S-NP sur l'amélioration de l'écoulement est lié à la modification de la surface, qui a été quantifiée par des mesures de l'énergie de surface. Cependant, les résultats relatifs à la pulvérulence ont montré que l'augmentation de la coulabilité entraînait une augmentation des émissions de poussières. En outre, la propension d'une poudre à libérer de la poussière semble être liée à son interaction adhésive avec le S-NP, qui a été associée aux modifications de l'énergie de surface et spécifiques de la surface par l'action de S-NP. Sur la base de la caractérisation expérimentale de la coulabilité, de l'empoussièrement et des propriétés physicochimiques des échantillons, un modèle a été développé pour prédire l'empoussièrement à partir des mesures de coulabilité. Ces résultats permettent le développement de trois méthodologies de formulation qui pourraient réduire l'utilisation de S-NP tout en garantissant une conception de produit performante et plus sûre, transposable à différentes industries. En optimisant la formulation des poudres, les industries peuvent améliorer la sécurité et l'efficacité de leurs processus, en réduisant les risques potentiels et les coûts associés à la manipulation des matériaux granulaires
Granular matter is ubiquitous in daily life and industry. After water, it is the second most frequently manipulated material form. However, even today, handling grains entails some sloppy and/or dangerous operations, due to poor flowability and dust emission. Although flow additives such as silica nanoparticles (S-NP) are commonly used to improve flow behaviour, dust emission is often overlooked from a formulation perspective. Therefore, this thesis aims to develop a methodology for powder product conception that preserves good flowability while minimizing dust emissions, leading to safer and less complicated processes for workers and facilities. To achieve this goal, experimental tests were carried out to improve the flowability of four industrial powders using S-NP with varying surface coverage (SC). The results indicated that S-NP main action mechanism on flow improvement is related to surface modification, which was quantified by surface energy measurements. However, dustiness results showed that increasing flowability resulted in increased dust emissions. Moreover, the propensity of a powder to release dust appears to be related to its adhesive interaction with S-NP, which was associated with surface energy and specific surface modifications. Based on the experimental characterization of the samples' flowability, dustiness, and physicochemical properties, a model was developed that predicts dustiness from flowability measurements. Furthermore, the specific surface of the samples was found to be an influential parameter for both end-use properties, allowing their prediction. These results allow the development of three formulation methodologies that could reduce S-NP use while still granting a performing and safer product conception transposable to different industries. By optimizing the formulation of powders, industries can improve their processes' safety and efficiency, reducing the potential risks and costs associated with handling granular materials. This thesis provides a useful approach to developing a systematic methodology for powder product conception that can be implemented in various industrial applications

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Saker, Assia. "Étude critique de quelques techniques expérimentales d’évaluation de la coulabilité des poudres". Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2018. http://www.theses.fr/2018LORR0314.

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Abstract (sommario):

Dans les secteurs industriels tels que l’industrie chimique, pharmaceutique ou agro-alimentaire une faible aptitude à l’écoulement des poudres est souvent à l’origine du mauvais fonctionnement d’un procédé. Une mauvaise coulabilité peut ainsi entrainer le blocage de poudres dans un silo, des problématiques de dosages et de remplissage ou encore une détérioration de la qualité du produit final. Pour assurer un bon fonctionnement du procédé, il est donc nécessaire et essentiel d’évaluer la coulabilité de poudres utilisées. Pour cela, plusieurs techniques expérimentales telles que les dispositifs de mesure d’angle, les cellules de cisaillement, les dispositifs de tassement de poudre peuvent être utilisées. Des indices de coulabilité sont alors définis permettant de classer les poudres selon la qualité de l’écoulement. Des essais expérimentaux ont été menés sur plusieurs types de poudres et les premiers résultats ont montré que le passage d’une technique d’évaluation à une autre peut modifier, voire inverser le classement de la coulabilité des poudres. En effet, selon les techniques étudiées les poudres sont soumises à des sollicitations mécaniques différentes et donc le choix de la technique doit être adapté au cas réel d’étude. Dans ce travail, nous nous sommes intéressé plus particulièrement au cas de l’évaluation de l’écoulement de poudres à partir de dispositifs de compaction. Le travail réalisé a montré que les paramètres dynamiques (amplitude et fréquence de chocs) influencent énormément le classement de la coulabilité des poudres. A partir d’une approche énergétique, il a été montré qu’une évaluation et quantification de la coulabilité à partir du rapport d’Hausner ne peut être donnée par une technique de compaction que si celle-ci permet d’atteindre une valeur d’énergie nécessaire à l’obtention d’une compaction maximale des particules. Enfin, une étude de mise en œuvre des techniques d’évaluation de la coulabilité a été réalisée dans le domaine de la formulation en s’intéressant à l’évaluation quantitative de l’influence d’un agent d’écoulement
In industrial sectors, such as chemical, pharmaceutical or food industries, poor flowability of powders is often the causes of process malfunction. Poor flowability can lead to the blocking of powders in a silo, dosing and filling problems, or even bad quality on final product. To ensure proper process operation, it is therefore necessary and essential to evaluate the flowability of powders used. For this purpose, several experimental techniques such as angle of repose devices, shear cells or powder packing devices can be used. Flowability indices can then be defined in order to classify the powders according to the flow quality. Experimental tests have been carried out on several types of powders and the first results have shown that the transition from one technique to another can modify or even reverse the classification of the powder flowability. Indeed, according to the techniques studied, powders are subjected to different mechanical stresses and therefore the choice of the technique must be adapted to the real case of study. In this work, we were particularly interested to the evaluation of powders flowability from compaction devices. The work carried out has shown that the dynamic parameters (amplitude and frequency of taps) greatly influence the classification of powders flowability. From an energy approach, it has been shown that the evaluation of the flowability from Hausner ratio can be given by a compaction technique only if it achieves a value of energy required to obtain a maximal compaction of the particles. Finally, an implementation study of flowability evaluation techniques was carried out in the field of formulation by focusing on the quantitative evaluation of the influence of a glidant

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Enferad, Shirin. "Compactage et vieillissement des poudres : influence de la formulation". Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2020. http://www.theses.fr/2020LORR0214.

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Abstract (sommario):

Cette étude est menée dans le cadre du projet "PowderReg", financé par le programme européen Interreg VA GR dans le cadre de l'axe prioritaire 4 "Renforcer la compétitivité et l'attractivité de la Grande Région / Groβregion". La compréhension du lien entre l'organisation microscopique et le comportement de l'écoulement des poudres est une avancée majeure dans l'établissement de critères pour optimiser leurs propriétés de transport, de stockage et de traitement. Ainsi, une meilleure compréhension du comportement de l'écoulement des poudres évite aux industries d'énormes pertes économiques. Il est donc essentiel d'évaluer leur aptitude à l'écoulement. Ce travail consiste à étudier expérimentalement l'influence de la formulation des poudres, de la taille des particules, ainsi que l'influence des conditions environnementales telles que l'humidité sur les comportements d'écoulement des poudres. Cinq types de formulations ont été analysés: la bille de verre témoin a été utilisée comme poudre de référence et trois types de formulations de surface consistant en un enrobage hydrophile, hydrophobe et de lactose ainsi qu'une poudre de lactose agglomérée ont été préparés. Tout d'abord, l'influence de deux tailles différentes, 100 et 500 µm, sur le comportement d'écoulement des poudres a été analysée. Ensuite, le comportement de l'écoulement des poudres a été étudié avec différents équipements expérimentaux: FT4, Granutools et rhéomètre Discover HR3. Y compris différentes techniques, telles que la cellule de cisaillement, la compressibilité, l'angle de rotation du repos, etc. L'objectif était de déterminer le comportement des poudres dans différentes conditions de traitement. Les résultats ont montré que le passage d'une technique à l'autre peut modifier la classification de la fluidité des poudres. Comme les poudres subissaient des contraintes mécaniques différentes. Dans la dernière partie de cette thèse, nous avons observé l'influence impressionnante de l'humidité après 80 % sur le comportement d'écoulement de deux tailles différentes de billes de verre de contrôle (40 et 100 µm). Les perles de verre de petit diamètre ont montré une fluidité plus faible qui est due au plus grand nombre de contacts de surface de ces particules. De plus, la comparaison du comportement d'écoulement des billes de verre de contrôle et hydrophobes de taille 100 µm à un taux de cisaillement élevé a révélé la même fluidité pour les deux échantillons. Alors qu'à faible taux de cisaillement, les mesures par rhéologie vibratoire ont révélé une fluidité plus élevée dans les billes de verre de contrôle. La fluidité de la perle de verre témoin a diminué de façon spectaculaire après 80 % de contrôle de l'humidité, mais la perle de verre hydrophobe a conservé son comportement d'écoulement comme auparavant avec une très faible sensibilité à l'humidité. Enfin, l'influence de l'ajout d'une petite quantité d'eau sur le comportement d'écoulement de la bille de verre de contrôle a été étudiée
This study is conducted in the framework of the “PowderReg” project, funded by the European program Interreg VA GR within the priority axis 4 “Strengthen the competitiveness and the attractiveness of the Grande Région Groβregion”. Understanding the link between microscopic organization and powders flow behavior is a major step forward in establishing criteria for optimizing their transport, storage and processing properties. Whereby, better understating of powder flow behavior saves the industries from huge economic loss. Therefore, it is essential to evaluate their flowability. This work consists in experimentally studying the influence of powder formulation, particle size, as well as influence of environmental condition such as humidity on flow behaviors of powders. Five types of formulations have been analyzed: control glass bead has been used as reference powder and three types of surface formulations consisting of hydrophilic, hydrophobic and lactose coating as well as agglomerated lactose powder have been prepared. First, influence of two different sizes 100 and 500 µm on flow behavior of powders has been analyzed. Then, the powders flow behavior has been considered with different experimental equipements: FT4, Granutools and Rheometer Discover HR3. Including different techniques, such as shear cell, compressibility, rotating angle of repose, etc. The objective was to figure out the behavior of powders under different processing conditions. The, results reported that the transition from one technique to another can modify the classification of the powder flowability. Since the powders were experiencing different mechanical stresses. At the last part of this thesis, we observed the impressive influence of humidity after 80 % on flow behavior of two different size of control glass beads (40 and 100 µm). Small diameter glass bead showed lower flowability which is due to the more surface contacts of these particles. Furthermore, the comparison of flow behavior of control and hydrophobic glass beads with 100 µm size at high shear rate reported the same flowability for both samples. While at low shear rate measurements by vibrational rheology revealed higher flowability in control glass bead. The flowability of control glass bead decreased dramatically after 80 % of humid control, however hydrophobic formulated glass bead kept its flow behavior like as before with very low sensitivity to humidity. Finally, influence of addition of small quantity of water on flow behavior of control glass bead has been investigated

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Ansart, Renaud Dodds John Ryck Alain de. "Émission de poussières lors de la manipulation de poudre interaction entre les particules en mouvement et l'air ambiant /". Toulouse : INP Toulouse, 2008. http://ethesis.inp-toulouse.fr/archive/00000594.

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Saker, Assia. "Étude critique de quelques techniques expérimentales d’évaluation de la coulabilité des poudres". Thesis, Université de Lorraine, 2018. http://www.theses.fr/2018LORR0314.

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Abstract (sommario):

Dans les secteurs industriels tels que l’industrie chimique, pharmaceutique ou agro-alimentaire une faible aptitude à l’écoulement des poudres est souvent à l’origine du mauvais fonctionnement d’un procédé. Une mauvaise coulabilité peut ainsi entrainer le blocage de poudres dans un silo, des problématiques de dosages et de remplissage ou encore une détérioration de la qualité du produit final. Pour assurer un bon fonctionnement du procédé, il est donc nécessaire et essentiel d’évaluer la coulabilité de poudres utilisées. Pour cela, plusieurs techniques expérimentales telles que les dispositifs de mesure d’angle, les cellules de cisaillement, les dispositifs de tassement de poudre peuvent être utilisées. Des indices de coulabilité sont alors définis permettant de classer les poudres selon la qualité de l’écoulement. Des essais expérimentaux ont été menés sur plusieurs types de poudres et les premiers résultats ont montré que le passage d’une technique d’évaluation à une autre peut modifier, voire inverser le classement de la coulabilité des poudres. En effet, selon les techniques étudiées les poudres sont soumises à des sollicitations mécaniques différentes et donc le choix de la technique doit être adapté au cas réel d’étude. Dans ce travail, nous nous sommes intéressé plus particulièrement au cas de l’évaluation de l’écoulement de poudres à partir de dispositifs de compaction. Le travail réalisé a montré que les paramètres dynamiques (amplitude et fréquence de chocs) influencent énormément le classement de la coulabilité des poudres. A partir d’une approche énergétique, il a été montré qu’une évaluation et quantification de la coulabilité à partir du rapport d’Hausner ne peut être donnée par une technique de compaction que si celle-ci permet d’atteindre une valeur d’énergie nécessaire à l’obtention d’une compaction maximale des particules. Enfin, une étude de mise en œuvre des techniques d’évaluation de la coulabilité a été réalisée dans le domaine de la formulation en s’intéressant à l’évaluation quantitative de l’influence d’un agent d’écoulement
In industrial sectors, such as chemical, pharmaceutical or food industries, poor flowability of powders is often the causes of process malfunction. Poor flowability can lead to the blocking of powders in a silo, dosing and filling problems, or even bad quality on final product. To ensure proper process operation, it is therefore necessary and essential to evaluate the flowability of powders used. For this purpose, several experimental techniques such as angle of repose devices, shear cells or powder packing devices can be used. Flowability indices can then be defined in order to classify the powders according to the flow quality. Experimental tests have been carried out on several types of powders and the first results have shown that the transition from one technique to another can modify or even reverse the classification of the powder flowability. Indeed, according to the techniques studied, powders are subjected to different mechanical stresses and therefore the choice of the technique must be adapted to the real case of study. In this work, we were particularly interested to the evaluation of powders flowability from compaction devices. The work carried out has shown that the dynamic parameters (amplitude and frequency of taps) greatly influence the classification of powders flowability. From an energy approach, it has been shown that the evaluation of the flowability from Hausner ratio can be given by a compaction technique only if it achieves a value of energy required to obtain a maximal compaction of the particles. Finally, an implementation study of flowability evaluation techniques was carried out in the field of formulation by focusing on the quantitative evaluation of the influence of a glidant

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Madian, Ahmed. "Étude de l’influence des caractéristiques physiques des poudres UO2 sur leurs propriétés rhéologiques". Thesis, Compiègne, 2019. http://www.theses.fr/2019COMP2461/document.

