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Masbernat, Olivier

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Works: 18 works in 24 publications in 2 languages and 24 library holdings
Roles: Thesis advisor, Opponent, Other, Author
Publication Timeline
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Most widely held works by Olivier Masbernat
Etude expérimentale de la rupture de gouttes dans un écoulement turbulent by Sophie Galinat( Book )

2 editions published in 2005 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Ce travail concerne la rupture de gouttes dans un écoulement turbulent généré en aval d'une restriction de conduite. Un dispositif expérimental spécifique produit un écoulement dispersé liquide-liquide dans une conduite verticale. L'utilisation de la trajectographie par vidéo rapide a permis d'effectuer une analyse globale de la rupture d'une goutte isolée : des données statistiques, comme la probabilité de rupture, la distribution de taille des gouttes filles, ont été dérivées des observations expérimentales. Une étude de l'hydrodynamique locale en aval de l'orifice, via la vélocimétrie par images de particules, a mis en évidence la nature de la contrainte exercée par la phase porteuse sur la goutte responsable de la rupture. Le rôle de la dynamique propre de la goutte sur la rupture face à cette contrainte a été identifié grâce à la simulation numérique. Les mécanismes de la rupture de gouttes en écoulement concentré ont finalement été étudiés, expérimentalement et numériquement
Agitation des particules dans un lit fluidisé liquide : étude expérimentale by Alicia Aguilar Corona( Book )

2 editions published in 2008 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Dans ce travail, les trajectoires 3-D de particules marquées dans un lit fluidisé liquide ont été mesurées par vidéo dans un milieu d'indices optiques ajustés, dans une plage étendue de concentration. Les paramètres de l'écoulement étudié correspondent à des nombres de Reynolds particulaire élevés (O(10)<Rep<O(103)) et des nombres de Stokes intermédiaires (O(1)<St<O(10)) L'évolution de l'énergie cinétique fluctuante des particules en fonction de la concentration a été modélisée et interprétée dans le cadre de la théorie cinétique. Le coefficient d'autodiffusion des particules a été identifié dans les plans horizontal et vertical, et modélisé grâce à une analyse comparative d'échelles de temps. La fréquence et le coefficient de restitution des collisions ont été mesurés et comparés aux modèles existants
Structure locale du champ hydrodynamique dans les écoulements dispersés liquide-liquide concentrés by Frédéric Augier( Book )

2 editions published in 2001 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

L'objectif de ce travail est de caractériser la structure du champ hydrodynamique dans deux écoulements dispersés liquide-liquide de type homogène et de zone de mélange, par les mesures locales, simultanées et instantanées des champs de vitesse des deux phases, de la fraction volumique et du diamètre des gouttes. Ces mesures sont menées pour des fractions volumiques de la phase dispersée pouvant atteindre 40%, à l'aide d'une technique originale adaptée de la Vélocimétrie par Images de Particules en milieu optiquement homogène, développée et validée dans le cadre de ce travail. Les phases continue (mélange eau-glycérol) et dispersée (heptane) sont localement différenciées par la présence dans la phase continue d'un traceur fluorescent (rhodamine 6G). La technique est d'abord appliquée à l'étude d'écoulements homogènes co-courants dans l'objectif de caractériser l'influence de la fraction volumique de la phase dispersée sur la force de traînée diphasique et sur la turbulence des deux phases. Les résultats expérimentaux sont comparés à des modèles existants et /ou à des données de la littérature. Des éléments intéressants concernant la structure instantanée du champ hydrodynamique sont mis en évidence. Dans un deuxième temps, des zones de mélange diphasiques présentant, soit un gradient de vitesse, soit un gradient de fraction volumique, font l'objet de mesures locales par la même technique. Dans le premier cas, on constate que, par rapport au cas monophasique, la présence de la phase dispersée conduit à une expansion plus rapide de la zone de mélange et à une sensible modification de la turbulence produite par le cisaillement. Dans le deuxième cas, l'écoulement est piloté par les variations à grande échelle de la densité du mélange. Enfin, des comparaisons avec des simulations numériques sont effectuées afin d'évaluer la capacité d'outils numériques actuels à prédire ces différents écoulements liquide-liquide
Modélisation dynamique de la fluidisation solide-liquide by Frédéric Gevrin( Book )

