nglaura/hal-summarization huggingface dataset:
Un contrôle actif de type dual, reposant sur l'interaction entre deux schémas de contrôle (boucle ouverte par soufflage localisé en espace et périodique en temps + boucle fermée), est ici étudié dans un canal turbulent. Deux type de contrôle par asservissement seront analysés, Ad-Hoc et suboptimal en présence d'un soufflage sinusoïdal en temps et localisé sur la paroi inférieure. On montre alors qu'une stratégie de contrôle duale, formée d'une manipulation sinusoïdale et suboptimale, peut s'avérer être une méthode de contrôle efficace afin de réduire la contrainte pariétale turbulente et améliorer la contrôlabilité du système.

A dual active control strategy, based on the interaction of two control schemes (open loop control by a localized and time periodical blowing through a spanwise slot and a closed loop control) is analysed in a turbulent channel flow. Two types of feedback control are investigated, Ad-Hoc and suboptimal, coupled with a temporal sinusoidal blowing located on the lower wall. We show that a dual active control strategy, combining the sinusoidal and suboptimal control, can be an efficient control method in order to reduce the turbulent wall shear stress and to increase the controllability of the near wall turbulence.
Nous présentons une modélisation numérique de l'écoulement et des transferts thermiques dans des réseaux bidimensionnels de barres à section carrée en configurations alignées ou en quinconce (porosité dans la gamme 0.44-0.98). Pour des nombres de Reynolds faibles à modérés (10-2 < Re < 10 2), les échanges thermiques ont été peu étudiés jusqu'à présent pour ces configurations, mais se rencontrent maintenant dans les applications aux microéchangeurs. A faibles nombres de Reynolds, l'équilibre thermique local est atteint entre les phases fluide et solide. Dans les conditions d'équilibre thermique, deux conditions aux limites ont été étudiées, à savoir température constante sur la paroi des barres ou source de chaleur volumique constante dans les barres. L'influence de la configuration géométrique, de la porosité, du nombre de Prandtl et du nombre de Reynolds sur le nombre de Nusselt ont été déterminés. Dans le cas de la source de chaleur volumique constante, les résultats ont été approchés par une équation empirique adaptée au cas des faibles nombres de Reynolds.
Réduire l'augmentation de température (échauffement) due au passage du courant dans les appareils électriques haute tension et notamment dans les postes sous enveloppe métallique (PSEM) est nécessaire pour en améliorer les performances. Une géométrie spécifique de conducteur est proposée dans cette étude pour réduire l'échauffement, en améliorant les transferts thermiques dans le PSEM. L'efficacité de cette géométrie a été évaluée expérimentalement.
Cette étude présente une investigation expérimentale de l'effet du champ magnétique sur le transfert de chaleur au sein des ferrofluides en convection forcée à flux imposé dans un canal à section carrée. Le régime d'écoulement étudié est laminaire (100 < Re < 450). La section de tests permet d'étudier l'influence de la direction du champ par rapport à celle du flux de chaleur. Les résultats obtenus nous montrent une meilleure intensification des transferts thermiques de plus de 70% dans le cas où le champ magnétique est perpendiculaire au flux de chaleur.
La mise en forme d'un plastique renforcé par des fibres courtes nécessite l'écoulement d'un fluide viscoélastique contenant une suspension de fibres. La modélisation de ce type d'écoulement fait intervenir des couplages entre la viscoélasticité, les fibres et la cinématique. La microstructure du milieu viscoélastique se rapporte à l'état des macromolécules. Pour décrire l'état des fibres, une fonction de distribution d'orientation est utilisée. La modélisation de ce type d'écoulement nécessite une équation décrivant le mouvement du fluide et deux équations décrivant l'évolution de la microstructure des fibres et de la viscoélasticité. Si on néglige le couplage, l'évolution de l'état des fibres et des macromolécule sont gouvernés par deux équations de type Fokker-Planck. Nous commençons notre étude par l'acquisition de données expérimentales. Ainsi, un dispositif expérimental dédié est mis en place. Il permet d'obtenir des informations sur l'orientation des fibres dans un écoulement recirculant et sur le champ de vitesse par PIV. Nous avons aussi accès aux données de la rhéomètrie classique avec une géométrie de couette. Finalement, un modèle est proposé à partir des données expérimentales et d'une analyse théorique. Ce modèle est testé sur différent écoulements par des outils numériques adaptés.

Working with short fibers reinforced plastic need the flow of a viscoelastic fluid containing short fibers. The modeling of such flows involve a coupling between viscoelasticity, fibers, and kinematics. The microstructure of a viscoelastic environment refers to the macromolecule state. To describe the fibers state, a distribution orientation function is used. If we neglect the coupling, evolution of fibers and macromolecule state are driven by two Fokker-Planck equation.
Les suspensions de fibres courtes sont abondamment impliquées dans l'industrie des matériaux composites. La connaissance de la microstructure finale des pièces est essentielle pour la prédiction des propriétés mécaniques. De même, la prédiction d'une telle microstructure pourra aussi servir à l'optimisation des procédés afin d'obtenir les propriétés finales souhaitées. Dans ce papier nous faisons un tour d'horizon sur les dernières avancées dans la simulation numérique des suspensions de fibres courtes.

