Instabilités des écoulements non isothermes et Ecoulements diphasiques

This manuscript is composed of three parts.Part I is devoted to theoretical investigations of the thermo-electrohydrodynamic (TEHD) convection. This convection is generated by an electrohydrodynamic (EHD) effect, called dielectrophoretic (DEP) force, on non isothermal fluid layer. This thermal force can be assimilated with the thermal Archimedean force by introducing an electric effective gravity. This gravito-EHD analogy enables us not only to understand intuitively the flow motion under the DEP force, but also to simulate geophysical flows at global scales by EHD experiments. Similarities and differences between the TEHD convection and the thermal convections in gravitational fields are clarified.In Part II, non-isothermal Taylor-Couette (TC) flows are investigated by linear perturbation theory. Flows in a vertical TC system as well as in a TC system in microgravity that is subjected to the radial DEP force are considered. Focus is the effects of two radial thermal forces on flow behavior: one, called centrifugal buoyancy, arising from the centrifugal acceleration; the other being the DEP force. Oscillatory modes associated with these two forces are discovered in certain parameter ranges.In Parti III, three experimental investigations on different two-phase flow systems are reported: the stability of a bubble in an oscillatory flow; the dynamics of vapor bubbles on a heating wall surface in a shear flow; formation of spiral patterns by bubbles at a liquid free surface.Ce manuscrit se compose de trois parties.La Partie I est consacrée aux études théoriques de la convection thermo-électrohydrodynamique (TEHD). Cette convection est générée par un effet électrohydrodynamique (EHD), appelé force diélectrophorétique (DEP), sur une couche de fluide non isotherme. Cette force thermique peut être assimilée à la force d'Archimède thermique, en introduisant une gravité effective électrique. Cette analogie gravito-EHD nous permet non seulement de comprendre intuitivement le mouvement de fluide sous la force DEP, mais aussi de simuler des écoulements géophysiques à l'échelle globale par des expériences EHD. Des similitudes et différences entre la convection TEHD et les convections thermiques dans des champs gravitationnels sont clarifiées.Dans la Partie II, des écoulements de Couette-Taylor (CT) non isothermes sont analysés par la théorie des perturbations linéaires. Les écoulements dans un système CT vertical ainsi que dans un système de CT en microgravité qui est soumis à la force radiale DEP, sont considérés. On s'intéressera particulièrement aux effets de deux forces radiales thermiques sur le comportement des écoulements: l'une due à l'accélération centrifuge; l'autre étant la force DEP. Les modes oscillatoires associés à ces deux forces sont mis en évidence dans certaines gammes de paramètres.En Partie III, trois études expérimentales sur différents écoulements diphasiques sont présentées: la stabilité d'une bulle dans un écoulement oscillant; la dynamique des bulles de vapeur sur une surface chauffante dans un écoulement pariétal; la formation de motifs spiralés de bulles à la surface libre d'un liquide