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Abstract (sommario):

Le combustible nucléaire pressenti pour les réacteurs de quatrième génération à neutrons rapides refroidis au sodium présente différentes caractéristiques qui le différencient du combustible utilisé dans les Réacteurs à Eau Pressurisée, notamment : une structure homogène (U,Pu)O2, une géométrie annulaire et une forte teneur en PuO2. Le procédé de fabrication des pastilles de combustible comprend la réalisation d’un mélange UO2/PuO2 par cobroyage suivie d’une mise en forme par pressage. Cependant, le mélange UO2/PuO2 cobroyé n’a pas les propriétés adaptées à un remplissage reproductible des moules de presses annulaires. Il s’agit donc d’identifier une opération intermédiaire, entre le cobroyage et la mise en forme, pour faciliter le remplissage des moules. Pour orienter le choix de cette opération, une étude à effets séparés a été réalisée sur des granulés d’UO2, considérés représentatifs de la poudre broyée en première approche. Les caractéristiques physiques cibles qui ont été étudiées sont la granulométrie et la morphologie (état de surface) de la poudre. Ainsi, des mélanges de granulés de tailles différentes ont été caractérisés pour évaluer l'influence de la quantité de fines (particules inférieures à 100 μm) sur les propriétés rhéologiques. En parallèle une intercomparaison entre les cellules de cisaillement de volumes et de types différents (Cellule de Schulze et FT4) a été effectuée afin d’avoir un bon compromis entre la quantité de poudre utilisée et la qualité des résultats. Un premier objectif a été de déterminer quelle proportion de fines est acceptable. Par ailleurs, pour évaluer l’effet de l’état de surface des granulés, une opération de type sphéroïdisation a été réalisée. Elle conduit à modifier la rugosité des granulés. Il a été montré que le taux de fines et la rugosité de surface sont deux paramètres influents qui permettent de modifier les propriétés rhéologiques. Notamment dans le cadre de ces travaux, la présence de fines de moins de 100 μm ne semble pas avoir d’impact négatif sur la mise en écoulement jusqu’à une proportion proche de 10%m. Par contre d’autres propriétés telle que la perméabilité sont sensibles à la proportion de fines même en dessous de 10%m. Une opération de sphéroïdisation permet d’améliorer les propriétés de mise en écoulement de la poudre même au-delà de 10%m de fines. Ces résultats font apparaitre deux modes d’action possibles qui sont la sélection granulométrique et la sphéroïdisation, cette dernière semblant la plus adaptée pour notre application
The nuclear fuel for the fourth generation sodium-cooled fast neutron reactors presents characteristics which differentiate it from that used in Pressurized Water Reactors: a homogeneous structure (U,Pu)O2, an annular geometry and a high content of PuO2. The manufacturing process of the fuel pellets starts with the realization of a UO2/PuO2 mixture by co-grinding followed by forming by pressing. However, the UO2/PuO2 mixture does not exhibit the suitable properties for a reproducible filling of annular press moulds. An intermediate operation, between the co-grinding and the shaping, is necessary to facilitate the filling of the moulds. To direct the choice of this operation, a separate effects study was carried out on UO2 granules, considered as representative of the crushed powder in a first approach. The investigated target physical characteristics are the powder size distribution and morphology. Therefore, mixtures of granules of various sizes were characterized to evaluate the influence of the quantity of fines (particles with a size lower than 100 μm) on the rheological properties. In parallel an intercomparison study between shear cells of different volumes and types (Schulze cell and FT4) was carried out in order to have a good compromise between the quantity of powder used and the quality of the results. A first objective was to determine the proportion of fines acceptable. Then to evaluate the effect of the surface quality of the granules, an operation of spheroidization was carried out. This resulted in modifying the granules roughness. It has been shown that both the fines ratio and the surface roughness are influential parameters that make it possible to modify the rheological properties. In particular within the framework of this study, the presence of fines with a size lower than 100 μm does not seem to have a negative impact on incipient flow up to about 10 w%. On the contrary, other properties such as permeability are sensitive to the fines amount, even below 10 w%. A spheroidization stage enables to improve incipient flow properties of the powder even above 10 w% of fines. These results lead to two possible action modes, which are the grain size selection and the spheroidization, the latter being the most adapted for our application

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Boumehdi, Leïla. "Hydrodynamique et transfert thermique d’un contre-courant gaz-solides à travers un faisceau tubulaire". Compiègne, 1985. http://www.theses.fr/1985COMPI191.

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Abstract (sommario):

La récupération de la chaleur sensible de gaz ou de solides pulvérulents à haute température suscite un grand intérêt dans le domaine industriel. En effet sur de nombreux sites industriels la chaleur sensible des fumées peut être utilisée pour préchauffer des charges solides ou inversement la chaleur des solides chauds peut servir pour le préchauffage de certains gaz. Compte tenu de l'intérêt que représentent les échangeurs où s'effectuent ces opérations de transfert thermique l'hydrodynamique et les caractéristiques thermiques d'un contre-courant gaz-solides à travers un faisceau tubulaire ont été étudiées. L'étude hydrodynamique a montré que suivant la vitesse de gaz, il est possible d'observer deux types d'écoulement différents : - un régime dispersé où les solides sont bien répartis ; - un régime à ségrégation non souhaitable pour un échangeur de chaleur. Les résultats hydrodynamiques ont été exploités en se basant sur une approche mécanistique basée sur un bilan de quantité de mouvement. L'étude thermique a permis quant à elle d'évaluer le coefficient de transfert thermique pour ce type d'écoulement et de mettre en évidence l'influence de certains paramètres opératoires (débits de gaz et de solides, diamètre des particules, configuration du faisceau tubulaire).

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Li, Ming. "Study of the FT4 powder rheometer : comparison of the test methods and optimization of the protocols". Thesis, Compiègne, 2017. http://www.theses.fr/2017COMP2327/document.

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Abstract (sommario):

Ce travail a pour objectifs d’évaluer le potentiel d'une technique spécifique de caractérisation des propriétés d'écoulement des poudres : le rhéomètre à poudre FT4. L'objectif est de pouvoir mettre en place une analyse complète sur les avantages, les inconvénients et les limites d'utilisation des tests, l'impact de la cohésion des poudres et la répétabilité des mesures. Tout d'abord, des efforts sont faits pour explorer les différences entre la consolidation test de FT4 et le tap-tap. Les résultats indiquent que la consolidation test de FT4 a une bonne répétabilité, mais il peut sous-estimer la compressibilité des poudres. Cette méthode peut être optimisée en améliorant sa procédure d'initialisation pour donner des résultats cohérents en tant que le tap-tap. Deuxièmement, le cisaillement test de FT4 est comparé avec Schulze Ring Shear Tester et Evolution Powder Tester. Cette comparaison indique que le cisaillement test de FT4 peut sous-estimer la cohésion des poudres. Par conséquent, les dimensions des accessoires doivent être optimisées. Enfin, une nouvelle technique de caractérisation a été mise au point. Dans cette méthode, les poudres présentent des mouvements périodiques et la période correspondant peut être liée aux propriétés d'écoulement des poudres. Cette méthode a une très bonne capacité à identifier et à catégorier les propriétés d'écoulement de la poudre dans les conditions de faible contrainte
This research has been dedicated to evaluate the reliability of the FT4 and to improve the current tests for a better and convenient powder characterization. Firstly, efforts are made to explore the differences between the compaction test provided by the FT4 and the traditional tapped density measurement. Results indicate that the FT4 compaction test has good repetability but it may underestimate powder compressibility. This method can be optimized by improving its initialization procedure to give consistent results as the tapped density measurement. Secondly, the shear tests provided by the FT4 are evaluated by comparing with the methodologies provided by Schulze Ring Shear Tester and Evolution Powder Tester. This comparison indicates that the FT4 shear cell test may underestimate powder strength, especially when a cohesive powder sample is measured, which may cause blockage when using the FT4 method to design a silo. To overcome this shortage, the dimensions of the shear accessories should be optimized. Most importantly, a new characterization technique has been developed. ln this method, powder materials present periodic motions and the cycle time of the periodic flow can be linked to the powder flow properties. This method has very good capability to identify and classify powder flow properties under low stress conditions

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Ansart, Renaud. "Émission de poussières lors de la manipulation de poudre : interaction entre les particules en mouvement et l'air ambiant". Toulouse, INPT, 2007. http://ethesis.inp-toulouse.fr/archive/00000594/.

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Abstract (sommario):

Quand des matériaux pulvérulents sont manipulés, il est inévitable qu'une partie soit dispersée dans l'atmosphère environnante, ce qui conduit à une mise en suspension dans l'air et à des dépôts sur les surfaces. Il y a risque pour la santé des opérateurs sur les lieux de travail, s'ils entrent en contact direct avec les particules en suspension dans l'air par toucher, ingestion, ou par inhalation avec des risques spécifiques de maladies professionnelles tels que des cancers ou des empoisonnements si les produits sont toxiques ou nocifs. Le but de ce travail a été de concevoir, de réaliser et d'exploiter un pilote exprimental afin d'étudier les mécanismes de mise en suspension de poussières lors du déversement de poudre d'un silo. Le panache formé a été observé et caractérisé par des mesures optiques de distribution de taille de particules, de vitesse et d'analyse d'images, ainsi que des bilans globaux de matière. Ces mesures ont ensuite été confrontées à un modèle numérique
In all cases where powders are handled there is the risk of particles becoming dispersed in the atmosphere leading to suspension in air and eventually deposits on surfaces. Suspension in air means loss of product and more seriously risks to health when operators come into contact with powders by ingestion, or inhalation. Thiscan lead to health problems such as lung cancer or even poisoning if the powders are toxic. This work has been carried out to an experimental set up characterising the mechanisms of dust emission from a falling stream of powders. The aim of this thesis is to design and build an experimental set-up to study the mechanisms by which particles become suspened in air from a stream of particles falling from a silo. The characteristics of the falling stream are observed and measured by optical methods involving, PIV, image analysis and laser diffraction particle size analysis. Mass balances on solids and induced air are determined and compared with a numerical model

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Pietraccini, Matteo. "Mechanisms involved in the fast combustion of organic powders : application to dust explosions". Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2022. http://www.theses.fr/2022LORR0290.

