Laboratoire des Écoulements Géophysiques et Industriels

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Accueil > Équipes > Equipe EDT : Ecoulements Diphasiques et Turbulences > Thèmes de recherche > Particules, inclusions, écoulements dispersés

Hydrodynamique locale des colonnes à bulles

L’étude des colonnes à bulles est une activité de longue date au sein de l’équipe. Les colonnes à bulles sont couramment utilisées dans l’industrie, mais nous manquons encore d’outils prédictifs fiables aidant à leur conception, notamment dans une démarche de mise à l’échelle d’une colonne industrielle à grande échelle à partir d’un prototype réduit de laboratoire. Le développement de tels outils requiert une amélioration des fermetures pour les modélisations bi-fluide. Dans ce contexte, notre équipe mène des études expérimentales visant à mieux comprendre les échanges de quantité de mouvement entre les phases, ainsi que les propriétés et le rôle des fluctuations induites. Pour cela des essais sont réalisés en collaboration avec l’IFPEN sur des colonnes de dimensions variées (diamètre entre 0.15m et 3m) en vue de caractériser l’évolution de la concentration et de la taille des bulles mais également de leur dynamique (vitesse moyenne et fluctuante) et de celle du fluide. La maîtrise des conditions d’injection (taille de bulles, concentration, avec ou sans coalescence, etc.) est un point clé. Cette étude est associée à des développements instrumentaux en vue d’accéder à des mesures au cœur même de la colonne où la forte concentration et le caractère instationnaire des écoulements rendent les diagnostics complexes. Les mesures par sondes optiques ont fait l’objet d’une modélisation quantifiant - pour la première fois - les incertitudes de mesure en fonction des conditions d’écoulements (IJMF 2010), et d’une extension à la mesure des tailles de bulles distordues selon deux directions. Une nouvelle technique tomographie résistive a aussi été mise en œuvre. Les développements en cours visent à améliorer les diagnostics locaux de taux de vide et la caractérisation des structures méso-échelles en vue notamment d’étudier le rôle des instabilités convectives.