2 editions published between 2002 and 2006 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Ce travail est consacré à l'application d'un modèle diphasique eulérien à la fluidisation solide-liquide. L'approche utilisée pour décrire le mouvement de la phase solide est issue de la théorie cinétique des milieux granulaires, en y incluant les effets du fluide interstitiel à différentes échelles (mouvement moyen et fluctuant). Le calcul est 2D et instationnaire. Le modèle est d'abord évalué en comparant l'évolution de la pression granulaire en fonction de la fraction solide aux données expérimentales de Zenit et al., dans une gamme étendue de concentration et pour trois types de billes (nylon, verre et acier)fluidisées dans de l'eau et présentant des nombres de Stokes particulaires contrastés. Cette comparaison a permis de valider globalement l'approche proposée, en notant toutefois que l'écart observé entre valeurs calculées et mesurées décroît lorsque le nombre de Stokes augmente. les mécanismes de production/dissipation des fluctuations de la phase solide sont ensuite analysés en évaluant le poids respectif des termes source/puits et par une étude de sensibilité du modèle aux différents paramètres et lois de fermeture. Cette étude met en évidence les effets dominants du terme de dissipation par la force de traînée et du terme de production par le cisaillement moyen, dans la plupart des cas étudiés
Étude expérimentale et modélisation des écoulements liquide-liquide en conduite horizontale by Christophe Conan( Book )

2 editions published in 2007 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

In this work, liquid-liquid dispersed-stratified pipe flows have been experimentally investigated. The heavy aqueous phase flows in the lower part of the duct, entraining a concentrated dispersed layer of organic drops in the upper pipe section. The aqueous phase mean and fluctuating flow field in both layers have been characterized by Particle Image Velocimetry. The turbulence field in the aqueous phase follows classical trends of wall turbulence in pipe flows. The non-newtonian rheology of the dispersed layer has been identified. Closure laws for the wall stress of the aqueous and dispersed layers as well as for the interfacial stress have been derived and discussed. The wall friction in the aqueous phase follows Blasius'law, whereas the interfacial friction is inversely proportional to the Reynolds number based on the average slip velocity. Overall, the pressure gradient is nearly proportional to the mixture velocity, even at low concentration of the dispersed phase
Structure d'un écoulement dispersé liquide-liquide à contre-courant by Olivier Masbernat( Book )

2 editions published in 1989 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

LE TRAVAIL DE RECHERCHE CONDUIT DANS LE CADRE DE CETTE THESE A POUR OBJET L'ETUDE THEORIQUE ET EXPERIMENTALE DE L'HYDRODYNAMIQUE D'UN ECOULEMENT DISPERSE LIQUIDE-LIQUIDE A CONTRE-COURANT EN CONDUITE VERTICALE. LE BUT DE CE TRAVAIL EST DE CONTRIBUER A L'AMELIORATION DE LA CONNAISSANCE, A L'ECHELLE LOCALE, DES MECANISMES FONDAMENTAUX DE TRANSPORT DE MASSE, DE QUANTITE DE MOUVEMENT, D'ENERGIE ET DES PROPRIETES GEOMETRIQUES INTERNES DE L'ECOULEMENT EN MILIEU DIPHASIQUE. LE CAS PARTICULIER TRAITE EST UNE DISPERSION FLUIDISEE A CONTRE-COURANT D'UN ECOULEMENT D'EAU DESCENDANT. SUR LE PLAN EXPERIMENTAL, LES INVESTIGATIONS EN ECOULEMENT LIQUIDE-LIQUIDE (MESURE DE VITESSE, TAUX DE PRESENCE ET TURBULENCE) NECESSITE UNE METROLOGIE ET UN TRAITEMENT DU SIGNAL APPROPRIE, DANS LE BUT DE DISCRIMINER LES INFORMATIONS PROVENANT DE CHACUNE DES PHASES. NOUS AVONS DEVELOPPE UNE TECHNIQUE NOUVELLE DE MESURE SIMULTANEE DE VITESSE ET DE TAUX DE PRESENCE, UTILISANT L'ANEMOMETRIE-DOPPLER LASER AINSI QU'UNE SONDE CAPACITIVE HYPERFREQUENCE. SUR LE PLAN THEORIQUE, NOUS AVONS CHOISI L'APPROCHE DU MODELE A DEUX FLUIDES DANS LEQUEL NOUS AVONS PRIS EN COMPTE LE TRANSPORT DE LA TURBULENCE ET LA DISTRIBUTION DES TAILLES DE GOUTTES SUIVANT L'AXE DE L'ECOULDMDNG; CETTE MODELISATION NOUS A CONDUITS A UNE SIMULATION DE L'ECOULEMENT ETUDIE
Étude expérimentale de la rupture de gouttes dans un écoulement turbulent by Sophie Galinat( )