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Abstract (sommario):

Le risque industriel lié aux explosions de poussières est communément accepté comme élevé par la communauté scientifique, et il doit être réduit au minimum pour améliorer les conditions de travail. Cependant, la méconnaissance des phénomènes impliqués, combinée à une faible prise de conscience générale de nombreuses réalités industrielles, transforme les explosions de poussières en scénarios accidentels profondément dangereux. La manipulation des poudres est une brique fondamentale de la réalité industrielle contemporaine, et aucun raccourci ne peut être choisi pour la contourner. Pour cette raison, les explosions de poussières se confondent avec une grande variété de processus et doivent être étudiées et bien comprises. Dans la seconde moitié du XXe siècle, une transition énergétique a déstabilisé le secteur des énergies fossiles, le rendant de plus en plus vert. En conséquence, la biomasse lignocellulosique était et est toujours l'une des sources de bioénergie les plus populaires dans le monde. En outre, son énorme polyvalence et les progrès technologiques importants ont permis d'entamer la concurrence avec les combustibles fossiles. Le développement du secteur de la bioénergie et l'explosion de poussières sont les deux acteurs de ce travail. Par conséquent, les explosions de poussières organiques ont été choisies comme sujet d'étude, comprises et caractérisées pour contribuer à la connaissance scientifique de ces phénomènes. Elles peuvent être traitées comme des systèmes transitoires, turbulents et chargés de particules, ce qui les rend complexes et loin d'être simples à comprendre. Plusieurs phénomènes physico-chimiques sont impliqués dans le global. Tout d'abord, une étape de dispersion est inévitable dans une explosion de poussières. Dans cette phase, les caractéristiques de la poudre peuvent changer et avoir un impact important sur son comportement. Ensuite, les interactions entre particules sont responsables de l'agglomération et de la désagglomération dans le nuage de poussière ainsi formé. Là encore, elles peuvent modifier les caractéristiques du système, influençant son comportement thermique. Les forces cohésives peuvent conduire à une forte agrégation des particules, ce qui a notamment une incidence sur l'échelle de temps de chauffage des particules. Une large sélection de poudres organiques a été testée, et leur tendance à s'agglomérer en un nuage de poussière a été quantifiée. Troisièmement, une brique fondamentale des explosions de poudres organiques est l'étape de pyrolyse, qui peut être considérée comme une dévolatilisation responsable de la création d'une atmosphère inflammable au sein du nuage de poussière. C'est souvent l'étape limitant la vitesse du processus global, et elle doit donc être bien analysée. Ensuite, la synergie potentielle entre les phases gazeuse et solide peut conduire à un système réactif différent de la somme des deux. De nouveaux phénomènes pourraient en découler. Par exemple, les transferts radiatifs de chaleur sont des acteurs majeurs dans la phase de propagation de la flamme, fortement dépendants de la concentration en poussière et de ses propriétés optiques. En conclusion, désireux de développer une méthode originale pour déterminer la vitesse de flamme laminaire des poudres organiques, trois appareils ont été sélectionnés et comparés. Les avantages et les inconvénients de chacun ont été listés et utilisés comme critères de choix
The industry's risk associated with dust explosions is commonly accepted as high by the scientific community, and it must be reduced to a minimum to improve working conditions. However, the lack of knowledge of the phenomena involved, combined with a scarce general awareness of numerous industrial realities, transforms the dust explosions into profoundly dangerous accidental scenarios. Powder manipulation is a fundamental brick of contemporary industrial reality, and no shortcut can be chosen to bypass it. For this reason, dust explosions are merged with a large variety of processes and need to be studied and well understood. In the second half of the XX century, an energetic transition destabilised the fossil energy sector, painting it greener and greener. As a result, lignocellulosic biomass was and still is one of the most popular worldwide bioenergy sources. Moreover, its enormous versatility and significant technological progress made it possible to start the competition with fossil fuels. The development of the bioenergy sector and the dust explosion are the two actors of this work. Therefore, organic dust explosions were chosen as a study subject, comprehended and characterised to contribute to the scientific knowledge of these phenomena. They can be treated as transient, turbulent, particle-laden systems, which makes them complex and far from being straightforward to understand. Several physicochemical phenomena are involved in the global one. First, a dispersion step is unavoidable in a dust explosion. In this phase, the powder's features may change and strongly impact its behaviour. Second, particle-to-particle interactions are responsible for agglomeration and deagglomeration in the dust cloud thus formed. Again, it can modify the system's characteristics, influencing its thermal comportment. Cohesive forces may lead to strong aggregation of the particles, which has notably a mark on the particle heating time scale. A large selection of organic powders was tested, and their tendency to agglomerate in a dust cloud was quantified. Third, a fundamental brick of organic powder explosions is the pyrolysis step, which can be seen as a devolatilisation responsible for creating a flammable atmosphere within the dust cloud. It is often the rate-limiting step of the global process, and it needs thus to be well analysed. Then, the potential synergy between the gaseous and solid phases can lead to a reactive system different from the sum of the two. Some new phenomena might be generated from this. For instance, radiative heat transfers are major players in the flame propagation phase, strongly dependent on the dust concentration and its optical properties. To conclude, willing to develop an original method to determine the laminar flame speed of organic powders, three apparatuses were selected and compared. The benefits and drawbacks of each were listed and used as choosing criteria

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Pessey, Vincent. "Elaboration de poudres inorganiques nanostructurées en milieux fluides supercritiques". Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2000. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00003497.

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Abstract (sommario):

Depuis 20 ans, de nouveaux procédés d'élaboration en milieux fluides supercritiques se développent afin de répondre à la demande de matériaux spécifiques. Ce travail s'inscrit dans ce cadre en proposant une nouvelle voie d'élaboration de poudres basée sur la décomposition thermique de précurseurs métalliques dans un solvant en conditions supercritiques. Dans ce travail, nous présentons deux nouvelles voies d'élaboration de poudres en milieux fluides supercritiques, l'une en mode fermé et l'autre en mode continu. Le contrôle de paramètres opératoires (nature du solvant, concentration en précurseur, viscosité du milieu réactionnel, temps de séjour) permet d'obtenir une large gamme de produits (Cu3N, Cu2O, Cu) de différentes taille, forme et structure. Un modèle de croissance, allant de la création de nucléi métalliques jusqu'à la formation de particules microniques, est proposé. Il rend compte de la croissance de particules en milieux fluides supercritiques et il est validé par nos résultats expérimentaux. La deuxième partie de ce mémoire présente une nouvelle voie d'enrobage de poudres en milieux fluides supercritiques, illustrée par deux exemples de réalisation de structures cœur-écorce. L'enrobage de particules de nickel microniques par du cuivre permet de mettre en évidence l'influence de l'écorce sur les propriétés magnétiques du nickel. Le deuxième exemple concerne la réalisation de structure SmCo5/Cu en vue de développer de nouveaux supports pour l'enregistrement magnétique. Dans un premier temps, de fines particules de SmCo5 sont obtenues par broyage mécanique et l'influence du temps et de la vitesse de broyage sur les propriétés de la poudre initiale est déterminée. Ensuite, ces échantillons sont enrobés et nous présentons la caractérisation des propriétés magnétiques de ces nouvelles structures SmCo5/Cu.

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Marcos, Daniel. "Développement de MOULes INNOVants à haute conductivité thermique pour l’injection de matières plastiques fabriquées par Selective Laser Melting (SLM/LBM)". Thesis, Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018PSLEM080.

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Abstract (sommario):

Cette thèse a pour objectif de proposer des matériaux adaptés aux attentes d’une empreinte de moule pour l’injection plastique, fabriquée couche par couche par fusion sélective par laser ou « Selective Laser Melting » (SLM). La réalisation d’outillages à haute productivité demande de concevoir des moules à multi-empreintes, à forte dissipation thermique et tenue à l’usure de façon à résister à l’injection de polymères agressifs à haute transition vitreuse et renforcés de fibres de verre. Ces empreintes de moule doivent être à même de supporter de fortes cadences et des cycles thermiques contraignants. La solution proposée dans cette thèse est de travailler sur la mise en forme par SLM de matériaux à haute conductivité thermique et haute dureté. Un premier matériau du commerce répondant partiellement à la demande industrielle a été proposé. Il s’agit d’un acier faiblement allié (42CrMo4). Une caractérisation de la poudre issue d’une atomisation au gaz a été entreprise et ses caractéristiques de mise en couche ont été évaluées. Sa mise en forme par fusion laser a permis d’identifier un ensemble de jeux de paramètres viables, permettant la construction d’inserts à qualité métallurgique satisfaisante. La mise au point d’un traitement thermique approprié vient parfaire l’étude de cet acier. La dernière partie de cette thèse s’attache à proposer le meilleur « design » de poudre pour la mise en forme par SLM de cermets à base WC répondant complétement au cahier des charges industriels. Cette étude reste toutefois exploratoire et se focalise sur l’identification de mécanismes métallurgiques (réactions, changements d’état solide/liquide et liquide/vapeur,…), de phénomènes thermocapillaires et de transports de matière par convection gazeuse
The aim of this thesis is to propose materials adapted to the needs of a mold cavity for plastic injection, manufactured layer by layer by "Selective Laser Melting" (SLM). The production of high productivity tools requires the design of multi-cavity molds, with high heat dissipation and wear resistance to resist the injection of aggressive polymers with highglass transition and glass fiber reinforced. These molds must be able to with stand high rates and binding thermal cycles. The solution exposed in this thesis is to work on the fabrication by SLM of materials with high thermal conductivity and high hardness. At first, a commercial material partially meeting industrial demand has been proposed. It is a low alloy steel (42CrMo4). A characterization of the powder from a gas atomization was undertaken and its layering characteristics were evaluated. The experiences, of melting it with a laser, have identified a set of viable parameters, allowing the construction of parts with satisfactory metallurgical quality. The development of a suitable heat treatment completes the studyof this steel. The last part of this thesis consist in a proposition of a "design" of powder for the fabrication by SLM of MetalMatrix Composites, with WC base, fulfilling the industrial specifications. However, this study remains exploratory and focused on the identification of metallurgical mechanisms (reactions, changes in solid / liquid and liquid/ vapor states, etc.), thermo-capillarity phenomena and matter transport by gas convection

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Jaffal, Basma. "Dynamique des fluides de grade deux". Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00640385.

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Abstract (sommario):

Cette thèse est consacrée à l'étude des équations des fluides de grade deux. Lorsque le coefficient matériel $\alpha$ est petit, ces équations peuvent etre considérées comme une perturbation singulière des équations de Navier-Stokes puisqu'elles font intervenir un terme de dérivée d'ordre trois. Dans une première partie, on considère les équations des fluides de grade deux en rotation rapide dans un tore tridimensionnel. On démontre deux résultats d'existence globale de solutions fortes . Dans le premier, on suppose que le coefficient matériel $\alpha$ est arbitraire et que les troisièmes composantes des moyennes verticales de la donnée initiale et du terme de force sont petites par rapport aux composantes horizontales. Dans le deuxième cas, on ne restreint pas la taille de la donnée initiale et du terme de force, mais on suppose que $\alpha$ est assez petit. Dans ces deux cas, on montre que le système des fluides de grade deux en rotation rapide converge vers un système limite couplé, composé d'un système linéaire et d'un système de fluides de grade deux à deux variables, mais à trois composantes. Une partie essentielle du travail consiste à démontrer l'existence globale des solutions de ce système limite à trois composantes. Dans la deuxième partie, on étudie le comportement asymptotique en temps grand du système des fluides de grade deux dans l'espace $\mathbb{R}^2$. En introduisant des changements de variables d'échelle et en écrivant des estimations d'énergie dans des espaces de Sobolev à poids polynomiaux, on démontre que, sous une condition de petitesse sur la donnée initiale, les solutions des fluides de grade deux convergent vers le tourbillon d'Oseen. On donne aussi une estimation du taux de convergence. La dernière partie de cette thèse porte sur la comparaison de la dynamique des équations des fluides de grade deux avec celle des équations de Navier-Stokes en dimension deux d'espace. On montre que, si $z_0$ est un point d'équilibre hyperbolique des équations de Navier-Stokes, le système des fluides de grade deux admet un unique point d'équilibre $z_{\alpha}$ dans un certain voisinage de $z_0$, si $\alpha$ est assez petit. Ensuite, on construit la variété locale instable de $z_{\alpha}$ et on la compare à celle de $z_0$.

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Mourtada, Basma. "Dynamique des fluides de grade deux". Paris 11, 2010. http://www.theses.fr/2010PA112284.

