Diffusion multiple de la lumière dans des écoulements

par Dominique Bicout

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de R. MAYNARD.

Soutenue en 1992

à Grenoble 1 .

    mots clés mots clés


  • Résumé

    Ce manuscrit presente une etude theorique et experimentale sur la possibilite d'etendre la spectroscopie de diffusion multiple de la lumiere aux ecoulements laminaires et stationnaires, et notamment a l'etude des instabilites dans les ecoulements. Cette etude porte sur l'analyse de la fonction de correlations temporelle de l'intensite diffusee. En regime de diffusion multiple, la fonction de correlation temporelle c#1(t) est sensible au module des gradients de vitesse et non a la vitesse moyenne de l'ecoulement. Cette fonction de correlation est caracterisee par le temps 1/kl* en reflexion, et par le temps l*/l1/kl en transmission. Ce temps est le temps necessaire pour que deux diffuseurs initialement distants de l* se deplacent d'une distance relative de la longueur d'onde en presence du gradient de vitesse. Dans les systemes homogenes, ou le gradient de vitesse est le meme partout, la fonction de correlation decroit aux temps courts comme: c#1(t)1t/ en reflexion, et c#1(t)1(lt/l*)#2 en transmission. L'etude des systemes inhomogenes, dans lesquels les gradients de vitesse ne sont pas invariants par translation, nous conduit a introduire la distribution locale de la densite des chemins de diffusion multiple de taille nl* donnee: #n(r#1,r#2,r), ou r#1 et r#2 sont respectivement le point de depart et le point final des chemins de diffusion multiple, et r le point courant ou la densite des chemins de diffusion est consideree. Cette distribution pondere la contribution des gradients de vitesse locaux au gradient de vitesse global #e#f#f. Lorsque la taille caracteristique (la portee) des gradients de vitesse coincide avec la taille l du systeme, la fonction de correlation c#1(t) a le meme comportement que celui obtenu dans un systeme homogene: il suffit de remplacer, dans le temps de correlation, par #e#f#f. Toutes ces considerations ont ete confirmees par les experiences de diffusion multiple de la lumiere dans les ecoulements de couette plan (systeme homogene) et de poiseuille plan (systeme inhomogene). Ces experiences montrent que l'on peut utiliser la diffusion multiple pour caracteriser certaines valeurs moyennes des gradients de vitesse dans des ecoulements laminaires. Enfin, en utilisant cette technique, nous avons determine le seuil et le nombre d'onde de l'instabilite de taylor-couette. Les resultats experimentaux montrent que, au-dessus du seuil d'instabilite, le gradient de vitesse augmente avec le nombre de taylor suivant une loi de landau. De plus, nous obtenons a travers la fonction de correlation temporelle l'image de la structure periodique des rouleaux de taylor, ce qui demontre qu'il est possible d'obtenir dans certaines conditions une representation fidele des gradients de vitesse locaux


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  • Détails : 151 p

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  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire de Sciences.
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  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire de Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS 92/GRE1/0192
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