1 edition published in 2005 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

This work presents the drop breakup phenomenon in a turbulent flow induced by a cross-section restriction in a pipe. A global analysis of single-drop breakup, in a finite volume downstream of the orifice, has allowed deriving statistical quantities such as the break-up probability and the daughter-drop distribution. These parameters are function of a global Weber number based on the maximal pressure drop through the orifice. At a local scale, the locations of breakup events are distributed heterogeneously and depend on the flow Reynolds number. The local hydrodynamic study in downstream of the orifice, which has been done by using Particle Image Velocimetry, reveals the specific breakup zones. Otherwise, this analysis has proved that the turbulence is the predominant external stress at the drop scale. The relation between drop deformation and the external stress along the trajectory has been simulated numerically by the response of a damped oscillator to the locally measured instantaneous turbulence forcing. The results of statistical analysis have allowed to introduce a breakup criterion, based on a unique deformation threshold value for all experiments. This multiscale approach has been conducted to study drop breakup mechanisms in a concentrated dispersion. The breakup probability decrease with the increase of dispersed phase concentration, which influences the turbulent Weber number distribution in downstream of the orifice
Pipe flow of a dense emulsion: Homogeneous shear-thinning or shear-induced migration?( )

1 edition published in 2017 in English and held by 1 WorldCat member library worldwide

Abstract : The flow field of a 70% concentrated noncolloidal o/w emulsion in a pipe has been investigated by means of Particle Image Velocimetry in a matched refractive index medium. At steady state and in laminar regime, the shape of axial velocity profiles is not parabolic and exhibits a shear-thinning behavior of the dense emulsion, with a flow index of 0.5 and a negligible yield stress (less than 1 Pa). However, instead of a square root law, the pressure drop increases linearly with Um . To explain this apparent inconsistency, two mechanisms of different nature are considered. The first originates from a possible relation between the consistency factor and the drop mean diameter. The second mechanism is shear-induced migration and leads to the development of a concentration gradient in the pipe cross section. Both mechanisms considered reconcile the experimental data, the apparent local shear-thinning behavior and the linear evolution of the pressure drop with the flow rate. © 2017 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2017
Composition and structure of gum Arabic in solution and at oil-water interfaces by Marina Atgié( )

1 edition published in 2018 in English and held by 1 WorldCat member library worldwide

Gum arabic, a tree exudate, is essentially used for its binding and emulsifying properties. This natural product is a complex mixture of covalently linked proteins and charged polysaccharides moieties, differing in their molecular mass and hydrophobicity. A large body of literature now exists on the structure and interfacial properties of gum Arabic but a comprehensive description of the relationship between interfacial composition, interfacial structuration and emulsion metastability remains elusive. In the literature, gum Arabic is described as a mixture of three fractions: an arabinogalactan rich polysaccharide fraction, a polysaccharide-protein conjugates fraction and a fraction of glycoproteins. The conjugate fraction is thought to be responsible for the emulsifying and stabilizing properties of the gum, with the protein part adsorbing at oil droplets surface and the carbohydrate moieties providing steric repulsion between droplets. In this work, we have investigated the microscopic behavior of the gum species in solution and at oil/water interfaces. The first step was to characterize the structure of gum Arabic species in solution. A twodimensional separation of the gum molecules was performed using size exclusion chromatography followed with by hydrophobic interaction separation, which confirmed the highly heterogeneous composition of the gum. Small angle X-ray and neutron scattering measurements on the gum and its fractions led us to propose a structural representation of the gum conjugated moieties. Then the composition of adsorbed gum Arabic films as compared to gum Arabic solutions has been investigated. An increase in the protein rate of the interfacial film showed the crucial role of the polypeptide moieties on the adsorption. The composition of the adsorbed film was shown to differ from the bulk but remained heterogeneous in size and hydrophobicity. A mass balance revealed a strong dependence between the emulsion formulation (gum concentration and physico-chemical parameters) and the surface concentration, while the composition of the interface was only slightly changed. These results suggest that gum Arabic adsorbing species must adopt conformational changes depending on emulsification conditions. In a third stage, we have addressed the stabilization mechanisms resulting from the adsorption of gum Arabic amphiphilic species. For that purpose, we have developed a method to recover the adsorbed species within an oil-in-water emulsion. This method allowed us to unveil a structuration of the adsorbed film. Species recovered from the interface displayed aggregation, the magnitude of which directly depended on the coverage density and protein rate of the adsorbed film. The metastability of emulsions, stabilized with gum Arabic, increased upon promoting interfacial structuration, i.e. when the aggregation rate of adsorbed species was enhanced. Such behavior has not been reported so far in the literature and we believe that it is a key mechanism of gum Arabic-based on emulsions. Finally, small angle neutron scattering experiments (contrast match between the continuous and dispersed phases) disclosed differences of structuration between two regimes of interface coverage. These observations were discussed in the light of the comparison with the scattering spectra of gum Arabic solutions. To conclude, this thesis revolves around the composition/structuration relationship in gum Arabic-stabilized emulsion stabilized and demonstrates that an original mechanism is at play in this complex system
Agitation des particules dans un lit fluidisé liquide étude expérimentale by Alicia Aguilar Corona( )

