Etude des transferts pariétaux par la méthode électrochimique

An experimental study of the turbulent mass transfer to a wall

• Auteur / Autrice : Frédéric Barbeu
• Direction : Sergueï Martemianov
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Thermique, énergétique et génie des procédés
• Date : Soutenance en 2002
• Etablissement(s) : Poitiers
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur et aéronautique (Poitiers1992-2008)
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Poitiers. UFR des sciences fondamentales et appliquées - École nationale supérieure d'ingénieurs (Poitiers ; 1984-....)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Traitement du signal

Hydrodynamique

Mécanique des fluides

Transfert de charge

Résumé

Ce travail porte sur le diagnostic électrochimique des écoulements liquides. Cette méthode de mesure donne accès d'une part à différentes caractéristiques du frottement pariétal local et d'autre part à une certaine information sur le champ de concentration, vu comme un scalaire passif. Les études menées autour de cette méthode ont nécessité la mise au point d'un canal hydraulique équipé de sondes électrochimiques. Sur le plan de la métrologie, un travail de calibration sur la valeur et la direction du frottement pariétal mesuré par des sondes réelles a été effectué. Deux méthodes menant à la réduction ou à l'augmentation du frottement pariétal ont été particulièrement étudiées : l'utilisation de tensioactifs ou de micro-modifications de la géométrie de la paroi (rainures). Un diagnostic de la structure fine de ce scalaire passif dans la sous-couche visqueuse a été effectué, concernant l'anisotropie, l'intermittence interne et l'analyse temps-fréquence des fluctuations turbulentes.

This work deals with the electrochemical diagnostic of the flow. This technique provides both an information about the local wall shear rate and different characteristics of the concentration field, acting as a passive scalar. In order to carry out our study we first constructed an hydraulic channel equipped with electrochemical microelectrodes mounted flush with the wall (simple but also three-segmented). From the metrology point of view, a calibration work have been done concerning both the magnitude and the direction of wall shear stress. Two methods leading to wall shear stress reduction or augmentation are investigated : surfactant or micro-modification of the wall geometry. A final investigation is particularly devoted to the fine structure of the passive scalar mixing, in the viscous sublayer. Some features of the concentration diffusion are emphasized, concerning isotropy, internal intermittency or time-frequency behaviour.