Short fiber suspensions are widely used in industry for manufacturing composites parts. The structures involving short fiber composites exhibit anisotropy induced by the forming process, because of the coupling between the flow kinematics and the fiber orientation evolution. The final microstructure determines the mechanical properties of the conformed part. Thus, accurate simulation tools allow for optimizing the forming processes in order to improve the mechanical properties. In this work we summarize some of the most significant recent advancements in this field
Dans les dernières années nous avons pu assister à une progression sans précédent des performances de la simulation numérique suite à la croissance de la puissance informatique et au développement des méthodes numériques. De nouvelles échelles ont pu être analysées, permettant une modélisation fine et précise de la matière. Dans ce travail nous allons considérer certains modèles définis dans des espaces multidimensionnels dont le traitement numérique était, encore jusqu’à aujourd’hui, considéré comme inimaginable.

In the last years, we have assisted to an impressive progression in the numerical modeling capabilities because of the progression in computer science but also in the numerical analysis. Thus, new scales have been explored, allowing modeling of richer and finer physical models. In this work we focus on some models which result defined in multi- dimensional spaces, which have been until now assumed intractable.
L'exploration et la manipulation de l'infiniment petit passeront sans doute par la conception assistée par ordinateur : le prototypage virtuel d'objets nanoscopiques concerne un grand nombre d'applications industrielles, pharmacologiques...
Afin de déterminer les facteurs influents lors de l'opération de mise en forme des coussinets de bielle, une simulation numérique en grandes déformations des différentes étapes de cette mise en forme a été réalisée par éléments finis. Un modèle simplifié de type RDM a été employé pour contrôler les ordres de grandeur des résultats obtenus par le code. In fine, une comparaison calcul-expérience s'avère tout à fait satisfaisante pour chacun des essais de validation que nous avons réalisés.

To identify the main parameters during the rod half bearing forming process, a numerical simulation in large strains of the different stages in the forming process was developed by finite elements analysis. A simplified model based on beam theory was used in order to evaluate confidence in FEA results. To conclude, the comparison between calculation results and experimental tests is proving to be very satisfactory.
La présente étude se place dans le cadre général du développement de machines à absorption eau/bromure de lithium compactes pour la climatisation automobile, permettant de réduire les émissions de CO 2 en valorisant les rejets thermiques des moteurs. Elle porte plus particulièrement sur la caractérisation du comportement d'un désorbeur à plaques, développé par la société Mahle pour le compte du constructeur automobile PSA Group. Les performances du désorbeur, traduites en termes d'efficacité massique, sont étudiées pour différentes conditions de fonctionnement, en dissociant les parts de puissances transmises à la solution sous forme de chaleurs sensible et latente.
Les procédés thermochimiques impliquant des réactions renversables solide/gaz permettent de réaliser des systèmes intéressants de stockage thermique, de densités énergétiques élevées (100-600 kWh/m 3 de matériau réactif). Des applications sont envisagées depuis le stockage intersaisonnier pour le chauffage de l'habitat jusqu'aux centrales solaires à concentration, et étudiées à PROMES. Au-delà des prototypes de démonstration, cette communication est focalisée sur l'analyse du fonctionnement local de tels réacteurs thermochimiques. Elle est basée sur le suivi des variables d'états (avancement global, température et pression locales) dans les lits réactionnels mis en oeuvre dans deux systèmes, expérimentés sous différentes contraintes opératoires thermodynamiques. L'analyse porte sur la stabilité des réactions au cours des cycles successifs à partir des avancements globaux de réactions, sur les profils de température et les déplacements des fronts réactionnels, les pressions aux bornes des lits réactifs, les perméabilités et leurs fortes variations. Ces conclusions sont importantes pour l'analyse des limitations principales à la transformation de tels lits réactifs, en particulier dans l'objectif de maximiser la densité énergétique des procédés de stockage thermique les mettant en oeuvre.
Dans un contexte de garantie de performance énergétique, l'évaluation de la performance réelle des logements est un nouvel enjeu. Dans les constructions récentes de type BEPOS (bâtiment à énergie positive) le comportement des occupants est connu pour avoir un impact fort sur la performance énergétique. De plus, dans ces nouvelles constructions, l'évaluation du confort estival est attendue. Dans cette étude, une méthodologie d'évaluation de la performance estivale d'une maison individuelle BEPOS vis-à-vis de comportements réalistes des occupants est présentée. Elle se base sur des analyses d'incertitude et de sensibilité (méthode RBD-FAST). Sur une étude de cas, la démarche employée a montré que la température opérative est jusqu'à 8.6 °C plus élevée suivant les comportements et que la gestion des volets roulants entre 14 h et 20 h est le paramètre le plus influent. Ainsi, en phase de conception, il est possible de proposer des solutions adéquates et/ou d'informer les futurs occupants des dispositions à prendre pour maintenir le confort estival dans leur maison. MOTS-CLÉS : confort estival, analyse de sensibilité, comportement des occupants