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Abstract (sommario):

Cette thèse est consacrée à l'étude des équations des fluides de grade deux. Lorsque le coefficient matériel dollar\alpha dollar est petit, ces équations peuvent être considérées comme une perturbation singulière des équations de Navier-Stokes puisqu'elles font intervenir un terme de dérivée d'ordre trois. Dans une première partie, on considère les équations des fluides de grade deux en rotation rapide dans un tore tridimensionnel. On démontre deux résultats d'existence globale de solutions fortes. Dans le premier, on suppose que le coefficient matériel dollar\alpha dollar est arbitraire et que les troisièmes composantes des moyennes verticales de la donnée initiale et du terme de force sont petites par rapport aux composantes horizontales. Dans le deuxième cas, on ne restreint pas la taille de la donnée initiale et du terme de force, mais on suppose que dollar\alpha dollar est assez petit. Dans ces deux cas, on montre que le système des fluides de grade deux en rotation rapide converge vers un système limite couplé, composé d'un système linéaire et d'un système de fluides de grade deux à deux variables, mais à trois composantes. Une partie essentielle du travail consiste à démontrer l'existence globale des solutions de ce système limite à trois composantes. Dans la deuxième partie, on étudie le comportement asymptotique en temps grand du système des fluides de grade deux dans l'espace dollar\mathbb{R}Λ2dollar. En introduisant des changements de variables d'échelle et en écrivant des estimations d'énergie dans des espaces de Sobolev à poids polynomiaux, on démontre que, sous une condition de petitesse sur la donnée initiale, les solutions des fluides de grade deux convergent vers le tourbillon d'Oseen. On donne aussi une estimation du taux de convergence. La dernière partie de cette thèse porte sur la comparaison de la dynamique des équations des fluides de grade deux avec celle des équations de Navier-Stokes en dimension deux d'espace. On montre que, si dollar z_0 dollar est un point d'équilibre hyperbolique des équations de Navier-Stokes, le système des fluides de grade deux admet un unique point d'équilibre dollar z_ {\alpha}dollar dans un certain voisinage de dollar z_0dollar, si dollar\alpha dollar est assez petit. Ensuite, on construit la variété locale instable de dollarz {\alpha}dollar et on la compare à celle de dollar z_0 dollar
This thesis is devoted to the study of the second grade fluid system. When the material coefficient dollar\alpha dollar is small, these equations can be considered as a singular perturbation of the Navier-Stokes equations since they involve a third order derivative term. Ln the first part, we consider the equations of a rotating incompressible non-Newtonian fluid flow of grade two in a three dimensional torus. We obtain two different results of global existence of strong solutions. Ln the first case, we consider an arbitrary coefficient dollar\alpha dollar and we suppose that the third components of the vertical average of the initial data and of the forcing term are small compared to the horizontal components. Ln the second case, we consider a forcing term of arbitrary size and large initial data but we need to restrict the size of dollar\alpha dollar. Ln both cases, we show that the system of a rotating second grade fluid converges to a limit system composed of a linear system and a second grade fluid system with two variables and three components. The global existence of solutions of this limit system with three components plays a big role in the proof. Ln the second part, we study the large time behavior of solutions of the second grade fluid system in the space dollar\mathbb{R}Λ2dollar. Using scaling variables and performing energy estimates in weighted Sobolev spaces, we prove that the solutions of the second grade fluid equations converge to the Oseen vortex, if the initial data are small enough. We also give an estimate of the rate of convergence. The last part of this thesis concerns the study of the comparaison of the dynamics of the second grade fluid system with the ones of the Navier-Stokes equations, in the two-dimensional case. We show that, if dollar z_0 dollar is an hyperbolic equilibrium point of the Navier-Stokes equations, the second grade fluid system has a unique equilibrium point dollar z_ {\alpha}dollar in a neighborhood of dollar z_0 dollar , if dollar\alpha dollar is small enough. Next, we construct the local unstable manifold of dollar z_ {\alpha}dollar and we compare it to the local unstable manifold of dollar z_0 dollar

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Pachón-Morales, John Alexander. "Torrefaction and grinding of lignocellulosic biomass for its thermochemical valorization : influence of pretreatment conditions on powder flow properties". Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019SACLC051.

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Abstract (sommario):

Une technologie prometteuse pour répondre à la demande croissante en énergie renouvelable est la gazéification de biomasse lignocellulosique pour la production de biocarburants de deuxième génération. Ce procédé nécessite une alimentation en biomasse sous forme de poudre. Les problèmes de convoyage et de manipulation liés à la faible coulabilité de la biomasse broyée sont un verrou pour l’industrialisation des procédés BtL. La torréfaction comme procédé de prétraitement, en plus d'augmenter densité énergétique de la biomasse, peut influencer également les propriétés des particules obtenues après broyage, et en conséquence, l’écoulement des poudres. L'évaluation de l'écoulement des poudres de biomasse sous différentes conditions de consolidation est essentielle pour concevoir des technologies de manipulation et de convoyage efficaces.L'objectif de ce travail est d'évaluer l'effet des conditions de torréfaction et de broyage sur l’écoulement de poudres de biomasse. Une première partie consiste en une étude expérimentale dans laquelle la coulabilité d'échantillons torréfiés sous différentes intensités a été évaluée à l'aide d'un appareil de cisaillement annulaire. La coulabilité est corrélée à l'intensité de la torréfaction (mesurée par la perte de masse globale) pour deux essences différentes. La forme des particules semble être le paramètre qui influence de manière prédominante la coulabilité des poudres à l'état consolidé. La caractérisation de la coulabilité à l’état non consolidée a été effectuée à l'aide d'un tambour rotatif par l’analyse des avalanches des poudres. Des corrélations entre les caractéristiques des particules et la coulabilité sont ainsi établies. La modélisation de l'écoulement de la biomasse à l'aide de la Méthode des Éléments Discrets (DEM) constitue une deuxième partie de cette recherche. La taille submillimétrique des particules de biomasse, ainsi que leur faible densité, leur forme allongée et leur comportement cohésif sont des défis pour l’implémentation d’un modèle de réaliste d’écoulement particulaire en DEM. Un modèle DEM des particules de biomasse est mis en œuvre à l'aide d'une représentation simplifiée (assemblement de sphères) à gros grains de la forme des particules, ainsi que d'un modèle de force cohésif. Une procédure systématique de calibration des paramètres DEM permet d'obtenir un ensemble de paramètres ajustés. L'évolution expérimentale des contraintes de cisaillement d’une poudre dans un état consolidé peut alors être reproduite de façon réaliste. De même, le comportement d’avalanche des poudres dans un tambour tournant est également bien reproduit par les simulations, de façon qualitative et quantitative. Ces résultats mettent en évidence le potentiel des simulations DEM pour étudier l'effet des caractéristiques des particules, qui sont influencées par la torréfaction et les conditions de broyage, sur le comportement d'écoulement de la biomasse en poudre
Gasification of lignocellulosic biomass for production of second-generation biofuels is a promising technology to meet renewable energy needs. However, feeding and handling problems related to the poor flowability of milled biomass considerably hinder the industrial implementation of Biomass-to-Liquid processes. Torrefaction as pretreatment step, in addition to improving energy density of biomass, also affects the properties of the milled particles (namely size and shape) that significantly influence flow behavior. The evaluation of biomass flow characteristics under different flow conditions is essential to design efficient and trouble-free handling solutions.The aim of this work is to assess the effect of the torrefaction and grinding conditions on the biomass flow behavior. A first part consists of an experimental study in which the flow properties of samples torrefied under different intensities were obtained using a ring shear tester. Flowability is correlated to the intensity of torrefaction, as measured by the global mass loss, for two different wood species. Particle shape seems to be the predominant parameter influencing flowability of powders in a consolidated state. Characterization of non-consolidated flowability through avalanching analysis using an in-house rotating drum was also conducted. Correlations between particle characteristics and flow behavior are thus established.The modelling of biomass flow using the Discrete Element Method (DEM) constitutes a second major part of this research. Challenging aspects of biomass particle modeling are their submillimetric size, low density, elongated shape and cohesive behavior. A material DEM model is implemented using a simplified (multisphere) upscaled representation of particle shape, along with a cohesive contact model. A systematic calibration procedure results in an optimal set of DEM parameters. The experimental shear stress evolution and yield locus can then be realistically reproduced. The avalanching behavior of the powders is also well captured by simulations, both qualitatively and quantitatively. These results highlight the potential of DEM simulations to investigate the effect of particle characteristics, which are driven by torrefaction and grinding conditions, on the flow behavior of powdered biomass

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Lamoine, Jacques. "Dynamique d'un vortex étiré". Paris 7, 2005. http://www.theses.fr/2005PA077218.

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Abstract (sommario):

Cette thèse porte sur l'analyse expérimentale d'un vortex étiré. Un vortex est généré à l'aide du montage des aspirateurs rotatifs mis au point au laboratoire PMVH. Ce montage permet de contrôler indirectemert la vorticité et la taille du vortex. L'analyse de la dynamique du vortex s'effectue à l'aide D’un système de PIV mesurant les trois composantes de la vitesse. Un algorithme est réalisé pour détecter le coeur du vortex sur chaque champ instantané de vitesse. Cet algorithme est utile afin D’extraire des données pertinentes sur la dynamique du vortex malgré des incertitudes importantes sur les champs instantanés. Cette analyse, couplée à des observations à l'aide de colorants, permet d’obtenir des informations nouvelles sur la dynamique d'un vortex étiré en fonction des conditions extérieures
This work is about the experimental analysis of a stretched vortex. A vortex is generated thanks to a setup made by PMVH laboratory. This setup can undirectly control the size and and vortidty of the vortex. Vortex dynamics is analysed by using particle image velocimetry with three components of speed. An ‘homemaid’ algorythm is using for detecting vortex's core on every instant velocity field. It helps us to extract relevant datas from noisy instant velocity fields. The analysis of those datas, coupled with observations, leads us to a more accurate understarding of the influence of external conditions on stretched vortex dynamics

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Géraud, Baudouin. "Mouillage et dynamique confinée de fluides complexes". Thesis, Lyon 1, 2013. http://www.theses.fr/2013LYO10170.

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Abstract (sommario):

Les fluides complexes tels que les gels, les pâtes ou les émulsions présentent une large gamme d'applications, tant dans la vie quotidienne que dans l'industrie. Parmi ces fluides, les fluides dits ”à seuil” se comportent soit comme des solides élastiques, soit comme des fluides nonnewtoniens selon la contrainte qu'on leur applique. Ces propriétés sont décrites par des lois phénoménologiques (telle que la loi d'Herschel Bulkley), bien que leurs origines soient encore mal comprises. Dans cette thèse, nous nous intéressons à la question des petites échelles, où la structure et les phénomènes interfaciaux jouent des rôles prépondérants dans les écoulements. Ce travail expérimental a été essentiellement mené sur du carbopol, un microgel de polymères et un fluide à seuil modèle. L'étude se concentre essentiellement sur trois points : – La caractérisation rhéologique et structurale des échantillons. L'accent est porté sur l'influence du protocole de préparation sur les propriétés des gels.– Le cas des écoulements confinés de fluides complexes. Ce travail met en évidence l'existence d'effets non-locaux aux échelles micrométriques, faisant intervenir une taille caractéristique interprétée dans le cadre du modèle de fluidité. – Les ascensions capillaires de fluides complexes, aux échelles millimétriques. En revisitant l'expérience classique des ascensions capillaires dans le cas des fluides complexes, cette étude propose une extension de la loi de Jurin au cas des fluides à seuil. Il est montré que cette expérience simple permet de mesurer la tension de surface et quelques paramètres rhéologiques de fluides complexes tels que le seuil et l'exposant d'Herschel-Bulkley
Complex fluids such as gels, pastes or emulsions have a wide range of applications, both in everyday life and in the industry. Among them, Yield Stress Fluids (YSF) behave either as solids or as non-Newtonian fluids depending on the shear stress applied. These features are modeled by phenomenological laws ( such as the Herschel-Bulkley one ) although their origins are still poorly understood. In this thesis, we focus on the issue of small lengthscales where the structure and interfacial phenomena play predominant roles in the flows. This experimental work was essentially carried out on carbopol, a polymer microgel and a model YSF. The study mainly focuses on three points : – The rheological and structural characterization of the samples. The emphasis is put on the influence of the preparation protocol on the microgel properties. – The case of confined flows of complex fluids. This work highlights the existence of nonlocal effects at the micrometer scales, involving a characteristic length, interpreted in the frame of the fluidity model. – Capillary ascents of complex fluids, involving millimeter scales. This work suggests an extension of Jurin’s law to the case of YSFs. It is shown that this simple experiment allows to measure the surface tension and some rheological parameters of complex fluids such as the yield stress and the Herschel-Bulkley exponent

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Deville, Eric. "DYNAMIQUE DES PRISMES OROGÉNIQUES, LE RÔLE DES FLUIDES". Habilitation à diriger des recherches, Université Montpellier II - Sciences et Techniques du Languedoc, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00751962.

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Abstract (sommario):

Les travaux présentés dans ce dossier présenté pour l'obtention d'une Habilitation à Diriger des Recherches (HDR) concernent le rôle des fluides dans les prismes orogéniques. L'exposé s'organise autour de trois approches, (1) une approche intégrée sur des chantiers emblématiques: un prisme d'accrétion mature (le prisme de la Barbade) et une chaîne de collision (les Alpes occidentales), (2) une approche méthodologique, et (3) une approche thématique sur des processus mal connus. On présente ainsi les problèmes de structure et de dynamique des orogènes convergents depuis la subduction (exemple Barbade), jusqu'à la collision (exemple Alpes). On montre également quelques illustrations des apports de la modélisation analogique et numérique à la compréhension des systèmes orogéniques et on présente des outils de calibration de l'histoire thermique dans ce type de contexte. Enfin, on discute des connaissances et des lacunes concernant les régimes de pression, la dynamique des fluides et les aspects mobilisation sédimentaire. Quelques interrogations et voies de réflexion sont présentées à propos des interactions fluides et évolution rhéologique des prismes orogéniques, avant de déboucher sur un bilan des travaux et des perspectives de recherche.

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Funfschilling, Denis. "Dynamique de bulles dans des fluides rhéologiquement complexes". Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1999. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/INPL_T_1999_FUNFSCHILLING_D.pdf.