1 edition published in 2008 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

The susceptibility to intergranular corrosion 2024 aluminium alloy is mainly influenced by three parameters : the metallurgical state of the material, the physical and chemical parameters characteristic of the environment and the stress state of the material. The first part of this work is devoted to the determination of relevant parameters to describe intergranular corrosion. A new way of quantifying intergranular corrosion was set up using the reduction of mechanical properties of the corroded material. Then, the second part is dedicated to the influence of the environmental parameters and the stress state on the susceptibility of the alloy to intergranular corrosion. Both of these factors are of first order related to the growing kinetics of intergranular corrosion. The whole results allow us to establish intergranular corrosion growing laws taking into account the environment
Étude numérique du dépôt turbulent de particules non-browniennes en suspension dans un liquide : application aux inclusions dans l'acier liquide by Arunvady Xayasenh( )

1 edition published in 2013 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

The deposition of metallic oxide inclusions (of about 10 µm in diameter) suspended in liquid steel is studied by numerical simulation. Two types of deposition surface are investigated, i.e., the liquid steel/solid wall interface and the liquid steel/liquid slag interface. In both cases, we focus on the boundary layer adjacent to the interface. The inclusion behavior is examined thanks to Lagrangian particle tracking: Newton's second law governing inclusion motion includes the buoyancy force, the pressure gradient force, the added mass force and the steady drag force.For the liquid steel/solid wall interface, the inclusion behavior is analyzed in the buffer layer and in the viscous layer. These layers are described according to Ahmadi's model, which provides a kinematic representation of the turbulent structures responsible for deposition, i.e., the sweeps and the bursts of liquid. The numerical simulations show that the deposition is mainly controlled by sedimentation. However, since the direct interception contribution increases with the turbulence intensity, direct interception becomes dominant for the highest values of the friction velocity (greater than 0.1 m.s-1). When the hydrodynamic interactions between the inclusions and the solid surface are taken into account, the deposition velocity is significantly reduced. Finally, it should be noted that the inertial forces have a negligible effect on the inclusion deposition velocity. For the liquid steel/liquid slag interface, the inclusion turbulent deposition is investigated using direct numerical simulation of the liquid flow combined with Lagrangian particle tracking under conditions of one-way coupling. The interface is modeled as a non-deformable free-slip surface. Unsheared turbulence is generated by random forcing in a finite-height region parallel to the free-slip surface. In between, the turbulence diffuses toward the free surface. The Reynolds number at the interface varies from 68 to 235. The inclusion diameter varies from 10-5m to 5.10-5m and the particle to liquid density ratio from 0.5 (alumina inclusions) to 1 (fictitious inclusions). It appears that the deposition of alumina inclusions is controlled by sedimentation whereas direct interception is the only deposition mechanism for non-buoyant inclusions. In the latter case, the deposition velocity strongly depends on the surface Reynolds number. It is shown that the deposition velocity made dimensionless by the free surface characteristic velocity scales as the inclusion diameter made dimensionless by the Kolmogorov length scale calculated at the free surface. When the hydrodynamic interactions between the inclusions and the free surface are taken into account, the direct interception contribution of the deposition velocity is significantly reduced (about half of the value without hydrodynamic retardation) but the scaling law is conserved
Effets des étapes d'un redémarrage de réacteur à eau sous pression sur l'oxydation et le relâchement des produit de corrosion des tubes de générateur de vapeur en alliage 690 by Julie Flambard( )

