Diminution de la friction turbulente par des additifs

The addition of a minute amount of polymer or surfactant additive to a turbulent fluid flow can result in a large reduction in the frictional drag in pipes and channels. Over the past decades, numerous studies have been carried out on drag reducing additives (DRA). DRA have been successfully applied for potential benefits in various industrial processes, including oil well operations, heating and cooling water circuits, marine and biomedical systems. The use of additives to enhance flow in petroleum pipelines has received the greatest attention due to its great commercial success in reducting cost and energy consumption. Although this effect has been known for almost half a century, the detailed mechanism of drag reduction have still not been clearly identified and is still a subject of ongoing controversy. The aim of this thesis is to develop an understanding of the role of drag reducing agents and to explain the nature of drag reduction mechanism. This could have an impact on the design of efficient pumping systems, the design of drag-reducing agent that are more stable over time, and the modeling of mixing processes that could be an important consideration in designing practical systems.L'ajout d'une quantité infime d'un polymère ou d'un additif tensioactif à un flux turbulent de fluide peut causer une forte diminution de la friction dans les tuyaux et les canalisations. Ces dix dernières années, de nombreuses études ont été réalisées sur les agents réducteurs de friction (ARF). Les ARF sont utilisés pour leurs effets bénéfiques dans de nombreux procédés industriels, tels que l'extraction de pétrole, le chauffage et le refroidissement de circuits de circulation d'eau ainsi que dans des systèmes marins et biomédicaux. L'utilisation d'additifs pour améliorer l'écoulement dans les canalisations de pétrole a été particulièrement étudiée, en raison de son succès commercial en terme de réductions de couts et de consommation d'énergie. Bien que l'action de ces additifs est connue depuis presque cinquante ans, le mécanisme détaillé de la réduction des frictions n'a pas été clairement identifié et est encore sujet à controverses. Le but de cette étude est d'apporter une explication au rôle de ces agents en matière de réduction des frictions, et d'expliquer la nature ce mécanisme. Les résultats présentés ici peuvent influencer significativement la conception des systèmes de pompes, le développement d'agent réducteurs de friction plus stables ainsi que la modélisation de procédés mixtes qui pourraient devenir une considération majeure dans le design de systèmes réels.PARIS-BIUSJ-Biologie recherche (751052107) / SudocSudocFranceF