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Abstract (sommario):

Les conditions de fonctionnement d'une colonne à bulles sont étudiées en fluides newtoniens et non-newtoniens. L'influence de la rhéologie des fluides sur le phénomène de coalescence en ligne est étudiée au niveau d'un train de bulles. Dans les fluides viscoélastiques, le nombre de bulles dans un train de bulles diminue fortement avec la distance à l'orifice par suite de coalescences. En faisant varier la distance entre deux buses d'injection traversées par un même débit de gaz, on constate que pour des fluides hautement viscoélastiques, l'influence d’un train de bulles sur l'autre est négligeable. Ainsi, la coalescence en ligne semble être un phénomène interne au train de bulles. Le champ de vitesses autour d'une bulle est mesuré par la méthode P. I. V. (Particle Image Velocimetry). Dans les fluides viscoélastiques, le champ de vitesses permet de connaître la taille et l'importance de la traînée négative, ainsi que de découvrir l'existence d'une zone en forme de cône creux située autour de cette traînée négative et dont les recteurs sont dirigés vers les côtés de la bulle. Cette traînée négative est une particularité des fluides viscoélastiques. La biréfringence d'écoulement montre que des contraintes existent autour de la bulle et qu'elles se relaxent lentement dans la traîné de la bulle. Enfin, la mesure du champ de vitesses autour d'un train de bulles montre qu'en fluide newtonien, un train de bulles est à l'origine d'une importante recirculation du fluide, alors que pour un fluide viscoélastique, cette recirculation est très faible voire inexistante.

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Makhlof, Hasan. "Dynamique des Fluides Relativistes : Théorie et Approximation Numérique". Paris 6, 2012. http://www.theses.fr/2012PA066523.

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Abstract (sommario):

Nous nous intéressons à des modèles d'évolution de fluides compressibles relativistes dans un espace-temps courbe, lequel est soit fixé a priori, soit déterminé par couplage avec les équations d'Einstein de la relativité générale. Sous une hypothèse de symétrie plane ou radiale, nous formulons des équations aux dérivées partielles de type hyperbolique nonlinéaire à une dimension d'espace, et nous étudions l'existence et la stabilité de certaines classes de solutions pertinentes du point de vue physique. Nous développons une méthode géometrique de volumes finis pour l'approximation numérique de ces problèmes de relativité numérique, et étudions l'écroulement gravitationnel d'un fluide compressible autogravitant (c'est-à-dire, soumis à son propre champs de gravitation) et la formation de surfaces piégées au cours de l'evolution donnée par les équations d'Einstein-Euler.

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Salvert, Marie Adolphe François de. "Étude sur le mouvement permanent des fluides". Paris : Bibliothèque universitaire Pierre et Marie Curie (BUPMC), 2009. http://jubil.upmc.fr/sdx/pl/toc.xsp?id=TH_000284_001&fmt=upmc&idtoc=TH_000284_001-pleadetoc&base=fa.

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Agullo, Olivier. "Dynamique des tourbillons et statistique des vortex ponctuels". Aix-Marseille 1, 1997. http://www.theses.fr/1997AIX11067.

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Abstract (sommario):

Le theme general de ce memoire est l'etude de differents processus et phenomenes physiques lies aux ecoulements tourbillonaires. Il est constitue de trois parties independantes. Dans le premier chapitre, on s'interesse a un ecoulement de beltrami quasi-symetrique. Les ecoulements de beltrami bien que possedant un champ de vitesse stationnaire presentent une topologie des lignes de courant chaotique. Les proprietes d'advection et de transport qui en resultent sont etudiees a partir de simulations numeriques. Un modele de marche aleatoire sur un reseau discret, qui utilise le caractere quasi-symetrique de l'ecoulement et reproduit les principales caracteristiques observees numeriquement, est ensuite presente. Enfin, en effectuant le passage a la limite continue du modele, on obtient un processus stochastique non-markovien qui satisfait a une equation de diffusion non-locale. Dans le second chapitre, on regarde la dynamique de deux vortex ponctuels dans un milieu visqueux. Elle peut etre decrite a partir d'une equation de type fokker-planck. Une solution exacte est deduite dans le cas ou les deux vortex ont des circulations identiques. Un processus de fusion est mis en evidence. La limite d'une viscosite tendant vers zero est aussi etudiee et permet de voir que la distribution de probabilite de la distance des deux vortex est geometriquement concentree sur une structure en forme de spirale. Le troisieme chapitre porte sur l'etude de la thermodynamique des vortex ponctuels. Dans un premier temps, on deduit les equations pour la fonction courant lorsque le systeme est a l'equilibre et dans la limite d'un nombre infini de vortex ponctuels. On considere le cas ou les circulations sont des variables aleatoires et n'ont donc pas leurs valeurs fixees. Dans un second temps, on presente quelques resultats relatifs a l'introduction d'une longueur d'interaction de portee finie dans le systeme et en particulier on montre qu'il existe des solutions caracterisees par une localisation spatiale de la vorticite.

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Thomas, Thierry. "Contribution à la compréhension des phénomènes physiques et métallurgiques intervenant pendant la consolidation dynamique de poudre". Paris, ENMP, 1992. http://www.theses.fr/1992ENMP0359.

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Abstract (sommario):

Cette these a porte sur la comprehension des phenomenes physiques intervenant durant la consolidation dynamique d'une poudre metallique. Le cuivre a ete choisi comme materiau modele en raison de la bonne connaissance des lois de comportement de ce materiau a l'etat massif. Une etude parametrique a permis d'identifier les mecanismes de consolidation et les parametres pertinents influant sur ces mecanismes. Ainsi, l'effet du niveau de pression, du temps d'application, de la granulometrie et d'un traitement thermique de la poudre avant consolidation a ete etudie. Un modele de comportement a ete elabore prenant en compte les travaux de maxwell, de reaugh et de taylor. Ce modele permet de simuler avec une bonne precision la phase de compression comme la phase de detente. L'introduction du modele de taylor permet de predire la position des zones endommagees. Ceci en fait un outil precieux de pre-dimensionnement et d'analyse. Une experience a ete mise au point permettant la mesure de la contrainte en continu dans la poudre. Ceci a permis de connaitre l'hugoniot de la poudre et de realiser une analyse lagrangienne. Les resultats de caracterisation par microdurete, par mesure de densite et par metallographie ont ete analyses et compares aux previsions des calculs. La qualite de resultas acquis a l'occasion de cette confrontation experience-calcul permet d'orienter les travaux de recherche futurs pour affiner la modelisation

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Rivoalen, Elie. "Étude numérique et expérimentale de tourbillons de sillage proches d'une surface libre". Le Havre, 1994. http://www.theses.fr/1994LEHA0007.

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Abstract (sommario):

Ce travail a pour objet l'étude numérique et expérimentale d'un appendice de navire et de son sillage situes près de la surface de l'eau. Des méthodes intégrales sont utilisées pour modéliser l'écoulement incompressible de fluide parfait sous la surface libre. Les zones rotationnelles sont modélisées en utilisant une discrétisation particulaire en description lagrangienne du sillage tourbillonnaire. Dans ce cadre des développements théoriques sur le traitement non linéaire du sillage ont été menés. On introduit un premier modèle de diffusion tridimensionnel du rotationnel : il associe un déplacement déterministe des particules suivant la direction donnée par la composante locale du tourbillon et une méthode intégrale suivant les deux autres directions. Un second modèle permet de traiter une perturbation périodique imposée au sillage tourbillonnaire par un traitement asymptotique des différents termes intervenant dans l'équation d'Helmholtz. Ces deux modelés permettent d'ores et déjà d'envisager d'autres applications. L'étude expérimentale de l'écoulement a surface libre près d'un profil immerge en canal hydrodynamique nous a amenés à développer un dispositif optique de mesure de surface libre (mesure locale et non intrusive en régime instationnaire). Les résultats expérimentaux sont en bon accord avec les simulations numériques

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Mathieu, Vincent. "Contribution à l'étude de la dynamique d'étalement de fluides newtoniens". Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2002. http://www.theses.fr/2002INPL020N.

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Abstract (sommario):

Le travail présenté concerne l'étude de la dynamique d'étalement de gouttes de fluides newtoniens sur un substrat solide, étude à caractère fortement expérimental. Nous avons plus particulièrement envisagé l'influence de trois paramètres fondamentaux à savoir la viscosité et la tension superficielle du liquide, et le volume de la goutte. Le choix de mélanges eau-glycérol auxquels sont éventuellement ajoutées de faibles quantités d'un tensioactif, le Plantacare, permet de balayer de larges gammes de viscosité et de tension superficielle et ce indépendamment l'une de l'autre. Le verre est apparu comme le solide le plus approprié au regard de sa bonne mouillabilité et d'une faible rugosité de surface. Les mises en œuvre d'un dispositif expérimental et d'une procédure de traitement d'images originale ont permis de suivre en temps réel l'étalement d'une goutte posée et d'en déduire l'évolution de ses dimensions caractéristiques. Il est ainsi possible de déterminer la vitesse d'étalement définie comme la vitesse d'avancée de la ligne triphasique. Nous avons ainsi mis en évidence l'existence de plusieurs régimes d'écoulement successifs pendant la durée de l'étalement. La confrontation de nos résultats avec les modèles théoriques existants n'est pas satisfaisante dans la mesure où ces modèles décrivent des situations simples, pour lesquelles le régime d'écoulement est bien défini et invariant. Une approche en terme d'analyse dimensionnelle a néanmoins permis d'établir un modèle empirique qui décrit, pour un régime donné, l'évolution du rayon comme une fonction du nombre capillaire, rapport des forces visqueuses aux forces capillaires. La distinction des différents régimes s'appuient alors sur l'analyse de nombre de Bond, rapport des forces de gravité aux forces capillaires.

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Coulaud, Olivier. "Dynamique de systèmes d'équations non-newtoniens". Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00872805.

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Abstract (sommario):

Cette thèse a pour objet l'étude du comportement asymptotique des solutions des équations des fluides de grades 2 et 3. Dans le premier chapitre, on étudie les profils asymptotiques au premier ordre des solutions des équations des fluides de grade 2 en dimension 3. On démontre que les solutions des équations des fluides de grade 2 convergent vers des solutions particulières et explicites des équations de la chaleur, lorsque le temps tend vers l'infini. Ce résultat montre en particulier que les fluides de grade 2 se comportent asymptotiquement comme les fluides newtoniens régis par les équations de Navier-Stokes. Pour cette étude, on utilise les variables d'échelles (ou variables autosimilaires), et on effectue des estimations d'énergies dans divers espaces fonctionnels, en particulier dans des espaces de Sobolev à poids polynomiaux. La description des profils asymptotiques est obtenue sous des conditions de petitesse sur les données initiales de l'équation.Le second chapitre de cette thèse traite des profils asymptotiques à l'ordre 1 des solutions des équations des fluides de grade 3 en dimension 2. À l'instar des résultats du premier chapitre, on obtient ici aussi la convergence des solutions de ces équations vers des solutions explicites des équations de la chaleur. Les outils utilisés pour cette étude sont semblables à ceux utilisés pour les fluides de grade 2 en dimension 3, à savoir les variables autosimilaires et des estimations d'énergies. Dans ce cas aussi, on conclut que les fluides de grade 3 se comportent asymptotiquement comme les fluides newtoniens.Dans le dernier chapitre, on étudie l'existence d'un attracteur pour les équations des fluides de grade 3 en dimension 2 avec des conditions périodiques. On considère donc les solutions faibles de ces équations à données initiales dans l'espace de Sobolev H¹. Ces solutions faibles définissent un semi-groupe généralisé. Ensuite, on montre que les solutions à données initiales dans H² possèdent un attracteur global pour la topologie H¹. Pour ce travail, on utilise un schéma de Galerkin, des estimations a priori et une méthode de monotonie. Les principales difficultés que l'on rencontre sont liées au peu de régularité des données initiales et au fait que l'on ne sait par si les solutions des équations des fluides de grade 3 à données H¹ sont uniques.

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Sous, Damien. "Dynamique tourbillonnaire en milieu peu profond". Bordeaux 1, 2003. http://www.theses.fr/2003BOR12758.