1 edition published in 2020 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

Steam generator tubes in pressurized water reactors are made of nickel-based alloys. The exchange surface of these tubes represents nearly 75% of the primary circuit. Due to oxidation in primary environment, corrosion products are released into the circuit. The phenomenon of release of corrosion products and their activations in the core of reactor, after neutron flux exposure, are mainly responsible for radioactive contamination of the primary circuit. The limitation of this phenomenon represents one of the major industrial issues to reduce the radiation exposure of maintenance personnel during shutdown. The controlling and modelling of such phenomenon requires a detailed understanding of release kinetics and oxide layers formed. The release and the oxide film formation, on the internal surface of 690 alloy tubes, are strongly impacted by the materials parameters of the tube, as well as by the physico-chemical conditions of the primary water. The objective of this work is to study the impact of thermal and chemical conditions during transient phases of the reactor restart after the replacement of steam generator on the release and on the formation of oxides/hydroxides. Usually, tubes are tested under conditions of nominal primary chemistry at constant high temperature. To be as representative as possible of industrial conditions, this study is carried out on an industrial tube under the conditions characteristic of a reactor restart in an experimental test loop. Fine characterizations of the internal surface of the tube are performed before and after oxidation using several techniques as profilometry, Raman, SEM-EDS, SEM-EBSD, SEM-FIB, TEM, ToF-SIMS. The native oxide layer is formed of a very thin layer (1-2 nm) of oxidized matrix, without specific enrichment. During the restart, the most critical step for the release phenomenon is revealed from 170 ° C to 297 ° C. In fact, the majority of the metal is released into the fluid during this step. In addition, isothermal tests, between 25 °C and 325 °C, have shown that the most significant release is around 250 ° C. Up to 170 ° C, a thin layer of amorphous chromium oxide is formed by selective dissolution of iron and nickel. When the temperature rises, this chromium oxide layer is not stable enough to be protective and the diffusion phenomena are activated. At 325 ° C, the oxide does not exhibit any particular enrichment and corresponds to oxidized metal layer, an equilibrium is established and the rate of release reaches a pseudo-stationary regime
Penalty methods for the simulation of fluid-solid interactions with various assemblies of resolved scale particles by Mohamed-Amine Chadil( )

1 edition published in 2018 in English and held by 1 WorldCat member library worldwide

Les simulations des écoulements diphasiques à l'échelle réelle de l'application nécessitent des modèles pour les termes non fermés des équations macroscopiques. Des simulations numériques directes à particule résolue utilisant la méthode de pénalisation visqueuse ont été réalisées afin de mesurer les interactions entre des particules de différentes formes (sphérique et ellipsoïdale) et le fluide porteur à différents régimes d'écoulement (de stokes à l'inertiel). Deux méthodes ont été développées durant cette thèse afin d'extraire les forces hydrodynamiques ainsi que le transfert de chaleur sur les frontières immergées représentant les particules. Plusieurs validations ont été conduites pour différentes configurations de particules : de la simulation d'une particule isolée à un réseau aléatoire de sphères en passant par réseau cubique face centrée de sphères. Une corrélation du nombre de Nusselt est proposée pour un sphéroïde allongé plongé dans un écoulement uniforme
Coalescence de gouttes dans l'air : du millimètre au nanomètre by Véronique Incerti( )

1 edition published in 2017 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

