Etude expérimentale du mouvement de bulles en essaim : application à la simulation numérique de colonnes à bulles

Both experimental and numerical studies have been performed in aIder to highlight the influence of the bubbles density on the drag law. Important results concerning the relative velocity of bubbles in a swarm have been obtained thanks to laser Doppler velocimetry and optical probe measurements in a pure water / air bubble column. ln particular, it has been shawn that the relative velocity decreases with the local void fraction up to a critical value of 15 % and increases beyond. These evolutions result from a competition between various phenomena, such as turbulence, hindrance and wake acceleration effects. Based on these conclusions, a drag correlation was obtained and tested in a Computational Fluid Dynamics (CFD) code. The significance of the drag law formulation has been demonstrated, especially for the correct description of the transition between the flow regimes of a bubble column and for the accurate prediction of the liquid velocity profiles measuredL'objectif de déterminer l'effet de la densité de bulles sur la loi de traînée, une étude à la fois expérimentale et numérique a été menée. L'utilisation de la vélocimétrie laser Doppler et d'une double sonde optique dans une colonne à bulles a conduit à d'importants résultats sur la vitesse relative des bulles pour une dispersion eau pure/air. Il a notamment été mis en évidence une diminution de cette dernière avec le taux de vide local jusqu'à une valeur de 15 %, puis une augmentation au-delà. Ces évolutions sont le résultat d'une compétition entre différents phénomènes, tels que la gêne stérique, la turbulence et l'aspiration dans les sillages. Basée sur ces conclusions, une corrélation de traînée a été obtenue puis testée dans une approche de Mécanique des Fluides Numérique (MFN). L'intérêt de la corrélation a été démontrée, notamment pour la prédiction des régimes de fonctionnement de la colonne ainsi que pour une bonne description des profils de vitesse moyenne de liquid