Influence des forces électromagnétiques sur les processus électrochimiques : application à la propulsion MHD

Influence of the electromagnetic forces on electrochemical processes : application to MHD propulsion

• Auteur / Autrice : Philippe Mathon
• Direction : Antoine Alemany, Jean-Paul Chopart
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique. Énergétique
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Grenoble INPG

Mots clés

Mots clés contrôlés

Magnétohydrodynamique

Polarographie

Champs magnétiques intenses

Résumé

L’influence d’un champ magnétique intense a été étudiée sur deux systèmes électrochimiques, le ferri/ferrocyanure en limite diffusionnelle et électrolyse de l’eau de mer, de manière expérimentale, théorique et numérique. Les expériences sous contrôle potentiostatique démontrent une augmentation du courant d'électrolyse engendrée par un champ magnétique intense, disponible jusqu’à 13 T au LCMI. Ce phénomène résulte de la convection engendrée par la force électromagnétique, qui induit une transition vers la turbulence, observée pour la première fois lors de ces travaux, pour une valeur critique de champ magnétique. Une simulation numérique de cet écoulement a été réalisée et donne des résultats concordant avec l’expérience. Pour l’application visée de propulsion MHD de bateaux, les études théorique, expérimentale et numérique d’un modèle réduit de propulseur ont permis de mieux appréhender les phénomènes qui entrent en compte et d’ouvrir des perspectives pour sa mise en œuvre.

The influence of a high magnetic field has been studied on two electrochemical systems, ferri/ferrocyanide in diffusion limited current and sea water electrolysis, experimentally, theoretically and numerically. The experiments under potentiostatic control show an increase in the electrolytic current due to the high magnetic field up to 13 T available in the GHMFL. This phenomenon results from the convection created by the electromagnetic force, which induces a transition to turbulence, observed for the first time during this work, for a critical value of magnetic field. A numerical simulation of this flow has been accomplished and these results are in good agreement with the experiments. For applications of ship MHD propulsion, theoretical, experimental and numerical studies of a small thruster allowed to better understand the phenomena that occur and to open views of its implementation.