Abstract FR:

L'objectif de ce travail est d'améliorer dans le cadre du projet NEPTUNE la modélisation des écoulements adiabatiques turbulents liquide/bulles. Notre effort a porté en particulier sur l'amélioration de la prédiction de la turbulence du liquide en présence des bulles. Les modélisations existantes de la turbulence des écoulements liquide/bulles (comme la pseudo-turbulence) ne s'avèrent pas toujours très performantes du fait de la complexité des interactions entre les bulles et la turbulence du liquide. Nous avons alors proposé un nouveau modèle (k-epsilon) multi-échelles basé sur une séparation d'échelles et capable de simuler ce type d'écoulement diphasique. Cette séparation d'échelles nous a permis de modéliser des phénomènes physiques agissant à des temps caractéristiques différents (production par les gradients moyens, sillage. . . ). Cette méthode nous a été inspirée par les travaux de Schiestel (1983) sur les écoulements turbulents monophasiques. Les résultats numériques obtenus avec cette nouvelle approche ont été comparés dans un premier temps aux données expérimentales d'écoulements homogènes avec une répartition uniforme de bulles (Lance et Bataille (1991) et Lance et al. (1991)). Ces deux expériences nous ont servi de cas de validation pour le modèle multi-échelles. Puis, à l'aide du code de calcul ASTRID développé par Électricité De France, nous avons pu valider avec succès ce modèle multi-échelles sur un écoulement non-homogène : la zone de mélange diphasique (Roig (1993)). Une étude comparative des résultats numériques obtenus avec le modèle multi-échelles et d'autres modèles de la littérature (pseudo-turbulence entre autre) a également été menée durant ce travail de thèse.