In order to guarantee the energy performance of buildings, assessing the energy consumption under real conditions of usage is a new challenge. In newly built houses as positive-energy buildings, the occupant's behaviour is known to be a very important factor for the building's performance. Moreover, evaluating summer comfort in these buildings is also a new issue. In this paper, an approach based on uncertainty and sensitivity analyses (RBD-FAST method) is presented and evaluates the summer performance of a building according to different realistic occupant's behaviour. A case study shows that operative temperature can vary up to 8.6 °C depending on behaviours and that roller blinds position between 2 pm to 8 pm is the most influential parameter. Therefore, new proposals for the design of future buildings can be done and/or future inhabitants can be better informed about how to manage their house.
L'utilisation du pisé dans la construction s'avère aujourd'hui intéressante dans la nécessaire démarche de bâtir durable. Ce matériau, non transformé industriellement, est porteur d'une énergie grise proche de zéro. De plus, les constructions en pisé apportent un bon confort d'habitation grâce au comportement hygrothermique naturel des murs en terre. Ces remarques participent à un regain d'intérêt pour ce matériau comme le montrent les récentes recherches sur le sujet. Pourtant, des verrous scientifiques persistent dans ce domaine. Peu d'études concernent, en particulier, l'évaluation des performances mécaniques sous sollicitations dynamiques. Cet article présente, dans un premier temps, une revue d'études existantes. Dans un deuxième temps, des simulations numériques ont été menées à l'aide du code d'éléments finis (ASTER). La loi de comportement Drucker-Pager avec écrouissage a été retenue pour les simulations. La pertinence de ce modèle et les paramètres prépondérants ont également été mis en avant par comparaison avec des données expérimentales issues de la littérature.
L'optimisation des performances est devenue une démarche classique pour la conception et le contrôle des systèmes énergétiques, y compris le secteur du bâtiment. Contrairement à l'approche séquentielle habituelle, une conception de bâtiment intégré est plus efficace puisque l'optimum d'un système peut être différent de celui obtenu en séparant ses composants. Il est donc nécessaire d'optimiser le design en considérant le bâtiment dans son ensemble, attentif à sa dynamique (enveloppe, système et occupants), à son environnement, et à sa durée de vie, notamment dans la perspective du changement climatique. Ceci entraîne des difficultés importantes liées au temps de calcul du fait de l'explosion combinatoire, liée aux variables de décision et aux incertitudes des paramètres, lors de l'optimisation. Dans cet article, nous présentons une méthodologie nécessaire pour résoudre un tel problème d'optimisation multi-objectif en utilisant des modèles de substitution ou calcul parallèle pour obtenir l'optimum global dans un temps de calcul raisonnable. L'objectif est également d'évaluer les fonctions de performance avec différents outils qui doivent être interopérables. Deux études de cas sont également présentées. MOTS-CLÉS : Optimisation multicritère, interopérabilité, aide à la décision

Performance optimization has become a standard approach for the design and control of energy systems, including the building sector. Contrary to the usual sequential approach, a holistic building design is more efficient since the optimum of a system can be different from the one obtained by separating its components. It is thus necessary to optimize the design by considering the building as a whole, attentive to its dynamics (envelope, system and occupants), environment, and its lifetime, particularly in the perspective of the climate change. This brings significant difficulties related to calculation time because of the combinatorial explosion, related to the decision variables and parameters uncertainties, during the optimization. In this paper we present a methodology seen necessary to solve such multi-objective optimization problem by using surrogate models or parallel computing to obtain the overall optimum in a reasonable computing time. The goal is also evaluating the performance functions with different tool that must be interoperable. Two case studies are also presented.
Cet article traite du pilotage d'un écoparc d'activités et de l'expression de sa performance. Un écoparc d'activités est une zone d'activités économiques particulière dans laquelle les entreprises, industrielles ou tertiaires, souscrivent aux principes du développement durable pour elles-mêmes et la communauté locale. L'écoparc d'activités obéit dans ce sens à des règles d'aménagement et de collaboration interentreprises spécifiques. L'idée proposée est d'appréhender l'écoparc d'activités comme un système dont il s'agit, pour le gestionnaire qui le pilote, de conduire l'atteinte de ses objectifs globaux de développement durable via l'atteinte de sous-objectifs rattachés respectivement à ce que nous qualifierons d'aménagement durable et de collaboration interentreprises. La démarche proposée s'inspire de la pratique du pilotage en entreprise pour décrire les enjeux du pilotage de l'écoparc d'activités. Pour ce faire, le concept d'écoparc d'activités est défini et les grandes questions relatives à son pilotage sont posées. Des pistes de réponses sont alors proposées. Un focus sur le système d'indicateurs de performance est effectué, menant à la proposition d'un cadre méthodologique pour l'expression de la performance et ouvrant des perspectives pour la formalisation de ce cadre. Les réflexions menées le long de cet article sont illustrées par les enjeux soulevés dans le cadre du pilotage de l'écoparc d'activités français Savoie Technolac.

