Laboratoire des Écoulements Géophysiques et Industriels

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Accueil > Actualités > Événements > Événements 2016

Opération 31 : Écoulements à bulles pilotés par la gravité

Auteur : Alain Cartellier

Lorsque des bulles de gaz sont injectées dans un écoulement liquide, elles allègent le mélange et peuvent devenir un moteur essentiel du mouvement. De tels écoulements pilotés par la gravité se rencontrent dans les colonnes à bulles exploitées en génie chimique ou en flottation, dans les systèmes de pompage de type « gas-lift  », en cellules d’électrolyse… Nous menons des recherches à caractère fondamental sur la structure et les propriétés statistiques de ces écoulements en conditions diluées aussi bien que denses. Les questions ouvertes concernent notamment la vitesse d’ascension des inclusions, les fluctuations de vitesse induites, ou encore l’apparition d’effets collectifs responsables de la transition homogène – hétérogène. Globalement, il s’agit de comprendre et de quantifier les transferts de quantité de mouvement entre phases pour consolider les modèles et améliorer le caractère prédictif des outils de simulations d’écoulements dispersés exploités par les ingénieurs. Plusieurs de ces études sont d’ailleurs menées en collaboration avec l’industrie, telles que la thèse récente de Pedro Maximiano Raimundo.

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Écoulements à bulles homogènes dilués (figure de gauche) ou denses (figure du milieu) et écoulements hétérogènes (figure de droite) où de forts gradients de concentration forment des structures à méso-échelle et sont responsables de cisaillements intenses.

Parallèlement, diverses techniques expérimentales originales sont développées pour la mesure de concentrations, de vitesses du liquide et du gaz, des tailles d’inclusions… dont certaines ont donné lieu à brevet et cession de licence.