Recherche Avancée

Thèse soutenue

Conception et réalisation d'une sonde de métrologie optique pour l'étude de milieux industriels complexes

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Auteur / Autrice : Damien Blondel
Direction : Gérard Gréhan
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique
Date : Soutenance en 1999
Etablissement(s) : Rouen

Résumé

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L'anémométrie phase Doppler est une technique de diagnostic optique, utilisée pour l'étude des milieux diphasiques. Cependant, la géométrie et l'encombrement des systèmes classiques en limitent l'utilisation, notamment dans les installations de nature industrielle. La théorie de Lorenz-Mie généralisée décrit rigoureusement la diffusion de la lumière par les particules et permet ainsi la définition et la réalisation de nouvelles géométries de sondes en rétrodiffusion. Elles réunissent, derrière une unique lentille, l'émission et la collection et sont donc monobloc et autoalignées. Ces sondes phase Doppler miniaturisables sont adaptées à l'étude de milieux jusque-là inaccessibles. Dans cette thèse, deux versions de sonde ont été validées expérimentalement. Elles ont été définies pour deux applications différentes : l'étude d'un injecteur Diesel en chambre haute pression et la mesure de bulles à l'aide d'une sonde immergée. L'anémométrie phase Doppler pose comme hypothèse que les particules sont sphériques et homogènes. L'étude de milieux triphasiques contenant des particules irrégulières a nécessité le développement d'un traitement du signal permettant de distinguer, sans modifier l'optique de la sonde, les particules irrégulières des particules régulières. Ce traitement a été valide expérimentalement sur des écoulements de grain de sable et de bulles et permet d'obtenir, en une seule mesure, la vitesse des particules de sable et pour les bulles, leur taille et leur vitesse. L'utilisation de ce traitement sur différents écoulements de bulles a montré qu'il était possible d'obtenir des informations qualitatives sur la déformation de particules.