This article deals with the mixed-use ecopark's control and the expression of its performance. A mixed-use ecopark is a particular kind of business park where companies follow the principles of sustainable development for themselves and the local community. In that sense, a mixed-use ecopark follows specific rules of sustainable urban development, and inter-organizations collaboration. This article's idea is to perceive the ecopark as a system which can be controlled by a manager in terms of objectives relating to, what we call, urban planning in one hand and collaboration in another hand. The proposed approach is inspired from the classic control of companies practice in order to present the issue of the mixed-use ecopark's control. To do so, the mixed-use ecopark is defined and reflections on its control are proposed. We then focus on the associated performance metrics system leading to the proposition of a methodological framework for the expression of the performance and opening perspectives for its formalization. The reflections carried out in this article are illustrated by the challenges raised by the manager of a French ecopark: Savoie Technolac.
<p>Cette étude traite du comportement mécanique d'une solution d'isolation par l'extérieur pour la réhabilitation thermique des bâtiments. L'étude présentée est réalisée à l'échelle d'un volume élémentaire représentatif (V.E.R.) de mur. La solution d'isolation est constituée d'un enduit présentant de meilleures performances thermiques que les isolants les plus efficaces se trouvant sur le marché actuellement. Il est appliqué par projection d'une couche de 4 cm d'épaisseur sur la surface extérieure d'une structure. Ce matériau est réalisé à partir de l'aérogel de silice. Sa composition en fait un matériau poreux avec une faible résistance mécanique ainsi qu'un faible module d'Young, en comparaison d'enduits classiques. Par conséquent, le comportement mécanique de l'association structure/enduit est peu prédictible. Ce papier concerne l'étude expérimentale d'un mur maçonné recouvert de cette solution d'isolation et soumis à des sollicitations de cisaillement dans son plan. Parmi les phénomènes à approfondir, il y a une meilleure connaissance de la fissuration de l'enduit et le décollement par rapport à son support. La technique de corrélation d'images a été utilisée pour obtenir un champ de déplacement.</p>
Pour atteindre des champs magnétiques plus intenses que ceux produits commercialement avec des aimants supraconducteurs, des bobines de champs à base d'alliage de cuivre sont développées dans quelques installations de champs magnétiques intenses. A Grenoble, une installation d'une puissance électrique de 24 MW permet de produire des champs continus jusqu'à 37 T dans un diamètre de 34 mm. Une augmentation de puissance à 30 MW est prévue pour être opérationnelle en 2022. Un aimant pour champs magnétiques intenses est un archétype d'échangeur compact aux caractéristiques extrêmes. Des flux de chaleur atteignant 10 MW.m-2 sont traités par un refroidissement par eau monophasique avec des vitesses de passages atteignant 30 m.s-1. Les canaux de refroidissement sont caractérisés par des diamètres hydrauliques de 200 à 1800 µm et des longueurs de 30 mm à 430 mm. Une perte de pression de 20 bars se développe entre l'entrée et la sortie de l'aimant pour champs intenses, le coefficient de transfert à la paroi des bobines atteint h=10 5 W.m-2 .K-1. En 2018, 15 GWh d'énergie électrique ont été injectés dans les aimants pour champs intenses de Grenoble. Cette énergie est intégralement transformée en chaleur fatale rejetée dans la rivière voisine. Un des projets du laboratoire est d'injecter une partie de ces calories dans le réseau de chaleur de l'agglomération grenobloise. La température de sortie de l'aimant est aujourd'hui au maximum de 40°C, température au-dessous de celle requise par le réseau de chaleur. L'utilisation d'une pompe à chaleur pour relever la température est donc nécessaire. Pour améliorer le modèle économique et les performances environnementales du projet, une solution est d'augmenter la température de sortie de l'aimant pour minimiser les coûts électriques associés aux pompes à chaleur. Pour cela nous devons diminuer le débit d'alimentation de l'aimant qui est actuellement 300 l.s-1 pour 24 MW et augmenter
Le premier objectif de cet article est la formulation numérique des trois méthodes générales de l'Analyse Limite, les méthode statique, cinématiques classique et mixte, pour les problèmes dont les matériaux obéissent aux critères de plasticité de Drucker-Prager et Mises-Schleicher. Dans chaque cas, les deux algorithmes de l'optimisation conique sont utilisées pour résoudre le problème final et ainsi aboutir à des formulations numériques efficaces. Les codes résultants sont tout d'abord comparés sur le problème de la sphère creuse sous chargement isotrope dont la solution exacte est connue pour chacun des matériaux précédents. Ensuite, second objectif, les codes statiques et mixtes sont retenus pour contrôler les critère approchés disponibles dans la littérature pour les matériaux poreux à matrice de Drucker-Prager et Mises-Schleicher.
. L'article présente la méthode RBD-FAST basée sur la variance, qui couple analyse de sensibilité et analyse d'incertitude. Ces deux types d'analyses sont des outils indispensables pour la garantie de performance énergétique. Les informations obtenues sont de même qualité que la méthode de SOBOL, mais avec un nombre réduit de simulation et du même ordre de grandeur que le criblage de Morris. Ainsi la rapidité d'évaluation de la sensibilité des différents paramètres n'a plus à se faire au détriment de la qualité de l'information extraite par analyse de sensibilité. Avec le même nombre de simulation, la comparaison entre RBD-FAST et Morris est réalisée sur l'étude des besoins de chauffage d'une maison individuelle BEPOS avec 50 paramètres incertains. Les résultats illustrent la richesse et la qualité des informations extraites en une analyse avec RBD-FAST : quantification de la part d'influence de chaque entrée sur la dispersion de sortie, analyse d'incertitude rigoureuse, analyse graphique des tendances. Ces atouts en font donc une méthode privilégiée pour la garantie de performance énergétique.

