Thèse de Christophe Stevenin, 30 novembre 2012

Etude de l’atomisation d’un jet haute vitesse : application à l’irrigation par aspersion et à la pulvérisation

Vendredi 30 novembre 2012 à 10h30

Irstea Aix-en-Provence (grande salle de réunion)

Christophe Stevenin soutient sa thèse (détails).

Résumé : Dans le contexte actuel, l’accroissement des tensions liées à l’utilisation de la ressource en eau impose une meilleure gestion de cette ressource pour la poursuite d’une croissance économique durable. Cette problématique liée à la ressource en eau s’inscrit également dans des préoccupations sociales et environnementales importantes. En Europe, l’irrigation par aspersion représente une large part de la consommation en eau. Or l’irrigation des champs par aspersion est parfois mal adaptée et engendre de fortes pertes, dues à l’évaporation ou à la dispersion due au vent.

Ces apports nécessitent d’être optimisés, ce qui passe par une meilleure maîtrise de la taille et de la dispersion des gouttes produites durant l’aspersion. L’objectif principal de cette thèse est la caractérisation des gouttes produites pendant l’atomisation d’un jet d’eau utilisé en irrigation par aspersion et la modélisation de l’atomisation de ce jet.

Une technique d’ombroscopie est mise en place pour analyser le cœur liquide et pour caractériser la population de gouttes d’eau produites en terme de tailles et de vitesses moyennes et fluctuantes de la phase liquide. Une attention particulière a été portée sur la calibration de la technique et sur l’estimation des tailles de gouttes produites durant l’atomisation.

L’approche employée pour la modélisation de l’atomisation repose sur une description eulérienne de l’écoulement diphasique, où celui-ci est représenté comme un écoulement turbulent d’un seul fluide dont la masse volumique varie selon la composition du mélange diphasique, entre la masse volumique du gaz et celle du liquide. La dispersion du liquide dans son environnement gazeux est prise en compte par la résolution d’une équation de transport de la fraction massique moyenne du liquide. De plus, une équation de transport de la densité moyenne d’interface liquide/gaz permet de modéliser les phénomènes de fragmentation et de coalescence des gouttes et in fine d’estimer la taille des gouttes.