Etude théorique et expérimentale des phénomènes d'envol et de saltation de particules dans une couche limite turbulente

par Jean-Marc Foucaut

Thèse de doctorat en Mécanique

Sous la direction de Michel Stanislas.

Soutenue en 1994

à Lille 1 .


  • Résumé

    Afin de caracteriser les phenomenes d'envol de particules dans une couche limite turbulente dont on a decrit les caracteristiques sur paroi lisse puis rugueuse, on presente un critere de vitesse limite d'envol base sur les travaux de bagnold et de white qui ont observe l'existence de plusieurs comportements: la saltation pour les plus grosses particules, plus particulierement etudie dans le memoire, et la suspension pour les plus petites. On a modelise les trajectoires de particules en saltation. On a mis en evidence l'existence d'une portance et d'un moment, lies a la presence de la paroi. Lors de l'envol, on impose a la particule des accelerations importantes, les vitesses initiales etant nulles contrairement aux modeles habituellement rencontres. On a montre que le debit solide qui s'envole est proportionnel a la difference des contraintes parietales avec et sans envol. A l'aide de l'analyse dimensionnelle, on a mis au point un modele capable de predire le debit solide dans une couche de saltation etablie. A partir de techniques de mesure originales, elaborees autour d'une soufflerie de type eiffel que l'on a qualifiee, on a procede a une validation experimentale de tous ces modeles. Des mesures de profils de vitesse sur paroi rugueuse ont notamment permis de caracteriser la vitesse de frottement en fonction du parametre de rugosite. Plusieurs dispositifs experimentaux automatises ont ete realises pour mesurer la vitesse limite d'envol et pour effectuer des mesures de trajectoires et de debit de matiere. Les trajectoires obtenues par le calcul sont tres proches de celles mesurees. Le modele de debit solide a ete valide et les essais sur divers materiaux ont permis de proposer une loi generale pour sa prediction.


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Informations

  • Détails : 1 vol. (245 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 235-244

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  • Bibliothèque : Université des sciences et technologies de Lille (Villeneuve d'Ascq, Nord). Service commun de la documentation.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 50376-1994-260
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