Échanges thermiques (Master 2) 

Ce module fournit une vue d’ensemble sur une vaste catégorie de phénomènes qui sont liés à la dynamique du transport de température e de masse dans un fluide en mouvement instationnaire et turbulent. Plus précisément, nous allons étudier les phénomènes qui peuvent être décrits mathématiquement par des équations d’advection-diffusion-réaction.

Ce cours est organisé en trois parties, correspondantes à des niveaux de complexité physique différentes:

1) Nous aborderons en premier le problème  du transport (advection) et de la dispersion (diffusion) de quantités inertes, comme par exemple un colorant ou des polluants non reactifs, dans des écoulements  aussi bien laminaires que turbulents. Dans ce cas, connu sous le nom de problème du scalaire passif, l’intérêt est centré sur les effets de l’écoulement sur le mélange de la substance transportée.

2) Ensuite, nous considèrerons le transport et la diffusion de la température. Ce problème, très important pour les écoulements industriels et environnementaux, est connu sous le nom de transport d’un scalaire actif. La température, par le biais de la force de flottabilité, est en fait capable d’effets de rétroaction sur l’écoulement du fluide environnant et, donc, d’en modifier la dynamique (c’est le cas de la convection naturelle).

3) Enfin nous étudierons le transport d’un scalaire réactif, tel que la concentration d’une substance chimique (mais la même description reste valide aussi pour la densité d’une population biologique, p.ex. pour des bactéries!).

Ce module suit idéalement le module “Transferts énergétiques” du master 1, allant plus en profondeur sur les aspects liés à la turbulence et à la modélisation de phénomènes de transport et de mélange dans des situations complexes et d’intérêt pour les applications industrielles.