Laboratoire de Mécanique des Fluides et d'Acoustique - UMR 5509

LMFA - UMR 5509
Laboratoire de Mécanique des Fluides et d’Acoustique
Lyon
France


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Stratification et effets de flottabilité

Cet axe est fortement lié aux thèmes environnement et procédés. Concernant les effets de stratification et de flottabilité sur la dynamique des écoulements une attention particulière a été portée sur les panaches flottants (travaux en collaboration avec des chercheurs de l’Imperial College de Londres et de l’Université de Cambridge). Ces écoulements, induits par un rejet d’un fluide plus dense ou léger dans un fluide au repos, constituent un cas d’étude très adapté à l’analyse des effets de densité variable. Ces écoulements ont notamment été étudiés, expérimentalement (Ezzamel et al., 2015) et numériquement (Van Reeuwijk et al., 2016) afin d’expliquer l’influence d’une variabilité de la masse volumique sur l’entrainement d’air au sein du panache. Ces étude ont également été la base pour des théories visant à clarifier la variabilité des transferts radiaux de chaleur et de quantité de mouvement (dont le rapport est notamment quantifié par le nombre de Prandtl turbulent observé expérimentalement (Craske et al., 2017). L’étude d’écoulements académiques, tels qu’un panache axisymétrique, ont été la base pour des études sur des configurations plus réalistes. Celles-ci concernent des rejets légers dans des tunnels ventilés, stimulants la propagation de fumées chaudes suite à la présence d’un incendie dans un tunnel routier et/ou ferroviaire. Dans ces contextes l’intérêt est d’identifier, en fonction des conditions dynamique et thermodynamique du rejet chaud, les conditions de ventilation qui permettent de repousser les fumées en aval de la source chaude (Salizzoni et al., 2018, Jiang et al., 2019, Jiang et al., 2018), et permettre l’évacuation des usagers et l’intervention des équipes de sécurité. Ces travaux sont notamment le fuit d’une collaboration bien établie avec le Centre d’Etude des Tunnels de Bron. D’autre travaux en cours (Vidali, 2018 -2020) en collaboration avec Air Liquide, se focalisent par contre sur la dispersion el le mélange avec l’air ambiant des rejets de gaz dense dans les basses couches de l’atmosphère. Ce dernier type d’études est en lien avec des applications à la gestion des risques technologiques dans l’industrie extractive et dans le stockage de produit dangereux.
D’autre part, dans l’eau, J. Soundar (Projet IMUST, Collaboration ENS, CETHIL) a débuté des études relatives aux transferts thermique (flux) à partir de mesures simultanées de vitesse et de concentration (traceur de la température). Pour ce faire il utilise des techniques de visualisation basées sur la PIV et la PLIF. L’écoulement de base étudié est un panache, les gradients de température sont ici largement moins importants que dans les études en air. A la suite de l’ANR Stratimix, des études du même ordre avec présence de particules solides devraient être menées pour étudier l’influence des gradients salins sur les trajectoires des particules solides.
Toutes ces études sont fortement expérimentales et théoriques. Le recrutement du nouveau MC ECL devrait permettre d’aborder la problématique d’un point de vue numérique.
Participants : Salizzoni, Gostiaux, Simoëns, M. ElHajem, Lamaison, Charvolin, Soulhac, Soundar, Perkins.
Collaborations : A. Venaille (ENS Lyon), A. Delache, Marro, Creyssels, Univ Aix - Marseille, Imperial College, Cambridge University, Politecnico di Torino.
Financement : IMUST, MESR( 2 thèses)