La coalescence intervient dans de nombreuses situations physiques, naturelles ou industrielles, de la microphysique des nuages à la stabilité des émulsions ou l'assèchement des pétroles. Dans toutes ces situations, il est crucial de comprendre les mécanismes physiques en jeu, de manière pouvoir influencer la coalescence, la favoriser ou au contraire l'inhiber, selon les besoins. Dans cette thèse, nous étudions la coalescence dans l'air entre deux gouttes attachées et décomposons le processus global en quatre étapes : l'approche avec drainage du film d'air entre les gouttes, le perçage des interfaces, l'ouverture du pont résultant de ce perçage, les oscillations amorties conduisant à l'équilibre de la goutte résultante. Les théories décrivant les étapes 1, 2 et 4 font intervenir des modèles hydrodynamiques continus, se plaçant à une échelle macroscopique. Cependant, à l'articulation entre les deux premières étapes, intervient le perçage des interfaces, processus gouverné par des forces dont la portée correspond à une échelle de quelques dizaines de nanomètres. Une des difficultés les plus importantes dans l'étude de la coalescence est celle de l'intégration des processus ayant lieu à un niveau moléculaire, dans une théorie du continuum dont l'échelle caractéristique est bien supérieure. L'objectif est de faire le lien entre les différentes échelles : y a-t-il des interactions entre les processus se produisant à ces différentes échelles ? Pour répondre à cette question, nous développons trois axes de travail, engageant chacun une échelle caractéristique. L'un est l'étude, au niveau macroscopique du micromètre, de l'ouverture du pont liquide. Grâce à une caméra rapide, plusieurs régimes d'écoulement sont mis en évidence. Les modèles théoriques existants concernent essentiellement le régime visqueux, et aucun modèle complet ne décrit le régime purement inertiel. Nous explorons expérimentalement ce régime et décrivons la forme et la longueur du pont, à l'aide d'ondes capillaires. Nous mettons en évidence l'existence de deux lignes de très forte courbure, que nous appelons singularités, qui naissent sur le lieu de perçage des interfaces et se propagent presque sans déformation de part et d'autre. Ces singularités, conditionnées par la tension superficielle, moteur de la coalescence, façonnent la forme du pont liquide et donc l'écoulement dans ce dernier. Nous proposons un modèle simple d'écoulement inertiel, basé sur la forme du pont liée à ces singularités. Ce modèle permet de mieux comprendre les rôles des forces hydrodynamiques et de la courbure dans l'évolution temporelle de la largeur du pont. Un autre axe est une étude expérimentale par Microscope à Force Atomique, qui permet de décrire les forces responsables de la coalescence à l'échelle nanométrique, les déformations des gouttes intervenant à cette échelle et leur rôle dans la rupture des interfaces. Les mesures de forces entre goutte et flaque, puis entre deux gouttes sont effectuées avec un AFM principalement en mode dynamique de Modulation de Fréquence. Elles permettent de mettre en évidence une distance seuil de déclenchement de l'instabilité hydrodynamique responsable de la coalescence et de mesurer cette distance en fonction des propriétés physiques du liquide et du rayon des gouttes. Un diagramme de coalescence est proposé, qui permet de prévoir la valeur de la distance de déclenchement de la coalescence et le rôle des déformations d'interfaces à l'échelle nanométrique. Enfin, les oscillations du pont liquide, générées par la coalescence, sont étudiées, les modes et fréquences propres sont calculés numériquement par la méthode des éléments finis, puis comparés aux valeurs expérimentales mesurées à partir des films acquis par caméra rapide
Caractérisation et modélisation des phénomènes gouvernant le séchage par atomisation de suspensions colloïdales by Quentin Gaubert( )

1 edition published in 2017 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

Ces travaux s'inscrivent dans le cadre des recherches sur l'optimisation du séchage par atomisation de suspensions colloïdales employées pour la production de supports de catalyseurs. Pour mieux appréhender les phénomènes fondamentaux qui régissent ce procédé, le problème a été ramené à celui de l'étude expérimentale et la modélisation du séchage d'une goutte unique en lévitation dans un champ acoustique sous flux gazeux. L'expérience permet de contrôler les différents paramètres de séchage dans la chambre d'évaporation. Le suivi du séchage a été réalisé à l'aide de techniques optiques (vélocimétrie laser, imagerie en transmission et diffractométrie à l'angle d'arc-en-ciel) et des analyses post-mortem complémentaires. L'emploi de la diffractométrie arc-en-ciel a nécessité le développement d'un modèle d'optique géométrique avancé capable de décrire la diffusion de gouttes ellipsoïdales et les effets des suspensions nanoparticulaires sur le phénomène d'arc-en-ciel. Le modèle de séchage est un modèle à symétrie radiale. Il permet de prédire les taux d'évaporation, les profils internes de concentration et la déformation finale du grain. Les comparaisons expérimentales ont montré qu'il prédit très correctement le taux de séchage des gouttes colloïdales pour des nombres de Reynolds compris entre 100 et 230, des températures comprises entre 25°C et 55°C et des taux d'hygrométrie compris entre 2.5% et 70%. Il ressort également que le seuil de croûtage, identifié ici à partir du changement de régime du taux d'évaporation, semble intervenir pour des concentrations volumiques locales en nanoparticules de l'ordre de 12.3% bien inférieures aux concentrations de blocage des pâtes
Écoulements liquide-liquide dispersés homogènes en conduite horizontale : approche locale en milieu concentré by Amélie Pouplin( )