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Abstract (sommario):

Les milieux peu profonds font partie de notre environnement proche : les zones littorales, les lacs, les lagunes ou encore les milieux océaniques ou atmosphériques stratifiés. La connaissance des écoulements en milieu peu profond et de leurs propriétés de transport est primordiale pour comprendre la morphologie des lits de rivières ou des zones côtières et pour l'analyse des paramètres naturels et anthropogéniques (chaleur, solides dissous ou en suspension, espèces biologiques), ainsi que pour les prévisions météorologiques. Les observations réalisées sur ces milieux ont mis en évidence un dynamique particulière liée au confinement vertical. On peut assister à la formation de gros tourbillons horizontaux dont la taille excède très largement la profondeur. Ce travail de thèse vise à améliorer la compréhension de ces phénomènes physiques dans le cas d'une dynamique tourbillonnaire générée par un jet impulsionnel turbulent. Grâce à deux dispositifs expérimentaux complémentaires, l'un à petite échelle au laboratoire Master et l'autre à grande échelle sur la plaque Coriolis, nous avons caractérisé la transition d'un milieu profond à un milieu peu profond. Cette transition est contrôlée par un paramètre adimensionnel que nous avons appelé le nombre de confinement C. Lorsque C est faible, le comportement observé relève de la turbulence tridimensionnelle, le milieu est profond. Pour de grandes valeurs de C, on assiste au développement d'une dynamique de turbulence quasi-bidimensionnelle, le milieu est qualifié de peu profond. En milieu peu profond, les jets pulsés se structurent en gros tourbillons de type dipôles. Une étude détaillée de ces dipôles, à la fois à petite échelle (dipôles laminaires) et à grande échelle (dipôles turbulents), a montré l'existence d'un rouleau frontal généré par la friction sur le fond. L'analyse de ces processus physiques a permis de construire un modèle théorique de dipôle dont les prédictions sont comparées avec succès aux résultats expérimentaux
The shallow water flows are found in lowland rivers, coastal areas, lakes, and stratified atmospheric and oceanic flows. A proper knowledge of shallow flows and their transport capacities is of great importance for predicting the flow in and morphology of riverbeds and coastal zones, for the analysis of natural and anthropogenic parameters(heat, dissolved and suspended solids, biological species) and for weather forecasting. The observations carried out on shallow flows have revealed a particular dynamics: the vertical confinement can induce the formation of large horizontal vortices, which size greatly exceeds the depth. The aim of the thesis is to improve the knowledge of these physical processes in the case of a vortex dynamics generated by a turbulent impulsive jet. Two experimental campaign, one at small scale at the Master laboratory and the other one on the Coriolis turntable, have been performed to characterize the transition from a deep water layer to a shallow water layer. This transition is controlled by a dimensionless parameter we have called the confinement number C. When C is weak, the behaviour corresponds to three-dimensional turbulence, the water layer is deep. When C is great, the impulsive jet develops in a quasi-two-dimensional turbulence, the water layer is shallow. When the water layer is shallow, impulsive jets generate large horizontal vortices. A detailed study of these dipoles, laminar at small scale and turbulent at large scale, has shown the presence of a vertical circulation in the dipole front. The experimental results have been successfully compared with an original theoretical model

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Chen, Qiang. "Modélisation numérique thermomécanique de fabrication additive par fusion sélective de lit de poudre par laser : Application aux matériaux céramiques". Thesis, Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018PSLEM004/document.

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Abstract (sommario):

L'application du procédé SLM est limitée par la difficulté à contrôler le procédé. Son application aux céramiques est particulièrement difficile en raison de leur faible absorption au laser et de leur faible résistance au choc thermique. La maîtrise de ce procédé nécessite une compréhension complète du transfert de chaleur, de la dynamique des fluides et de la mécanique des solides. Dans ce travail, nous proposons un modèle numérique pour la simulation du procédé SLM appliqué aux céramiques. Le modèle est développé à l'échelle du cordon et avec l'hypothèse d'un lit de poudre continu. Il est basé sur la méthode level set et l'homogénéisation multiphasique, avec laquelle nous sommes capables de suivre l'évolution de l'interface gaz/matière et les transformations de phase. La simulation dévelopée permet d'étudier l'influence des propriétés du matériau et des paramètres du procédé sur la température, la forme du bain liquide, la dynamique des fluides et la mécanique des solides. En dehors de la puissance du laser et de la vitesse de balayage, l'absorption du matériau est également importante pour la thermique et la forme du bain liquide. Avec la dynamique des fluides, la forme convexe du cordon est obtenue sous tension de surface. Les gouttelettes liquides se forment lors de la fusion de la poudre et créent une instabilité du bain. Ceci entraîne une irrégularité du cordon après solidification. L'effet Marangoni, provoqué par le gradient surfacique de la tension de surface, est étudié. Son influence sur la répartition de la température, la forme du bain liquide et la régularité du cordon est évoquée. Cet effet peut lisser la surface du cordon avec ∂γ/∂T négatif. En augmentant la vitesse de balayage, la surface du cordon devient plus irrégulière. L'effet de « balling » est reproduit avec une vitesse de balayage élevée. Cela peut être utile pour trouver le régime donnant une forme de cordon régulière étant données la puissance et la vitesse du laser. Le défaut de fissuration est délétère dans la fabrication additive. L'utilisation d'un laser auxiliaire peut aider à éviter ce défaut en diminuant la contrainte de traction maximale. Le mode de fonctionnement de ce laser auxiliaire reste un sujet intéressant à étudier et quelques pistes ont été données par les simulations présentées. Le modèle est validé par la comparaison de la forme du bain liquide avec des expériences dans différentes conditions de procédé. Les simulations peuvent également révéler la tendance de variation de la surface du cordon dans certains cas. Par la simulation de la déposition de cordons multiples, l'influence de taux de recouvrement sur la surface d'une couche, la température et l'évolution de contrainte est soulignée
The application of SLM process is limited by the difficulty of process control. Its application to ceramics is especially challengeable due to their weak absorption to laser and weak resistance to thermal shock. The mastery of this process requires a full understanding of heat transfer, fluid dynamics in melt pool and solid mechanics. In this work, we propose a numerical model for the simulation of SLM process applied to ceramics. The model is developed at the track scale and with the assumption of continuous powder bed. It is based on level set method and multiphase homogenization, with which we are able to follow the evolution of gas/material interface and phase transformation. Simulations are performed to study the influence of material properties and process parameters on temperature, melt pool shape, fluid dynamics and solid mechanics. Apart from the laser power and scanning speed, material absorption is also found to be important to the thermal behavior and the melt pool shape. With the fluid dynamics, convex shape of track cross section is achieved under surface tension. Besides that, liquid droplets collapsing formed by the melting of powder create melt pool instability when falling, thus leading to track irregularity after solidification. The Marangoni effect, caused by surface tension gradient at gas/material interface, is investigated. Its influence on temperature distribution, melt pool shape and track regularity is recognized. One interesting finding is the smoothing effect of track surface with negative ∂γ/∂T. When combine surface tension with scanning speed, track surface becomes more irregular with the increase of scanning speed. The well-known balling effect is reproduced with high scanning speed. This can be helpful to find the regime for regular track shape with given laser power and scanning speed. Cracking defect is deleterious in additive manufacturing. The use of an auxiliary laser can help to avoid this defect by decreasing the maximum tensile stress. The process mode of this auxiliary laser remains an interesting subject to be studied and some guidelines have been given by the presented simulations. The model is validated by the comparison of melt pool shape with experiments under different process conditions. Simulations can also reveal the tendency of track surface variation for certain cases. By the application to multi-track deposition, the influence of hatch distance on layer surface, temperature and stress evolution is emphasized

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Jenny, Mathieu. "Etude de la transition au chaos d'une sphère en ascension ou en chute libre dans un fluide newtonien". Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2003. http://www.theses.fr/2003STR13109.

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Ferrato, Marc. "Extractions des auxiliaires organiques de mise en forme d'une poudre céramique à l'aide de fluides supercritiques". Limoges, 1995. http://www.theses.fr/1995LIMO0035.

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Abstract (sommario):

Un appareillage destine a l'etude de l'extraction des liants organiques utilises en technologie ceramique a ete concu et realise. Il a permis l'etude de la solubilisation des liants et plastifiants les plus frequemment utilises. L'approche empirique de hildebrand a ete utilisee pour prevoir la solubilite des auxiliaires organiques de mise en forme dans le solvant. Elle a ete confrontee a l'experience et a permis l'optimisation des conditions de solubilisation. Une composition de mise en forme, a base de polystyrene et de poudre d'alumine, adaptee au deliantage supercritique a ete developpee. La cinetique de l'extraction supercritique a ete modelisee. La diffusivite des especes organiques solubilisees au travers de la preforme ceramique impregnee de co2 supercritique a ete calculee dans differentes conditions de pressions et de temperatures

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Tanneur, Valérie. "Etude d’un contacteur à lit fluidisé en CO2 sous pression : Application à l'enrobage par le procédé RESS". Montpellier 2, 2006. http://www.theses.fr/2006MON20004.

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Duloue, Muriel. "Analyse numérique des problèmes d'écoulement de fluides". Pau, 2000. http://www.theses.fr/2000PAUU3002.

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Abstract (sommario):

Depuis les années 70, le problème de Navier-Stokes stationnaire fait l'objet de nombreuses études mathématiques. Ce problème issu de la mécanique des fluides régit l'écoulement d'un fluide visqueux, homogène et incompressible soumis à des forces extérieures. Lorsque le mouvement du fluide est suffisamment lent, ces équations se simplifient et portent le nom de système de Stokes. Cette thèse est dédiée à l'étude de ces problèmes physiques formulés à partir de 2 inconnues non usuelles, la rotation et le potentiel vecteur, lesquelles sont directment liées à la vitesse du fluide considéré. . .

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Sriti, Mohammed. "Comportement statique et dynamique des joints labyrinthe". Lille 1, 1994. http://www.theses.fr/1994LIL10075.

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Abstract (sommario):

Les joints labyrinthe sont des dispositifs utilises dans les machines tournantes (turbines, pompes, compresseurs,. . . ), pour assurer l'etancheite a la traversee de carters par des arbres tournants. Ils ont un comportement semblable a celui de paliers hydrodynamiques et leur presence peut modifier de facon sensible les caracteristiques dynamiques des lignes d'arbre. L'objet primordial de ce travail etait de developper une methode permettant de determiner les comportements statiques et dynamiques de ces joints. Pour cela, on a realise: 1) deux modeles de calcul global a partir du modele de childs et scharrer, l'un valable dans le cas compressible l'autre dans le cas incompressible. Le comportement statique est obtenu en resolvant les equations de bilan de masse et de quantite de mouvement a l'echelle du joint, les informations a l'echelle plus fine etant fournies par des correlations et l'excentricite etant supposee nulle. Le comportement dynamique est obtenu par resolution de ces equations linearisees, l'excentricite, supposee petite, variant sinusoidalement. 2) des calculs locaux a l'aide d'un code de calcul resolvant les equations de ns en 3d axisymetrique pour obtenir les correlations locales necessaires pour alimenter les modeles globaux. 3) des essais experimentaux en incompressible permettant de valider la methodologie retenue. La comparaison entre les resultats experimentaux et les resultats de modelisation permettent d'affirmer la validite de cette methodologie.

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Galliéro, Guillaume. "THERMODIFFUSION DANS LES FLUIDES DE LENNARD-JONES PAR DYNAMIQUE MOLECULAIRE". Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00325267.

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Abstract (sommario):

Ce travail porte sur l'étude de la thermodiffusion, ou effet Soret, par simulation numérique à l'échelle microscopique. Ce processus de transport croisé couple flux de masse et gradient thermique et est encore largement incompris. Pour cette étude, nous avons appliqué un algorithme de dynamique moléculaire hors équilibre à des mélanges de sphères de Lennard-Jones libres ou confinées. Après avoir testé la validité de nos simulations, nous avons montré que les résultats obtenus permettaient d'estimer la thermodiffusion dans ces fluides modèles à partir de corrélations simples sur les paramètres moléculaires. Cette démarche a été également validée sur des mélanges ternaires. Par ailleurs, les résultats de l'influence du milieu poreux sur la thermodiffusion ont montré la prépondérance des effets d'adsorption sur ceux liés au confinement. Cette influence restant faible dans la majorité des cas, exceptée pour les pores les plus fins et les plus attractifs.

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Tangarife, Tomás. "Théorie cinétique et grandes déviations en dynamique des fluides géophysiques". Thesis, Lyon, École normale supérieure, 2015. http://www.theses.fr/2015ENSL1037/document.

