Abstract FR:

Cette these concerne l'etude numerique de la convection naturelle thermosolutale, ou des gradients horizontaux de temperature et de concentration sont imposes aux parois verticales d'une enceinte fermee. Cette configuration se refere au couplage pouvant avoir lieu lors du changement de phase dans des systemes binaires. On analyse l'influence des differents parametres qui caracterisent le probleme sur les transferts de chaleur et de masse, ainsi que sur la structure de l'ecoulement. Deux situations sont envisagees. Dans la premiere, les temperatures et les concentrations imposees aux parois verticales de la cavite sont constantes et uniformes, ce qui permet l'etude du regime permanent: une correlation originale pour le transfert de masse est etablie. La decroissance du transfert de chaleur avec l'accroissement du rapport des forces de volume a nombre de lewis eleve est mise en evidence, et reliee a la structure multicellulaire de l'ecoulement. La seconde configuration represente le probleme de la fusion d'un solide pur dans un liquide binaire: l'evolution au cours du temps de la structure de cet ecoulement non stationnaire est analysee. Dans le cas particulier ou les forces de volume (thermique et solutale) sont egales et opposees, on montre l'existence d'un seuil pour le nombre de rayleigh en deca de laquelle la solution diffusive est stable meme dans une couche verticale. La valeur critique est determinee en fonction du nombre de lewis par une etude de stabilite lineaire, et confirmee numeriquement. Par ailleurs, on montre que la presence d'un maximum de densite caracterisant l'eau et les solutions aqueuses influence fortement la structure d'ecoulement dans le cas de solutions diluees, aussi bien dans le cas de la convection thermique que dans le cas thermosolutal