Mise en oeuvre de la méthode des domaines fictifs de simulation pour l'étude des écoulements fluide-particules (application à l'industrie pétrolière)

La compréhension du comportement des fluides chargés en particules est essentielle pour permettre aux opérateurs pétroliers de remédier à de nombreux problèmes de production. En particulier, le bouchage des conduites par des agglomérats d hydrate de gaz. Ce travail de thèse consiste en la mise en œuvre de la méthode des domaines fictifs pour l'étude des interactions entre un fluide Newtonien et des particules rigides.La première partie de cette thèse présente une revue des méthodes utilisées pour la simulation des fluides chargés ainsi que la description des méthodes utilisées. La nouveauté de ce travail réside dans la prise en compte des contacts et des liaisons entre particules convexes dans un fluide Newtonien. Dans la seconde partie, une étude du phénomène d agglomération de particules solides dans un fluide visqueux est présentée. Les résultats obtenus traduisent l évolution de la viscosité de la suspension en fonction de la fraction volumique de solide et de la nature du couplage. Nous montrons que la variation de viscosité est très dépendante des liaisons et des contacts entre grains. Elle est également dépendante de la taille des agrégats formés. L influence de la forme des grains sur leur sédimentation est présentée dans la dernière partie. L évolution du coefficient de trainée des particules convexes en fonction du nombre de Reynolds est étudiée en deux et trois dimensions. Une comparaison avec les résultats expérimentaux est présentée. Par la suite, l interaction en champ proche entre deux particules en sédimentation est analysée. Il est montré, dans chaque cas, que la forme des grains joue un rôle majeur dans le processus de sédimentation.PARIS-BIUSJ-Thèses (751052125) / SudocPARIS-BIUSJ-Physique recherche (751052113) / SudocSudocFranceF