The paper presents the variance-based method RBD-FAST which combines sensitivity and uncertainty analysis. These two kind of analysis are essential tools for the energy performance guarantee. The information obtained is of the same quality as the SOBOL method, but with a reduced number of simulations and of the same order of magnitude as the Morris screening. Thus, the speed of evaluation of the sensitivity of the various parameters no longer has to do to the detriment of the quality of the information extracted by sensitivity analysis. With the same number of simulations, the comparison between RBD-FAST and Morris is made on the study of the need for heating of a BEPOS individual house with 50 uncertain parameters. The results illustrate the richness and quality of the information extracted in an analysis with RBD-FAST: quantification on the part of the influence of each input on the output dispersion, rigorous uncertainty analysis, graphical analysis of trends. These strengths make it a preferred method for the energy performance guarantee.
Ce travail porte sur l'étude d'un procédé de mise en circulation d'tm frigoporteur diphasique solide-liquide. La problématique d'un tel travail est d'éviter toute détérioration des particules solides intrinsèques au frigoporteur en circulation dans son système de mise en circulation. Il est décrit dans cet article les conditions de fonctionnement du procédé ainsi mis en place ainsi qu'une évaluation de son rendement sur le plan de l'énergie hydraulique de l'ordre des 20%.
Le refroidissement par jets est une solution privilégiée dans les applications industrielles lorsque l’on cherche à extraire, ou bien à apporter un flux de chaleur intense sur une surface. Dans le domaine de l’aéronautique par exemple, le refroidissement par jets est utilisé pour refroidir les aubes de turbines ou bien les chambres de combustion des moteurs de nouvelles générations. Ce type d’applications a mis en évidence la nécessité de recherches complémentaires sur le comportement d’un faisceau de jets et de leur interaction mutuelle. Dans le domaine de l’électronique, l’augmentation perpétuelle de la puissance dissipée par les composants modernes, ainsi que le souci permanent de compacité ont conduit au besoin de trouver des solutions efficaces au problème de l’extraction de chaleur en milieu confiné. Cette fonction est souvent assurée par des échangeurs compacts dont les parois sont refroidies par des jets impactants. Dans le cas des super-calculateurs, un jet de fluide diélectrique peut être utilisé en projection directe sur les éléments semi-conducteurs.
Le lien est établi entre les écoulements turbulents instationnaires à périodicité imposée et les processus cyclostationnaires (PCS) largement traités dans le domaine de la théorie de l'information. Les implications de ces propriétés dans la caractérisation des écoulements turbulents sont discutées, y compris pour des aspects de modélisation.

The link is established between turbulent unsteady flows, with imposed periodicity, and cyclostationary processes, often met in information theory. The implications of these properties for the characterization of turbulent flow is discussed, including the implications for aspects of modeling these flows.
La présente étude s'intéresse dans un premier temps au rendement d'une tour d'hydroliennes à axe de rotation vertical en configuration isolée. Les calculs sont effectués au moyen d'un code developpé au laboratoire LEGI qui couple un calcul Navier-Stokes 2D de l'écoulement général à une description ma-croscopique de la turbine. Cette méthode est validée par comparaison avec des résultats expérimentaux d'une éolienne de type Darrieus. Cette même tour est ensuite insérée dans un alignement de plusieurs tours qui forment ainsi un faisceau. Les résulats montrent que le rapprochement des tours profite au rendement moyen du faisceau. On procède enfin à l'étude de configurations spatiales de parcs marins composés de plusieurs faisceaux.

The present study deals with the efficiency of cross flow water current turbine. First, we look at a tower configuration for free fluid flow conditions. The simulation is carried out with a new in house code which couple a 2D Navier-Stokes computation of the flow with a macroscopic description of the turbine. This method is validated with experimental results of a Darrieus wind turbine. The tower is then inserted into a gathering of several lined up towers which makes a cluster. The results show that the closer the towers, the better the average cluster efficiency. Eventually, we investigate marine farm performances for different clusters arangements.
Nous présentons un dispositif permettant le suivi Lagrangien optique 3D de particules, avec une grande résolu-tion spatio-temporelle, pour l'étude d'écoulements pleinement turbulents. Le dispositif permet de reconstruire les trajectoires de plusieurs centaines de particules simultanément à l'aide de plusieurs caméras ultra-rapides sous différents angles de vision. Nous décrivons les solutions techniques et algorithmiques choisies, ainsi qu'un exemple d'application dans le cadre de l'étude de la dispersion turbulente.

