Ecoulements Granulaires Denses

Effondrement d'une colonne de grains immergée

Comprendre l’interaction locale entre deux particules proches contact dans un liquide nécessite une caractérisation fine de l’écoulement entre les deux particules. Que ce soit lorsque l’inertie des particules ou la déformation et l’état de surface des particules jouent un rôle dans la dynamique proche contact, la modélisation classique par une approche de lubrification pour des objets lisses et solides n’est plus possible.

Afin de décrire cette dynamique dans ces situations plus complexes, nous combinons des approches numériques résolues et des approches expérimentales à métrologie avancée (TOMO PIV 3D résolue en temps).

L’objectif est de décrire le rebond par des coefficients effectifs type d’un rebond oblique entre particule, comme un coefficient de restitution $e_{eff}$ ou un coefficient de friction $\mu_{eff}$. Ils deviennent en particulier dépendant d’un nombre de Stokes, $St$, traduisant le rapport entre l’inertie de la particule et la dissipation fluide.

Vidange d'un silo

Les poudres sont des matériaux très utilisés dans l’industrie. Leur manipulation peut provoquer l’émission de poussière qui peut être dangereuse pour la santé des travailleurs, si ces derniers inhalent la poussière, mais aussi pour la sureté des installations avec un risque d’explosion. La vidange d’un silo est un exemple parfait pour étudier les mécanismes à l’origine de l’émission de poussière.

En collaboration avec l’INRS, le groupe F&P étudie par simulation numérique la dispersion d’une poudre lors de a vidange d’un silo. Les simulations numériques réalisées avec le code NEPTUNE_CFD (approche Eulérienne N-Fluides) ont montré que la structure du jet granulaire dans la chambre de dispersion était liée au couplage avec l’écoulement dans le silo. En effet, si celui-ci n’est pas pris en compte les particules tombent en bloc alors qu’avec le silo un battement apparait comme dans les expériences.