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Séminaire de Harunori Yoshikawa le 31 mars

28 mars 2011

Le comportement de bulles de vapeurs dans un écoulement et Une formation de motifs dans un système diphasique

jeudi 31 mars à 14h30
Amphithéâtre Nougaro
Harunori Yoshikawa, Université de Nice Sophia Antipolis
Candidat potentiel pour un poste d’enseignant-chercheur

Résumé :
Le séminaire est composé de deux parties. La première porte sur un aspect fondamental de l’ébullition. Dans l’industrie, l’ébullition est utilisée pour refroidir des systèmes chauffants grâce à sa grande capacité de transfert thermique. Son domaine d’application est étendu : des éléments électroniques aux réacteurs à eau pressurisée. Cependant, le processus du transfert n’est pas bien compris à cause de la complexité des écoulements diphasiques avec changement de phase. Je présente le travail que j’ai mené à l’IMFT [1]. Des bulles de vapeurs ont été mises en nucléation une par une sur un micro-élément chauffant. Le comportement de ces bulles isolées dans un écoulement est étudié dans différents environnements gravitationnels (au sol et en micropesanteur). Les résultats expérimentaux sont analysés et comparés avec une modélisation mécanistique basée sur le bilan des forces. Il est montré que ce type de modélisation est prometteur pour étudier l’ébullition.

La deuxième partie concerne la dynamique de bulles d’air injectées une par une dans un liquide. Ces bulles d’air présentent un comportement dynamique particulièrement riche (voir ex. [2]). Je présente ici le travail que je mène actuellement à Nice et qui concerne la formation de motifs spiralés formés par les bulles à la surface libre du liquide. Le dispositif expérimental utilisé est très simple : une cuve cylindrique remplie par un liquide visqueux et, au fond, un injecteur de bulles. Les bulles remontent une par une à la surface et y forment différents motifs en fonction de la fréquence de leur injection. Les motifs ressemblent à ceux observés dans la nature, c.-à-d., l’arrangement régulier des feuilles ; ce phénomène est appelé « phyllotaxie ». En observant les détails du comportement de ces bulles, j’ai montré de vraies similitudes entre nos expériences et la phyllotaxie [3]. Un modèle dynamique développé sera également présenté.