Le problème de frontières libres en magnétodynamique des liquides avec champs magnétiques alternatifs : aspects fondamentaux et applications

The possibilities of control of shape, position and stability of the free surface of an electrically conductive medium by using alternating magnetic fields are examined. Particular attention is paid to applications regarding the implementation on the metallurgical process for the direct casting of thin products: electromagnetic forming liquids tapes of large width, electromagnetic guiding of liquid metal sheets, determination of the optimum stability conditions during the impact of a liquid film on the edge of a rotating wheel. The equilibrium of the free surface shape of a liquid in levitation, that of a meniscus centered on an inductor ring and that of a liquid column placed in a uniform magnetic field are determined. These calculations rely on technicalof boundary elements method and of variational principle. In each case, calculations and experiments are compared. The stability criteria of the levitated meniscus in the horizontal continuous casting process is determined by an normal modes analysis.Les possibilités de contrôle de forme, de position et de stabilité de la surface libre d’un milieu électroconducteur par utilisation de champs magnétiques alternatifs sont examinées. Une attention particulière est apportée aux applications concernant la mise en œuvre du procédé métallurgique de la coulée directe de produits minces : obtention par formage électromagnétique de rubans liquides de grande largeur, guidage électromagnétique de lames, détermination des conditions optimum de stabilité lors de l’impact d’une lame liquide sur la tranche d’une roue en rotation. La forme d’équilibre de la surface libre d’un domaine liquide en lévitation, celle d’un ménisque centré sur un anneau inducteur ainsi que celle d’une colonne liquide placée dans un champ magnétique uniforme sont déterminées. Ces calculs font appel à des techniques d’éléments aux limites et de principes variationnels. Dans chaque cas, calculs et expériences sont confrontés. Les critères de stabilité de la partie liquide lévitée dans le procédé de coulée continue horizontale sont établis par une analyse en modes normaux