Abstract FR:

Notre etude porte principalement sur la simulation numerique de la solidification des alliages de fonderie, la modelisation et la validation experimentale tenant compte des echanges thermiques par conduction et convection. Notre objectif est la mise au point d'un outil informatique de laboratoire permettant de caracteriser l'influence de la convection naturelle dans le processus de solidification. La formulation du probleme dans le plan a conduit a l'ecriture des equations couplees de la thermique et de la mecanique des fluides dans les differentes zones, ainsi qu'au choix des hypotheses necessaires. La resolution numerique de ces equations a necessite le choix d'une methode de calcul, celle des volumes finis a ete retenue. Nous avons entrepris la programmation de l'algorithme de resolution des equations. Dans un premier temps, suivant un schema ou les differentes variables sont calculees sur un meme maillage. La determination des conditions aux limites en pression et surtout leur suivi lors de l'evolution de la frontiere solide-liquide ont pose quelques difficultes. A partir de la, nous avons programme un algorithme qui permet de calculer les temperatures et pressions sur un maillage principal, et les vitesses sur des maillages decales, tout en considerant un ecoulement laminaire dans la partie liquide et de darcy dans la zone pateuse. La resolution est effectuee suivant une procedure implicite iterative. Une etude comparative a ete effectuee entre nos resultats et ceux de meyer pour l'aluminium et d'ohnaka pour l'acier. Nous nous sommes aussi interesses a l'influence de la convection, sur des pieces en fonte g. S. Coulees dans un moule en sable. La validation experimentale est delicate, du fait des temperatures de solidification de la fonte. Les mesures caracterisant le mouvement du fluide sont inaccessibles. Seules, les temperatures sont collectees en certains points et compares aux temperatures calculees