We present a high resolution 3D Lagrangian Tracking technique, designed to investigate highly turbulent flows. This technique uses several ultra high speed cameras at different view angles to track simultaneously several hundreds of particles with a high space and time resolution. We describe the adopted technical and software solutions as well as an applicative example in the context of turbulent dispersion.
La conception des microsystèmes d'analyse pour les biotechnologies, s'envisage suivant deux écoles de pensée : la microfluidique continue, plus ancienne, est fondée sur des écoulements dans les canaux ; la microfluidique discrète, manipule des gouttes. Les avantages de cette dernière, qui s'appuie sur l'ElectroHydroDynamique et l'électromouillage, sont soulignés, avec en particulier une capacité plus grande d'intégration dans les microsystèmes des fonctions fluidiques élémentaires. Deux familles de configuration planaires sont détaillées : ouvertes et confinées. Des réalisations en sont présentées et notamment un système utilisant un réseau de microcaténaires pour injecter, déplacer, fusionner, mélanger des gouttes etc.
Un modèle simple basé sur la résolution de l'équation de Rayleigh décrivant l'évolution d'une bulle sphérique isolée est développé pour analyser les effets thermiques en cavitation. Deux approches sont utilisées pour modéliser le transfert de chaleur à travers l'interface liquide-vapeur. La première est basée sur un modèle de type convectif, la seconde sur la résolution de l'équation de diffusion de la chaleur dans le liquide entourant la bulle. Les deux modèles sont appliqués à un inducteur cavitant; les formes de cavités ainsi que les distributions de température sont comparées. Les évolutions de la longueur de cavité en fonction du nombre de cavitation pour l'eau froide (sans effet thermique) et pour le fluide réfrigérant R114 à deux températures différentes sont confrontées aux résultats expérimentaux.
Cet article présente une nouvelle modélisation 1D des écoulements diphasiques en lits fixes granulaire basé sur une approche mécaniste de type bi-fluide. La structure des lois de fermetures du modèle, déduite es mécanismes à micro-échelle, est valisée par des expériences. Enfin, sur la base d'observations expérimentales, une proposition d'extension du modèle à des configurations 2D ou 3D est présentée.
Les poches de cavitation qui se développent lors du lancement d'engins sous-marins hypervéloces jouent un rôle prépondérant sur la performance et la stabilité de ces engins. L'objectif de l'étude présentée dans cet article est de qualifier la qualité du code commercial FLUENT v6.0 pour la simulation des écoulements supercavitants. La géométrie retenue est similaire à celle utilisée dans les travaux expérimentaux de J.M. Michel (1974). Les résultats obtenus ont été étudiés en termes de longueur de cavité et de pression. Des comparaisons systématiques sont proposées avec des essais expérimentaux, des méthodes analytiques et avec la méthode des singularités.

The launching of underwater high-speed bodies creates large cavitation bubbles. Such cavities are of great importance in the study of performances and stability of theses bodies. The goal of this paper is to analyze the possibilities of the commercial software Fluent v6.0 in solving supercavitating flows. The geometry is similar to the one used in the experimental work of J.M Michel (1974). The results are studied in terms of cavity length and cavity pressure. Comparisons with experimental, analytical and with the boundary element method are clone systematically.
Une goutte conductrice posée sur la plaque inférieure d'un condensateur aux bornes duquel une tension est appliquée acquiert à son interface des charges électriques et subit ainsi l'action d'une force électrostatique normale aux électrodes. Si le champ électrique dépasse une valeur seuil, la force électrique exercée sur la goutte peut provoquer son détachement. Le Ny (1981) a donné les expressions nécessaires au calcul de la charge acquise et l'intensité de la force électrique mais celles ci sont restreintes aux cas de gouttes indéformables ; il manque un modèle théorique qui tienne compte de la déformation de la goutte (Khayari et col., 2003). Dans la présente communication, nous présentons le calcul asymptotique de la déformation de l'interface sous l'action de la pression électrostatique, pour de petits nombres d'Eötvos et de Bond électrique. Un mécanisme est également proposé pour décrire le détachement d'une goutte posée. Les expériences menées illustrent le mécanisme proposé et confirment les modèles établis.
Cet article présente l'étude expérimentale du coefficient d'échange de chaleur et de l'assèche­ment lors de l'ébullition en convection forcée de réfrigérant Rl34a dans des mini-canaux. Cette étude porte sur des tubes plats multiports en aluminium extrudé composés de canaux rectangulaires parallèles de diamètre hydraulique 0,77 mm. Nos mesures montrent que le régime d'évaporation convective do­mine et se traduit par un coefficient d'échange de chaleur à la fois indépendant de la vitesse massique et de la densité de flux de chaleur. Par ailleurs l'assèchement à faible titre domine avec un chauffage à flux uniforme.
Nous présentons ici une nouvelle méthode de collecte des aérosols, pouvant capturer efficacement et indépendamment de leur taille toutes sortes d'aérosols, dont la taille peut varier de quelques dizaines de nanomètre à quelques microns. Le système de collecte consiste en un électrofiltre standard, dans lequel une petite quantité de vapeur d'eau est injectée au coeur de l'écoulement d'air, ce qui permet d'augmenter significativement le rendement pour la collecte des particules nanométriques. Cette méthode a l'intérêt majeur de présenter un bon rendement pour une gamme très étendue de taille de particules (20 nm à 2 µm), et de concentrer les particules collectées dans un petit volume d'eau, particulièrement adapté à une analyse ultérieure par un microsystème.

We present a new concept for an airborne particle collector, capable of capturing efficiently and independently of size, any kind of aerosol ranging from a few tens of nanometres to a few microns. The collection device consists in a standard electrostatic precipitator, where the particle are charged via an electrical corona discharge and collected subsequently due to the electrostatic forces. In addition, a small amount of water vapour is injected in the incoming air flow improving greatly the yield for the collection of nanoscale particles. This method has the valuable advantage of having a very good yield for a wide range of particle size (20 nm to 2 µm), and of concentrating the particles in a very small volume of water, particularly adapted to continuous flow monitoring by fluidic microsystems.
Les principaux résultats présentés ont été obtenus dans le cadre d'un Projet de Recherche Intégrée du Programme Interdisciplinaire Energie du CNRS. Il s’agit d’études à dominante expérimentale visant à mesurer les coefficients de frottement et les transferts de chaleur en mini- ou microcanaux (4µm à 1mm) et à mettre en évidence les écarts par rapport aux lois établies pour des canaux de dimensions conventionnelles. Elles concernent la convection forcée pour des fluides monophasiques. Les technologies envisageables pour des microéchangeurs ont également été abordées.
Cet article présente une nouvelle modélisation 1D des écoulements diphasiques en lits fixes granulaires basé sur une approche mécaniste de type bi-fluide. La structure des lois de fermetures du modèle, déduite des mécanismes à micro-échelle, est validée par des expériences. Enfin, sur la base d'observations expérimentales, une proposition d'extension du modèle à des configurations 2D ou 3D est présentée.

