Deplacements de fluides miscibles non-newtoniens en conduite cylindrique verticale

par CELINE GABARD

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Jean-Pierre Hulin.

Soutenue en 2001

à Paris 6 .

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  • Résumé

    On etudie dans un tube circulaire vertical le deplacement miscible d'un fluide non-newtonien par un fluide newtonien moins visqueux et de meme densite a grand nombre de peclet (diffusion negligeable). Ce processus modelise les deplacements de fluides dans la completion de forages petroliers. Cette configuration de contraste de viscosite est instable et un doigt de fluide injecte se forme au centre du tube en laissant un film de fluide deplace sur la paroi. Nous avons analyse l'influence du caractere rheofluidifiant et de l'existence d'une contrainte seuil du fluide deplace sur l'epaisseur du film residuel par des mesures video et acoustiques. Des mesures de reference avec des fluides newtoniens sont en accord avec ceux de la litterature. Pour un fluide deplace rheofluidifiant, le film residuel est plus mince que dans le cas newtonien, et encore plus pour un fluide a seuil. Un modele d'ecoulement quasi-parallele permet d'analyser les profils de vitesse d'ecoulement et la nature statique du film residuel. Pour les fluides a seuil, un modele theorique fonde sur la minimisation de l'energie dissipee et sur l'existence eventuelle de recirculation en amont deplacement predit l'epaisseur du film residuel. Un code commercial de mfn reproduit- avec des limitations sur les rapports de viscosites -les resultats sur les fluides rheofluidifiants et (en partie) sur les fluides viscoplastiques et est utilisable dans une large gamme de valeurs de parametres de controle. Des instabilites axisymetriques ou en helice du film residuel apparaissent ensuite sauf pour les fluides a seuil et sont etudiees a l'aide de diagrammes spatio-temporels et de mesures acoustiques. Suivant les cas elles apparaissent de maniere homogene dans l'ecoulement ou sont declenchees par une perturbation initiale induite par la commutation de la vanne d'injection. Les caracteristiques spatio-temporelles de ces instabilites et l'amincissement associe du film residuel ont ete etudies.

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Informations

  • Détails : 305 p.
  • Annexes : 122 ref.

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  • Bibliothèque : Université Pierre et Marie Curie. Bibliothèque Universitaire Pierre et Marie Curie. Section Biologie-Chimie-Physique Recherche.
  • Disponible pour le PEB
  • Bibliothèque : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : PMC RT P6 2001
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