Couplage interfacial de modèles en dynamique des fluides. Application aux écoulements diphasiques.

This thesis is devoted to the study of interface model coupling problems in space between different models of compressible flows. We consider one-dimensional problems where the interface is sharp, fixed and separating two regions of space corresponding to the two coupled models. Our goal is to define a coupling condition at the interface and to solve numerically the coupling problem with this condition. After a state of art on the interface model coupling of hyperbolic systems of conservation laws, we propose a new coupling condition by adding in the equations of the coupled problem a measure source term at the interface. We first suppose a given constant weight associated to this source term. Two Riemann solvers are developped and one of them is based on a relaxation approach preserving equilibrium solutions of the coupled problem. This relaxation method is then used in an optimization problem, defined by several motivations at the interface, which permits to calculate a time dynamical weight. In a second part, we develop an approached Riemann solver for a two-phase two-pressure model in the particular case of a two-phase isentropic flow. Such a model contains non conservative terms that we write under the form of measure source terms.The previous relaxation method is thus extended to the case of the two-phase two-pressure model with an a priori estimation of the non conservative term contributions. The method allows us to solve, in the next and last chapter, the coupling problem of a two-fluid two-pressure model with a drift-flux model thanks to the father model approach.Cette thèse est dédiée à l'étude de problèmes de couplage en espace entre différents modèles d'écoulements compressibles. Nous considérons des formulations monodimensionnelles où l'interface de couplage est mince, fixe et séparant deux régions de l'espace correspondant aux deux modèles à coupler. L'objectif de notre travail consiste à définir une condition de couplage à l'interface et à résoudre numériquement le problème de couplage muni de cette condition. Après un état de l'art non exhaustif sur le couplage de systèmes hyperboliques de lois de conservation, nous proposons une nouvelle formulation de condition de couplage basée sur l'ajout d'un terme source mesure agissant exactement sur l'interface de couplage. Nous supposons, dans un premier temps, que le poids associé à ce terme source est connu et constant. Deux solveurs de Riemann sont développés dont une approche par relaxation préservant les solutions équilibres du problème de couplage. Cette méthode par relaxation est reprise par la suite dans le cadre d'un problème d'optimisation sous contraintes pour déterminer un poids dynamique en temps selon différentes motivations de transmission à l'interface. Dans une seconde partie, nous développons un solveur de Riemann approché pour un modèle bifluide à deux pressions dans le cas d'un écoulement diphasique isentropique par phase. Le modèle en question a pour particularité de comprendre des termes non conservatifs que l'on réécrit alors sous la forme de termes sources mesures. L'approche par relaxation établie dans la partie précédente est alors étendue au cas du modèle bifluide, moyennant une estimation a priori des contributions non conservatives. Cette méthode nous permet, dans un dernier chapitre, de résoudre numériquement le problème de couplage interfacial entre un modèle bifluide à deux pressions et un modèle de drift-flux grâce à l'approche dite du modèle père