Abstract FR:

Dans ce mémoire, nous avons caractérisé l'écoulement tourbillonnaire non entretenu (Swirl flow) généré par une entrée tangentielle dans un espace annulaire cylindrique. Nous avons déterminé le transfert de matière global engendre par ce type d'entrée. Le transfert peut être supérieur a 300% par rapport a celui mesure en écoulement axial établi. L’étude de l'influence des différents paramètres a permis de déterminer une corrélation générale pour ce type d'écoulement. L’augmentation du transfert de matière s'accompagne d'un accroissement des pertes de charge, que nous avons évalué en mesurant le gradient pariétal de vitesse par une méthode électrochimique. Par comparaison des critères énergétiques, bases sur le transfert de matière et les pertes de charge, entre l'écoulement tourbillonnaire et l'écoulement axial établi, nous avons estime le gain énergétique réel du aux tourbillons. Par ailleurs, les mesures du gradient pariétal de vitesse ont révélé la présence d'une zone de recirculation à la base de la cellule, a proximité du cylindre intérieur. Afin d'observer le comportement des lignes de courant sur les deux parois, nous avons effectue une visualisation pariétale par taches de peinture, dite « Dot-Paint method ». Elle a permis de confirmer l'existence d'une zone de recirculation et la structure tridimensionnelle de l'écoulement. Enfin, en utilisant la fonction de transfert des sondes électrochimiques, nous avons évalué l'intensité turbulente du gradient pariétal de vitesse sur le cylindre intérieur de la cellule. L’intensité turbulente est très élevée près de l'entrée tangentielle, puis décroît vers le sommet de la cellule. L’analyse spectrale des fluctuations du gradient de vitesse a par ailleurs confirme le caractère tridimensionnel de l'hydrodynamique au voisinage de l'entrée tangentielle