Ecoulements, imbibition et fragmentation de phase dans les milieux poreux

par Jean-Baptiste Charpentier

Thèse de doctorat en Mécanique des fluides

Sous la direction de Abdelghani Saouab.

Le président du jury était Abdelhak Ambari.

Le jury était composé de François Boulogne, Yohan Davit, Khalid Lafdi, Laurent Bizet.

Les rapporteurs étaient Azita Ahmadi, Mustapha Hellou.


  • Résumé

    Les milieux poreux sont omniprésents dans le quotidien des hommes du 21ème siècle que ce soit par hasard ou par nécessité. Certains permettent le transport d’une ou plusieurs phases fluides immiscibles, une situation à la fois courante et critique dans de nombreuses applications industrielles. Le transport d’une phase mouillante, l’imbibition, a été largement étudiée mais un certain nombre de problèmes restent ouverts. Dans cette thèse, nous nous sommes concentrés sur trois d’entre eux. La fragmentation de phase induite par la gravité dans une jonction asymétrique a été étudiée. La dynamique et un critère d’apparition ont été prédits analytiquement puis confirmés expérimentalement. Ensuite, l’évolution de l’épaisseur d’un front d’imbibition dans un réseau de capillaires a été simulée numériquement. Les résultats ont permis de lever une controverse de la littérature. Enfin, l’imbibition dans un milieu constitué de lames flexibles déformables a été explorée numériquement et expérimentalement. Il a été montré que la déformabilité des lames induit leur coalescence et agit sur la dynamique de l'imbibition.

  • Titre traduit

    Flow, imbibition and phase fragmentation in porous media


  • Résumé

    Porous media are ubiquitous in today’s society due to chance or necessity. Some of them allow the transportation of one or several immiscible fluid phases simultaneously. This property is both usual and critical in many industrial processes. The transport of a wetting phase, imbibition, has been widely studied but lots of issues remain opened. In this manuscript, three of them are addressed. Gravity induced phase fragmentation has been studied in an asymmetric pore junction. Fragmentation criterion and dynamic are predicted analytically and confirmed experimentally. Then, the broadening of an imbibition front in a capillary network has been investigated numerically. Results resolved a controversy in the literature. Finally, imbibition in a medium made of flexible sheets has been studied both numerically and experimentally. It showed that sheets flexibility induces their clustering and influences the imbibition dynamic.



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Informations

  • Sous le titre : Ecoulements, imbibition et fragmentation de phase dans les milieux poreux
  • Détails : 1 vol. (X-225 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 215-225
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