This paper aims to present a new 1D model of disperdes two-phase flow in granular packed beds. The model closure laws structure is validated by experiments. The paper presents also a proposal to extend this model to 2D or 3D configurations based on experimental observations
Les nanotubes de carbone sont des vecteurs privilégiés de la diffusion des nanotechnologies dans des thématiques où la taille caractéristique des outils d'investigation peut varier de l'échelle micrométrique à l'échelle nanométrique. L'intégration pariétale de ces derniers sur les parois de micro échangeurs a pour objectif d'augmenter la surface d'échange et ainsi le coefficient d'échange thermique global. Deux procédés de microfabrication seront présentés.
L'utilisation de Matériaux à Changements de Phase (MCP) dans le bâtiment permet d'augmenter l'inertie thermique tout en gardant de faibles épaisseurs de parois. Le couplage avec un super-isolant permet d'augmenter encore cette inertie en limitant considérablement les pertes thermiques. Dans ce travail, on teste le comportement thermique d'une cellule ayant des parois associant MCP et VIP en la comparant à une cellule ayant des parois ne comportant pas de MCP. Les résultats obtenus démontrent la validité du concept. Une simulation numérique permet de prévoir le comportement de ces cellules dans un environnement climatique réel.
Dans ce travail, un échangeur de chaleur de type faisceau de tubes/calandre couplé à un champ ultrasonore a été conçu et étudié. Les premiers résultats expérimentaux illustrent une augmentation systématique du coefficient global de transfert de chaleur en présence d'ultrasons pouvant atteindre 250 %. Cette amélioration ne varie pas avec la puissance du champ ultrasonore mais est très sensible à la configuration hydrodynamique retenue.

The effect of ultrasound on heat transfer performances of a "vibrating" shell and tubes heat exchanger has been investigated. Comparison between overall heat transfer coefficient with and without ultrasound has shown that with ultrasound the overall heat transfer coefficient can be increased up to 250 %. This enhancement is not sensitive to the ultrasonic power but strongly depends on the hydrodynamic conditions.
Ce travail expérimental porte sur la distribution d'écoulements adiabatiques mono- et diphasiques dans un échangeur de chaleur à mini-canaux. Une section d'essais composée d’un distributeur relié à 8 barrettes de mini-canaux permet la visualisation des régimes d’écoulement et lamesure locale des pertes de pression régulières et singulières dans le distributeur et dans les mini-canaux. On présente et on analyse les résultats concernant la position verticale du distributeur avec écoulement descendant du frigorigène correspondant à la majorité des applications industrielles.
Cet article présente les résultats expérimentaux de transfert de chaleur obtenus lors du refroidissement d’écoulements verticaux descendants de CO2 supercritique, en régime turbulent. Le dispositif expérimental développé pour l’étude, ainsi que sa spécificité par rapport à une pompe à chaleur au CO2, sont plus particulièrement abordés. Les résultats expérimentaux mettent plus particulièrement en lumière l’influence de la convection mixte sur les transferts thermiques dans cette configuration.
Nous présentons des mesures de coefficients de frottement et de transfert thermique par convection forcée dans des mini-canaux plans de 1 mm à 250 μm d'épaisseur. Le coefficient de frottement est estimé à partir d'une mesure globale de perte de charge. Le coefficient de transfert thermique est déterminé à partir d'une mesure directe et locale de la température et du flux thermique à la paroi. Les mesures des coefficients de frottement confirment les lois classiques aux incertitudes expérimentales près. En ce qui concernent les mesures locales de coefficients de transferts, les écarts observés par rapport aux corrélations classiques établies pour des plus grands diamètres peuvent être expliqué qualitativement par la non-uniformité du flux thermique imposé en paroi et les conditions d'établissement partiel des couches limites cinématique et thermique.
Le papier présente les méthodes et résultats d'une simulation numérique et d'une modélisation du type paroi poreuse des écoulements laminaires monophasiques et des transferts thermiques dans des microcanaux de section rectangulaire à surface rugueuse. Les modèles, qui considèrent des rugosités de forme parallélépipédique, espacées périodiquement, ont été validés expérimentalement pour l'hydrodynamique dans des canaux de hauteur 100 et 150 µm.
Cette communication présente les techniques de mesures et les résultats obtenus lors d'une campagne de mesures en fluide tournant sur des couches limites turbulentes sur fond plat horizontal. Une techique de PIV stéréoscopique est utilisée pour obtenir les trois composantes des champs de vitesse dans un plan. La composante hors-plan du déplacement est reconstruite grace à une méthode originale basée sur une approximation linéaire autour du plan de mesure. Les profils de vitesse obtenus en régime laminaire sont en très bon accord avec les prédictions théoriques d'Ekman.

