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Influence de la turbulence sur la vitesse de sédimentation et conséquences sur les modèles de suspension

09/12/2016

Thibaud Revil-Baudard

Dans la littérature, l’influence de la turbulence sur la vitesse de chute des particules solides a largement été mise en évidence. En fonction des propriétés des particules et des caractéristiques de la turbulence ambiante, la sédimentation peut-être accélérée ou retardée par rapport aux expériences réalisées dans un fluide au repos.

Des expérience de sédimentation dans une cuve à turbulence ont été réalisées à Karlsruhe pour étudier les mécanismes sous-jacents et investiguer le lien avec le transport sédimentaire par suspension. Plusieurs types de particules avec des diamètres, des formes et des densités différentes ont été utilisés. En particulier, le sédiment utilisé dans les expériences de transport intense réalisées dans le canal à pente variable du bâtiment H a aussi été utilisé dans la cuve à turbulence.

Les résultats obtenus à partir d’analyse d’images (PIV et tracking) montrent une importante réduction de la vitesse de chute pour tous les types de particules. L’analyse des résultats semble indiquer que le ralentissement observé est plutôt lié à des effets de non-linéarité sur la traînée. Les conséquences de ce ralentissement sur les modèles de suspension (e.g. le modèle de Rouse) sont discutées dans la présentation. Un lien direct entre la modification de la vitesse de sédimentation induite par la turbulence et la valeur du nombre de Schmidt est suggéré.