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Abstract (sommario):

Cette thèse porte sur la dynamique des grandes échelles des écoulements géophysiques turbulents, en particulier sur leur organisation en écoulements parallèles orientés dans la direction est-ouest (jets zonaux). Ces structures ont la particularité d'évoluer sur des périodes beaucoup plus longues que la turbulence qui les entoure. D'autre part, on observe dans certains cas, sur ces échelles de temps longues, des transitions brutales entre différentes configurations des jets zonaux (multistabilité). L'approche proposée dans cette thèse consiste à moyenner l'effet des degrés de liberté turbulents rapides de manière à obtenir une description effective des grandes échelles spatiales de l'écoulement, en utilisant les outils de moyennisation stochastique et la théorie des grandes déviations. Ces outils permettent d'étudier à la fois les attracteurs, les fluctuations typiques et les fluctuations extrêmes de la dynamique des jets. Cela permet d'aller au-delà des approches antérieures, qui ne décrivent que le comportement moyen des jets.Le premier résultat est une équation effective pour la dynamique lente des jets, la validité de cette équation est étudiée d'un point de vue théorique, et les conséquences physiques sont discutées. De manière à décrire la statistique des évènements rares tels que les transitions brutales entre différentes configurations des jets, des outils issus de la théorie des grandes déviations sont employés. Des méthodes originales sont développées pour mettre en œuvre cette théorie, ces méthodes peuvent par exemple être appliquées à des situations de multistabilité
This thesis deals with the dynamics of geophysical turbulent flows at large scales, more particularly their organization into east-west parallel flows (zonal jets). These structures have the particularity to evolve much slower than the surrounding turbulence. Besides, over long time scales, abrupt transitions between different configurations of zonal jets are observed in some cases (multistability). Our approach consists in averaging the effect of fast turbulent degrees of freedom in order to obtain an effective description of the large scales of the flow, using stochastic averaging and the theory of large deviations. These tools provide theattractors, the typical fluctuations and the large fluctuations of jet dynamics. This allows to go beyond previous studies, which only describe the average jet dynamics. Our first result is an effective equation for the slow dynamics of jets, the validityof this equation is studied from a theoretical point of view, and the physical consequences are discussed. In order to describe the statistics of rare events such as abrupt transitions between different jet configurations, tools from large deviation theory are employed. Original methods are developped in order to implement this theory, those methods can be applied for instance in situations of multistability

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Landeau, Maylis. "Deux aspects de la dynamique des fluides des noyaux planétaires". Paris, Institut de physique du globe, 2013. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01472508.

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Barthelet, Pierre. "Dynamique non linéaire des ondes interfaciales entre deux fluides cisaillés". Toulouse, INPT, 1995. http://www.theses.fr/1995INPT104H.

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Abstract (sommario):

La stabilite de l'interface entre deux fluides visqueux cisailles a ete etudiee experimentalement dans un canal annulaire de section rectangulaire imposant une condition de periodicite spatiale. Le cisaillement des fluides est obtenu par le deplacement de la paroi superieure, realisant ainsi un ecoulement de couette. Deux types d'ondes interfaciales ont ete mis en evidence: une onde longue, de longueur d'onde grande devant l'epaisseur des couches fluides et une onde courte dont la longueur d'onde est de meme ordre de grandeur que l'epaisseur des couches fluides. Ces deux types d'ondes sont en general supercritiques. Des cartes experimentales de stabilite marginale pour ces deux instabilites sont presentees. La dynamique non lineaire de l'instabilite de l'onde longue a ete analysee en detail en utilisant une technique de demodulation par transformee de hilbert. Au voisinage du seuil d'instabilite, les observations confirment la validite des previsions theoriques pour les systemes fortement confines. Des imulations numeriques d'une equation modele de l'interface derivee de l'equation de kuramoto-sivashinsky ont permis de rendre compte qualitativement des comportements observes meme loin du seuil d'instabilite. L'analyse de la dynamique non lineaire de l'onde courte a permis de mettre en evidence une instabilite secondaire de grande longueur d'onde conduisant a des annihilations de longueurs d'onde lorsque la vitesse de la paroi superieure augmente. Ces annihilations precedent la transition vers un etat de chaos spatio-temporel. Lorsque l'onde longue et l'onde courte sont simultanement presentes, leur interaction conduit a la disparition de l'onde longue. Une modulation de la frequence de l'onde courte couplee a une deformation de grande longueur d'onde de l'interface apparait ensuite rapidement

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Galliéro, Guillaume. "Thermodiffusion dans les fluides de Lennard-Jones par dynamique moléculaire". Bordeaux 1, 2003. http://www.theses.fr/2003BOR12677.

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Abstract (sommario):

Ce travail porte sur l'étude de la thermodiffusion, ou effet Soret, par simulation numérique à l'échelle microscopique. Ce processus de transport croisé couple flux de masse et gradient thermique et est encore largement incompris. Pour cette étude, nous avons appliqué un algorithme de dynamique moléculaire hors équilibre à des mélanges de sphères de Lennard-Jones libres ou confinées. Après avoir testé la validité de nos simulations, nous avons montré que les résultats obtenus permettaient d'estimer la thermodiffusion dans ces fluides modèles à partir de corrélations simples sur les paramètres moléculaires. Cette démarche a été également validée sur des mélanges ternaires. Par ailleurs, les résultats de l'influence du milieu poreux sur la thermodiffusion ont montré la prépondérance des effets d'adsorption sur ceux liés au confinement. Cette influence restant faible dans la majorité des cas, exceptée pour les pores les plus fins et les plus attractifs
This work is related to the study of thermal diffusion, or Soret effect, through numerical microscale simulations. This cross transport process couples mass flux and thermal gradient and is still largely misunderstood. For this study, we have applied a non equilibrium molecular dynamics algorithm on mixtures of Lennard-Jones spheres. At first we have tested the validity of our simulations. Then we have shown that the results allow us to estimate the thermal diffusion in these model fluids thanks to simple correlations on molecular parameters. This scheme has been successfully applied on ternary mixtures as well. Elsewhere, results in porous medium have shown that the influence of adsorption on thermal diffusion process is predominant compared to the one of the geometrical confinement, this influence being generally weak, except in the thinnest and in the most attractive slit pores

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Kazerani, Dena. "Etudes mathématiques de fluides à frontières libres en dynamique incompressible". Thesis, Paris 6, 2016. http://www.theses.fr/2016PA066558/document.

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Abstract (sommario):

Cette thèse est consacrée à l’étude théorique ainsi qu’au traitement numérique de fluides incompressibles à surface libre. La première partie concerne un système d’équations appelé le système de Green–Naghdi. Comme le système de Saint-Venant, il s’agit d’une approximation d’eaux peu-profondes du problème de Zakharov. La différence est que le système de Green–Naghdi est d’un degré plus élevé en ordre d’approximation. C’est pourquoi il contient tous les termes du système de Saint-Venant plus de termes d’ordre trois non-linéairement dispersives. Autrement dit, le système de Green–Naghdi peut être vu comme une perturbation dispersive du système de Saint-Venant. Ce dernier système étant hyperbolique, il entre dans le cadre classique développé pour des systèmes hyperboliques. En particulier, il est entropique (au sense de Lax) et symétrique. On peut donc lui appliquer les résultats d’existence et d’unicité bien connus pour des systèmes hyperboliques. Dans la première partie de ce travail, on généralise la notion de symétrie à une classe plus générale de systèmes contenant le système de Green–Naghdi. Ceci nous permet de symétriser les équations de Green–Naghdi et d’utiliser la symétrie obtenue pour déduire un résultat d’existence globale après avoir ajouté un terme dissipative d’ordre 2 au système. Ceci est fait en adaptant l’approche utilisée dans la littérature pour des systèmes hyperboliques. La deuxième partie de ce travail concerne le traitement numérique des équations de Navier–Stokes à surface libre avec un terme de tension de surface. Ici, la surface libre est modélisée en utilisant la formulation des lignes de niveaux. C’est pourquoi la condition cinématique (condition de l’évolution de surface libre) s’écrit sous la forme d’une équation d’advection satisfaite par la fonction de ligne de niveaux. Cette équation est résolue sur une domaine de calcul contenant strictement le domaine de fluide, sur de petits sous-intervalles du temps. Chaque itération de l’algorithme global correspond donc à l’advection du domaine du fluide sur le sous-intervalle du temps associé et ensuite de résoudre le système de Navier–Stokes discrétisé en temps sur le domaine du fluide. Cette discrétisation en temps est faite par la méthode des caractéristiques. L’outil clé qui nous permet de résoudre ce système uniquement sur le domaine du fluide est l’adaptation de maillage anisotrope. Plus précisément, à chaque itération le maillage est adapté au domaine du fluide tel que l’erreur d’approximation et l’erreur géométrique soient raisonnablement petites au voisinage du domaine du fluide. La résolution du problème discrétisé en temps sur le domaine du fluide est faite par l’algorithme d’Uzawa utilisé dans la cadre de la méthode des éléments finis. Par ailleurs, la condition de glissement de Navier est traité ici en ajoutant un terme de pénalisation à la formulation variationnelle associée
This thesis is about theoretical study and numerical treatment of some problems raised in incompressible free-surface fluid dynamics. The first part concerns a model called the Green–Naghdi (GN) equations. Similarly to the non linear shallow water system (called also Saint-Venant system), the Green–Naghdi equations is a shallow water approximation of water waves problem. Indeed, GN equation is one order higher in approximation compared to Saint-Venant system. For this reason, it contains all the terms of Saint-Venant system in addition to some non linear third order dispersive terms. In other words, the GN equations is a dispersive perturbation of the Saint-Venant system. The latter system is hyperbolic and fits the general framework developed in the literature for hyperbolic systems. Particularly, it is entropic (in the sense of Lax) and symmertizable. Therefore, we can apply the well-posedness results known for symmetric hyperbolic system. During the first part of this work, we generalize the notion of symmetry to a more general type of equations including the GN system. This lets us to symmetrize the GN equation. Then, we use the suggested symmetric structure to obtain a global existence result for the system with a second order dissipative term by adapting the approach classically used for hyperbolic systems. The second part of this thesis concerns the numerical treatment of the free surface incompressible Navier–Stokes equation with surface tension. We use the level set formulation to represent the fluid free-surface. Thanks to this formulation, the kinematic boundary condition is treated by solving an advection equation satisfied by the level set function. This equation is solved on a computational domain containing the fluid domain over small time subintervals. Each iteration of the algorithm corresponds to the adevction of the fluid domain on a small time subinterval and to solve the time-discretized Navier–Stokes equations only on the fluid domain. The time discretization of the Navier–Stokes equation is done by the characteristic method. Then, the key tool which lets us solve this equation on the fluid domain is the anisotropic mesh adaptation. Indeed, at each iteration the mesh is adapted to the fluid domain such that we get convenient approximation and geometric errors in the vicinity of the fluid domain. This resolution is done using the Uzawa algorithm for a convenient finite element method. The slip boundary conditions are considered by adding a penalization term to the variational formulation associated to the problem

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Montillet, Agnès. "Etude et modelisation de l'ecoulement a travers des milieux poreux reticules. Application a l'utilisation des mousses metalliques dans les reacteurs electrochimiques". Nantes, 1992. http://www.theses.fr/1992NANT2010.

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Abstract (sommario):

Ce travail s'inscrit dans une perspective de valorisation d'un materiau poreux de type reticule: les mousses metalliques. Il comporte deux etapes. La premiere partie est consacree a la caracterisation de l'hydrodynamique a travers des lits fixes de mousses et a la determination de parametres structuraux lies a l'ecoulement. Elle s'appuie sur des mesures de chutes de pression et une analyse de la distribution des temps de sejour. Plusieurs proprietes intrinseques de ce materiau ont ainsi pu etre mises en evidence dont une importante surface specifique dynamique, une tortuosite proche de l'unite, ainsi qu'une relative isotropie et une faible dispersivite vis-a-vis de l'ecoulement. Les mousses metalliques presentent donc les principales qualites requises pour la constitution d'electrodes volumiques. Dans un second temps, elles ont ete testees dans un electrolyseur de type filtre-presse, l'electrosyncell, en tant qu'electrodes volumiques. On a pu montrer que l'hydrodynamique de cet electrolyseur est legerement modifiee par la presence des mousses. L'ecoulement n'est plus de type piston dans la zone reactionnelle, mais cette modification est largement compensee par l'augmentation substantielle de la surface reactive. D'autre part, l'emploi des mousses rend possible une nouvelle application de l'electrosyncell consistant a travailler sans membrane, avec un seul circuit hydraulique. Avec ce systeme, on a etudie le coefficient de transfert de matiere a l'electrode de travail et teste le taux de conversion lors d'une reaction electrochimique classique. Les resultats obtenus prouvent l'applicabilite du systeme propose et encouragent son developpement

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Abaidi, Mohamed. "Instabilités morphologiques de micro-capsules en suspension libre dans un écoulement complexe". Amiens, 2013. http://www.theses.fr/2013AMIE0120.