This paper reports on measurements techniques and results of an experimental campaign concerning frictional rotating turbulent boundary layer in spin-up flow over flat horizontal bottom. Stereoscopic Particle Image Velocimetry technique is used to obtain two-dimensional three components fluctuating velocity fields. Out-of-plane component is reconstructed thanks to an original method based on a linear approximation on the acquisition plane. Velocity profiles measured in laminar regime show a remarkable agreement with the Ekman theoretical predictions.
La présente étude se concentre sur la prédiction des performances de turbines à axe verticale de type Darrieus. On cherche à mieux comprendre la complexité des phénomènes qui gèrent l’écoulement dans ces machines. Les nombres de Reynolds typiques de l’ordre de 10 5 sont assez faibles pour avoir une couche limite laminaire sur une étendue significative des profils. De plus, les variations cycliques d’incidence locale provoquent des effets instationnaires, voire des phénomènes de décollements dynamiques à faible vitesse spécifique. Dans une première partie, l’importance de détails géométriques sur les performances des machines est mise en évidence à travers les différents essais menés au Laboratoires Sandia. Dans une deuxième partie, une modélisation numérique locale en fluide visqueux est mise en place à l’aide du logiciel Fluent. La technique des maillages glissants (“Sliding Mesh”) est utilisée pour traiter le caractère instationnaire de l’écoulement. Le modèle de turbulence bas Reynolds Spalart-Almaras est utilisé. Les modélisations sont effectuées sur une pale fixe ainsi que sur une machine Darrieus à deux pales. Les résultats obtenus sont confrontés aux données disponibles dans la littérature. En particulier, les structures tourbillonnaires modélisées sont comparées avec celles de l’écoulement réel.
L'utilisation des barres en mer pour combattre l'érosion des plages, remonte aux années 90, et est basée sur le fait qu'elles représentent un réservoir substantiel de sédiment. De plus, le rôle essentiel que ces barres peuvent jouer dans la réduction de l'énergie des vagues a été démontré par des études récentes. Par conséquent, travailler à renforcer les barres existantes ou même à ajouter des barres supplémentaires est une approche prometteuse, parce qu'elles constituent une ligne de défense et respectent l'environnement. Le premier objectif de cette étude est de montrer que la simulation numérique peut être un outil d'aide à la décision pour définir le meilleur emplacement de rechargement. Le deuxième but de cette étude est de définir une méthodologie pour simuler les conditions atmosphériques réelles sur une saison, un an ou une décennie grâce à un nombre approprié d'événements climatiques représentatifs.

The use of offshore bars to fight beach erosion, dating back to the 90 th , was based on the fact that they represented a substantial reservoir of sediments. That theory turned out to be irrelevant, as beach nourishment requires coarser grain sizes. However, the essential role these bars can play in wave mitigation was demonstrated by recent studies. Hence, working on reinforcing existing bars or even adding extra bars is a convincing approach, for they constitute a line of defence with no visual impact and are therefore environment-friendly. The method offers the added benefit of tapping abundant fine sands, easily available offshore, to build up the bars. All these assumptions should, of course, be systematically checked, the purpose of the exercise being to assess, through mid-term and long-term bathymetric evolution simulation, the consequences of the implementation of offshore bar nourishment and define the best location. The second aim of this study is to define a parameterization of the screenplay of the weather condition over a season, one year or a decade in an appropriate number of climatic events for the simulation.
La mise en mouvement d'un liquide sans aucun contact mécanique avec son milieu extérieur peut être un moyen de mélange et/ou brassage séduisant pour les biotechnologies où les volumes de fluide à traiter sont très petits (quelques dizaines de µl au plus). Le système présenté concerne une goutte d'eau entourée d'une enceinte fermée dont l'atmosphère est composée uniquement de sa vapeur. Une circulation dans la goutte est obtenue par effet Marangoni. L'objectif principal est de calculer le champ de vitesse dans la goutte en supposant que celle-ci est en équilibre avec sa vapeur. La goutte et sa vapeur sont considérés incompressibles, la géométrie est à symétrie 2D axisymétrique, l'équation du mouvement est exprimée avec un modèle à variables non primitives (ω-ψ-φ). Les simulations ont permis d'étudier l'influence sur le champ de vitesse dans la goutte : (i) des phénomènes de changement de phase, (ii) de la présence de vapeur entre l'extrémité de la goutte et l'échangeur froid, (iii) du transport de chaleur par convection dans la goutte.

Inducing a convective motion inside a liquid without using any mechanical contact is a convenient and efficient way for the mixing of liquids in biotechnology, where the volumes to be treated are very small. We analyze a system constituted by a water droplet surrounded by its vapor in which a Marangoni convection has been set up. The aim of this work is to calculate the velocity field inside the droplet assuming it is at equilibrium with its vapor. Fluids are supposed incompressible and the geometry 2D axisymmetric. Non primitive variables (ω-ψ-φ) are used in the equation govering the motion of the fluid. Numerical simulations show the influence on the droplet velocity field : (i) of the vaporization-condensation mass transfer. (ii) of the presence of vapor between the droplet and the cold source and (iii) of the convection inside the liquid.