1 edition published in 2009 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

Homogeneous dispersed flows have been investigated in a horizontal pipe (7.5m long and 50mm internal diameter) in a wide range of flow parameters (mixture velocity from 0.28 to 1.2m/s and concentration, f, up to 0.7). In this work, the wall friction of this emulsion has been measured and modeled in turbulent, intermediate and laminar regime. The different flow regime and the effect of dispersed phase volume fraction have been determined from the velocity profiles measured by PIV measurements in a refractive index matched medium. When f=0.56, emulsion behaves as newtonian fluid. It was shown that the concept of effective viscosity is relevant to scale the wall friction of the emulsion flow. The effective viscosity follows the classical trend of low inertia suspension of hard spheres (Krieger & Dougherty 1959). The friction factor is described by the classical single phase laws in turbulent and laminar regime (Hagen-Poiseuille and Blasius respectively) as a function of Reynolds number based on mixture properties (density and viscosity). Compared to single phase flow, the transition to turbulence is delayed as dispersed phase fraction is increased. For higher dispersed phase fraction (f=0.7), emulsion behaves as a shear-thinning fluid. Emulsion follows the Ostwald law with an exponent equal to 0.5. All these homogeneous dispersed flow have been studied in details
Dynamique et rhéologie interfaciales à haute fréquence d'une goutte oscillante by Nicolas Abi Chebel( )

1 edition published in 2009 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

We present an experimental study of oscillating drop interfacial dynamics at a wide frequency range, especially at high frequency. A characterization method of drops oscillation dynamics has been developed. The oscillations are generated by imposing low amplitude periodic variation of volume to a drop which is attached to a capillary tip. The present method is based on the identification of the drop eigenmodes and the determination of their frequencies and damping rates. It has been applied to characterize several liquid-liquid systems. Three types of interface have been identified. For interfaces of type 1 (heptane/water without added surfactant), each eigenmode is modelled by a weakly damped linear oscillator. Eigenfrequencies and damping rates are well predicted by the linear theory. Interfaces of Types 2 and 3 are obtained by adding crude oil to the disperse phase. Oil native surfactants (asphaltenes, resins) adsorb on the drop interface and provide the latter with viscoelastic behaviour. For young interfaces (type 2 with aging time below 20 minutes), eigenfrequencies remain well predicted by the theory, which deals with non contaminated interfaces, whereas the measured damping rates are significantly higher than the theoretical values. On the other hand, aged interfaces (type 3) exhibit different eigenmodes, of which eigenfrequencies are much higher than the resonance frequencies measured for the young interfaces. At high frequency, the dynamics of aged interfaces are governed by the elasticity of the network constituted by the crude oil amphiphilic species, while the dynamics of young interfaces are governed by interfacial tension. Freely decaying oscillations of a rising drop in a liquid at rest without added surfactant were also considered. Measured frequencies for the first four eigenmodes are in good agreement with the linear theory. However, measured damping rates are much higher than the theoretical rates for non contaminated interfaces. In fact, residual adsorbed species at the heptane/water interface induce Marangoni effects and thus gradients of interfacial tension. Therefore, vorticity production within the boundary layers is enhanced, which explains the observed increase of the oscillation damping rates
Étude expérimentale et modélisation des écoulements liquide-liquide en conduite horizontale by Christophe Conan( )

1 edition published in 2008 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

In this work, liquid-liquid dispersed-stratified pipe flows have been experimentally investigated. The heavy aqueous phase flows in the lower part of the duct, entraining a concentrated dispersed layer of organic drops in the upper pipe section. The aqueous phase mean and fluctuating flow field in both layers have been characterized by Particle Image Velocimetry. The turbulence field in the aqueous phase follows classical trends of wall turbulence in pipe flows. The non-newtonian rheology of the dispersed layer has been identified. Closure laws for the wall stress of the aqueous and dispersed layers as well as for the interfacial stress have been derived and discussed. The wall friction in the aqueous phase follows Blasius'law, whereas the interfacial friction is inversely proportional to the Reynolds number based on the average slip velocity. Overall, the pressure gradient is nearly proportional to the mixture velocity, even at low concentration of the dispersed phase
 
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