Contribution à la modélisation du transport éolien de particules : mesures de profils de concentration en soufflerie diphasique

Ce travail traite de l'utilisation des outils de modelisations physique et numerique dans le domaine du transport eolien de differentes particules. La modelisation physique en soufflerie diphasique et la theorie de la couche limite turbulente ont permis de reproduire les conditions de transport in situ. Dans le cadre de cette approche, nous avons concu et mis en place un dispositif optique de visualisation laser, et une chaine de prise et de traitement d'images pour la determination des profils de concentration massique de l'ecoulement charge. La phase transitoire qui mene vers la saturation est etudiee. L'influence des caracteristiques des particules sur les profils de concentration est aussi analysee. Cette technique de mesure non intrusive donne des resultats tres encourageants par rapport aux profils prevus par la theorie, et permet d'obtenir un nombre de points de mesure tres important. Une simulation numerique basee sur les lois de conservation de la mecanique des fluides est presentee. L'interaction entre l'ecoulement et le lit de particules est prise en compte par l'intermediaire d'un flux massique determine experimentalement, grace a un dispositif optique (diode laser) qui permet de mesurer l'evolution de l'epaisseur du lit de particules. Ces observations experimentales donnent lieu a une analyse du phenomene de ripples observe lors de l'evolution temporelle de l'epaisseur du lit. Une premiere simulation par le code flow3d (cfds-aea technology, angleterre) indique une bonne reproduction des champs de vitesses. Cependant, meme si les ordres de grandeur pour les profils de concentration sont corrects dans les premiers millimetres, ce code numerique ne permet pas d'obtenir une diffusion verticale suffisante des particules. Une seconde approche numerique permet de resoudre l'equation de conservation de la masse solide dans la zone de suspension, et donne une distribution spatiale de la concentration tres proche de la distribution experimentale