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Thèses et Mémoire de l'Université de Strasbourg

Etude des champs de vitesse dans les effluents des réseaux d'assainissement : expérimentation et simulation numérique

JAAFAR, Walid (2006) Etude des champs de vitesse dans les effluents des réseaux d'assainissement : expérimentation et simulation numérique. Thèses de doctorat, Université Louis Pasteur.

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Résumé

Ce travail s'inscrit dans le cadre d'une étude du transport de matières en suspension dans les réseaux d'assainissement. Lorsqu'il s'agit d'effectuer des mesures non intrusives de vitesse dans des écoulements de fluides opaques, la vélocimétrie ultrasonore Doppler pulsée s'avère être la technique la plus adaptée. L'objectif principal est l'étude des champs de vitesse dans des écoulements chargés de particules et le développement des algorithmes de traitement de signal permettant l'extraction de la vitesse à partir des distributions fréquentielles du signal Doppler. L'accès à cette information se fait en calculant la densité spectrale de puissance. Deux approches d'estimation de vitesses ont été utilisées, d'une part la méthode temporelle classique ou Pulse Pair et d'autre part la méthode d'identification spectrale développée par l'IMFS. La comparaison des deux méthodes a montré que l'approche spectrale étant plus fiable que l'approche temporelle. Après avoir validé expérimentalement les algorithmes de traitement du signal, nous avons montré l'efficacité de l'appareil pour mesurer instantanément un profil de vitesse sous plusieurs configurations d'écoulements. Une bonne concordance entre résultats expérimentaux et théorie a été observée. La précision des mesures pourrait être améliorée par l'application de la méthode d'élimination des échos parasites en utilisant plusieurs fréquences d'échantillonnage. La validation de ces mesures dans le laboratoire a permis de distinguer le champ des vitesses du fluide porteur de celui des particules transportées et de déduire ainsi la vitesse de glissement. Nous avons montré aussi qu'il était possible d'effectuer des mesures en turbulence avec un système dédié à la mesure des débits dans les réseaux d'assainissement. La dernière partie de la thèse fut consacrée à l'étude des écoulements par simulation numérique avec le code de calcul Fluent. Premièrement, nous validons le modèle pour les écoulements monophasiques à l'aide des mesures de vitesse disponibles. Deuxièmement, nous réalisons des simulations en multiphasique à travers la modélisation de l'écoulement en surface libre et la prédiction du comportement des particules solides dans un canal d'assainissement. Cette phase a mis en évidence la capacité du logiciel à reproduire fidèlement la réalité, compte tenu de la finesse de la modélisation.

Type d'EPrint:Thèse de doctorat
Mots-clés libres:Vélocimétrie ultrasonore ; Doppler pulsé ; profils de vitesse ; turbulence ; transport solide ; simulation numérique 3D
Sujets:CL Classification > DDC Dewey Decimal Classification > 600 Technologie (sciences appliquées) > 620 Sciences de l'ingénieur > 628 Technique sanitaire et municipale. Génie urbain
Classification Thèses Unistra > Sciences, technologies > Sciences appliquées > 620 Sciences de l'ingénieur > 628 Technique sanitaire et municipale. Génie urbain

UNERA Classification UNERA > ACT Domaine d'activité UNERA > ACT-14 Eau, environnement, aménagement, urbanisme
UNERA Classification UNERA > DISC Discipline UNERA > DISC-21 Ingénierie et technologies
UNERA Classification UNERA > ACT Domaine d'activité UNERA > ACT-8 Mécanique, génie mécanique, mécatronique
Code ID:1195
Déposé le :19 Décembre 2006

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