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Abstract (sommario):

Tous les organismes sont constitués de cellules. Cellule animale et cellule végétale se distinguent par quelques caractères qui ont des implications importantes sur la structure et le fonctionnement de l'organisme entier. Ainsi, le vivant offre une richesse de systèmes physiques, physico-chimiques et mécaniques aux propriétés originales, dont les mécanismes de base restent à élucider. En effet, il existe aujourd'hui une grande diversité d'objets mous, déformables, formés d'une membrane fermée plongée dans un fluide : les vésicules, les capsules, les globules rouges. . . Ces objets mous, en suspension, ont la capacité de changer leurs formes quand elles sont soumises à des forces externes. Parmi les objets déformables usuels, on peut regrouper des objets biologiques (comme les globules rouges) ou artificiels (comme les capsules) ou biomimétiques (comme les vésicules). Chacun possède des caractéristiques élastiques propres, permettant de répondre aux multiples demandes de l'ingénierie dans les domaines de la cosmétique, l'agroalimentaire, la pharmacie, la biologie etc. La compréhension du comportement mécanique de ces objets est donc un point essentiel. En particulier leur comportement quand elles sont en suspension libre dans un écoulement de cisaillement ou circulant dans un conduit étroit tel un pore micro-fluidique. Trois déformations élémentaires permettent de décrire la mécanique de la membrane : (i) le cisaillement (qui garde la surface de la membrane conservée), (ii) Extension ou compression (qui peut induire une variation de la surface membranaire, souvent très faible) et (iii) Flexion. Lorsque la membrane n'est pas tendue, elle dispose d'un réservoir important de surface, ce que lui permet d'adopter des formes très variées […] L'objectif de cette thèse est de réaliser une modélisation analytique d'interaction fluide-structure, encore très mal connue, permettant de décrire le mouvement et les grandes déformations d'un objet mou (capsule non-sphérique, vésicules), en écoulement dans un fluide externe (un écoulement Poiseuille ou cisaillement par exemple). Cette étude nous permettra de comprendre la déformation des globules rouges dans des vaisseaux sanguins. Il existe plusieurs différences mécaniques entre un globule rouge et une vésicule. Par exemple : la rigidité membranaire indiquée par le module de courbure, le module de cisaillement qui est nul dans le cas de la vésicule mais défini dans le cas de globule rouge. Cependant, le modèle de vésicule peut aider à la compréhension d’écoulement sanguin. Il en va ainsi pour les capsules non-sphériques. En effet, dans le cas de capsules non-sphériques, la membrane est soumise à des efforts de compression lors de leurs mouvements dans un écoulement de cisaillement. Ces particules sont également en compression lors de l'inversion de courbure qu'elles subissent quand elles s'écoulent dans des canaux de section comparable à leur taille. L'évaluation de ces contraintes dans la membrane est difficile à faire avec précision et demeure un grand challenge à relever

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Tamainot, Telto Zacharie. "Détendeurs thermostatiques de machines frigorifiques : Comportement dynamique et modélisation". Lyon, INSA, 1993. http://www.theses.fr/1993ISAL0100.

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Abstract (sommario):

Le développement d'une machine frigorifique à compression utilisant un compresseur à puissance variable nécessite la connaissance du comportement dynamique de chaque composant en particulier du détendeur. L'installation frigorifique, fonctionnant avec du R22, a une puissance frigorifique de 6 kW. Le comportement de différents détendeurs thermostatiques (charges ballast, (adsorptive et MOP) a été étudié pour différentes variations de vitesse de rotation du compresseur, de 20% à 200%. Cette étude a permis de mettre en évidence leurs inconvénients lorsqu'ils fonctionnent en régime variable. La décroissance de la pression d'évaporation, consécutive au déclenchement d'un échelon ou d'une rampe de vitesse de rotation, conduit à l'aspiration par le compresseur d'un fluide diphasique. Ce phénomène se produit plus particulièrement soit dans le cas de faibles température, d'évaporation, soit pour des variations de vitesse supérieures à 50%. Pour remédier à cette anomalie, plusieurs solutions ont été envisagées dont l'assistance du bulbe du détendeur par chauffage électrique. Les meilleures performances de la machine sont obtenues avec le détendeur à charge ballast : les puissances frigorifique et calorifique sont respectivement de 6 kW et 7,8 kW pour une puissance du compresseur de 1,6 kW. La puissance frigorifique varie dans un rapport de 1 à 2,7lorsque la vitesse de rotation du compresseur varie de 1000 à 3000 tr/min. Un modèle de connaissance d'un détendeur thermostatique fonctionnant en régime permanent a été élaboré et validé
The development of a refrigerating machine operating with a variable-speed compressor requires the knowledge of the dynamic behaviour of every component, more particularly of the thermostatic expansion valve. The cooling capacity of the refrigerating system, with R-22 as refrigerant, is 6 kW. The behaviour of various thermostatic expansion valves (ballast charge, adsorbent charge and Moderated Operating Pressure or MOP charge) has been studied for compressor speed variations between 20% and 200%. This study bas shown the disadvantages of these expansion valves during dynamic operation. The decrease of the evaporating pressure, consecutive to a step or a ramp of the compressor speed, allows the suction of a two-phase fluid in the compressor. This phenomenon takes place particularly either for the low evaporating temperatures or for great variations of the compressor speed, more than 50%. To improve the operating conditions, many solutions have been considered as an electrical heating of the bulb. The best performances of the machine are obtained with the ballast charge expansion valve: cooling and heating outputs are respectively of 6 kW and 7,8 kW with a compressor power of 1,6 kW. The cooling capacity changes from 1 to 2,7 as the compressor speed is increased from 1000 to 3000 rpm. A steady-state mathematical model of a thermostatic expansion valve bas been developed. Simulation results are consistent with experimental data

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Lornage, David. "Dynamique globale des lignes d'arbres de turbomachines couplées aux fluides environnants : application au cas des lames fluides". Lyon, INSA, 2001. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2001ISAL0067/these.pdf.

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Abstract (sommario):

Les lignes d'arbres de turbomachines doivent répondre à des exigences sans cesse croissantes en terme de fiabilité, performances et sécurité. Une modélisation précise des parties tournantes prenant en compte l'ensemble des couplages possibles devient donc de plus en plus souvent nécessaire. Dans ce contexte, le travail présenté vise à développer une modélisation globale adaptée aux ensembles roues/arbres tournants dans un fluide environnant, ceci afin de prévoir le comportement dynamique du système. Tout d'abord, l'utilisation et l'intérêt des formulations eulériennes, lagrangiennes et mixtes de type ALE sont rappelés. Une synthèse bibliographique sur les techniques classiques utilisées en mécanique des structures et sur les techniques de couplage dans l'étude des machines tournantes est alors présentée. Ensuite, la technique de couplage retenue est exposée. Elle utilise des modèles fluides et structures développés et validés indépendamment. Le domaine structure est discrétisé par la méthode des éléments finis et le modèle est tridimensionnel. Le domaine fluide est discrétisé par la méthode des différences finies en prenant en compte les hypothèses liées aux films minces. Une projection en base modale associée à une grille placée à l'interface des domaines fluide et structure permet un couplage efficace, souple et évolutif. Enfin, la méthode présentée est appliquée à trois cas tests. Les deux premiers sont composés d'un ensemble arbre/disque couplé d'une part à une lame fluide entre le disque et un carter et d'autre part à un palier hydrodynamique. Ces deux cas tests permettent une première validation de la méthode de couplage. Le troisième cas test a pour but d'étudier une structure plus proche de la réalité composée d'un arbre et d'une roue couplée à une lame fluide entre un flasque de roue et un carter. Ces trois applications permettent de dégager des tendances liées aux effets du fluide et des couplages entre les sous-ensembles flexibles de la structure
High performances, reliability and security require predicting turbomachine behaviour with high accuracy. Concerning the dynamic behaviour of shaft lines, it is necessary to develop models including all possible couplings. In this context, the research presented in this thesis aims at developing a global model adapted to wheel/shaft assemblies rotating in a surrounding fluid. First, the use and advantages of Eulerian, Lagrangian and mixed formulations are recalled followed by a bibliographic review concerning classical techniques to solve structural problems are coupling techniques in rotating machinery. The coupling technique chosen is then described. It uses fluid and structural models developed and validated independently. The structural domain is discretised using the finite element method; the model is three dimensional. The fluid domain is discretised by using the finite difference method accounting for the thin fluid film hypotheses. A modal projection associated to a grip located at the interface of the fluid and structural domains allows efficient and adaptable coupling. The technique chosen is applied to three different test cases. The first two test cases are composed of a disc/shaft assembly coupled with, in the one hand, a fluid film between the disc and a casing and, on the other hand, a hydrodynamic bearing. These two applications are used to validate the method chosen. The third test case aims at studying a more realistic structure composed of a shaft and a wheel coupled with a fluid between the wheel and a casing. These three application make it possible to identify trends related to the effects of the fluid and the couplings between the flexible structural parts

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Lornage, David Jacquet-Richardet Georges. "Dynamique globale des lignes d'arbres de turbomachines couplées aux fluides environnants application au cas des lames fluides /". [S.l.] : [s.n.], 2001. http://csidoc.insa-lyon.fr/these/2001/lornage/index.html.

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Daniel, Eric. "Calcul de l'injection d'une phase dispersée dans un écoulement gazeux en tuyère". Aix-Marseille 1, 1992. http://www.theses.fr/1992AIX11035.

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Abstract (sommario):

Une etude numerique des ecoulements diphasiques en tuyere est presentee, ecoulements qui sont dus a l'injection d'une phase dispersee (gouttes) dans un ecoulement gazeux. La phase continue est compressible et supposee non visqueuse. On ecrit le systeme d'equations regissant l'ecoulement diphasique instationnaire, systeme qui est issu d'une approche eulerienne. Une etude monodimensionnelle de l'injection est realisee. On etudie dans un premier temps l'influence sur l'ecoulement des termes de transfert entre phases, et plus particulierement sur le regime d'ecoulement au col de la tuyere. On montre qu'au col, ou l'ecoulement est initialement sonique, il peut devenir subsonique sous l'effet de l'injection. Ensuite on presente le developpement d'un code de calcul monodimensionnel implicite. L'algorithme de resolution est base sur la methode aux differences finies de beam et warming. Finalement une approche bidimensionnelle plane est presentee. La methode de resolution est une methode explicite aux differences finies (mac-cormarck). Les equations sont resolues dans deux cas. Le premier est relatif a un ecoulement qui est diphasique des la section d'entree de la tuyere. Le second cas est une simulation instationnaire de l'injection de gouttes dans un ecoulement monophasique

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Léger, Bruno. "Etude dynamique et thermique d'un écoulement dans un canal symétrique semi-infini à parois ondulées ou corruguées". Pau, 1992. http://www.theses.fr/1992PAUU3014.

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Abstract (sommario):

L'objectif principal de cette étude consiste à quantifier en détails la capacité de surfaces complexes ou entendues telles que les surfaces ondulées, à promouvoir le transfert thermique convectif. L'étude concerne plus précisément le domaine d'une seule ondulation en régime d'écoulement dynamiquement établi (laminaire ou turbulent) et un régime d'établissement thermique. Un code de calcul a été élaboré utilisant la méthode des volumes finis dans un maillage curviligne. Le modèle de turbulence est un modèle de longueur de mélange avec correction à la paroi. Les grandeurs locales et moyennes de la dynamique et de la thermique ont été déterminées et des corrélations sur le frottement et le nombre de Nusselt sont proposées. Des visualisations complètent ce travail, en corroborant des conclusions suggérées par l'étude théorique. Des possibilités d'augmentation du transfert sont mises en évidence dans certaines conditions d'écoulement et de géométries de la paroi.

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Dadi, Mohamed. "Etude de modèles de comportement de traceurs dans un écoulement et leur validation expérimentale par vélocimétrie holographique à expositions multiples". Lille 1, 1987. http://www.theses.fr/1987LIL10019.

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Charki, Zakaria. "Analyse théorique du problème de la convection de Bénard profonde". Lille 1, 1994. http://www.theses.fr/1994LIL10009.

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Abstract (sommario):

Le modele le plus usite pour analyser l'instabilite thermique dans une couche horizontale de fluide pesant, placee dans le champ de gravite, est celui de rayleigh-benard. Neanmoins, ce modele semble inadapte lorsque la couche fluide est profonde et il est necessaire d'avoir recours aux equations de la convection profonde de benard. Nous etudierons le phenomene convectif dans le cadre de ces dernieres. L'analyse de la stabilite lineaire et non lineaire de ces equations ainsi que celle de deux systemes dynamiques finis issus de celles-ci sont abordees. Nous obtenons egalement un nouveau systeme de Lorenz et l'equation de landau-ginzburg pour ces equations. Pour les equations de la convection profonde stationnaires et instationnaires, lineaires ou non lineaires, dans un domaine borne, nous demontrons divers theoremes d'existence et d'unicite de solutions.

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Boissière, Xavier. "Étude thermohydraulique d'un manchon thermique représentatif d'un bossage d'échangeur de chaleur". Nantes, 2003. http://www.theses.fr/2003NANT2010.

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Abstract (sommario):

On étudie l'écoulement d'un fluide chaud dans un espace annulaire ouvert à une seule extrémité. Cet espace est délimité par un cylindre intérieur refroidi. Ce cylindre se prolonge dans la veine alimentant l'espace annulaire et son axe est perpendiculaire à la direction de l'écoulement dans la veine. On constate expérimentalement que le débit dérivé de la veine dans l'espace annulaire fluctue et ses fluctuations sont liées au lâcher des tourbillons à l'aval du cylindre. On observe aussi que le débit dérivé revenant à l'aval du cylindre modifie son sillage, lequel est étroit et ne présente plus nettement les allées tourbillonnaires de Von Karman. Le couplage entre l'écoulement dans l'espace annulaire et le lâcher des tourbillons dans la veine a pu être reproduit par une simulation numérique.

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