Etude des instabilités de l'écoulement de Taylor-Couette constitué de deux fluides non miscibles

Abstract

Dans le cadre de cette thèse, nous avons conduit une étude expérimentale approfondie visant à analyser le comportement et les instabilités hydrodynamiques d’un écoulement de deux fluides non miscibles, en présence d’une surface libre, au sein d’un réacteur cylindrique de type Taylor Couette vertical. La méthodologie adoptée repose sur une approche intégrée combinant des expériences de visualisation et des mesures par électrodiffusion, permettant ainsi de caractériser de manière fine les mécanismes dynamiques gouvernant le système. Une attention particulière a été portée à l’influence de la stratification axiale entre deux fluides présentant des contrastes de densité et de viscosité, condition déterminante pour appréhender l’apparition et l’évolution des instabilités caractéristiques de ce type d’écoulement. Dans cette perspective, nous nous intéressons plus particulièrement aux phénomènes se manifestant au sein du fluide lourd, soumis aux variations de la vitesse de rotation du cylindre interne. L’analyse prend également en compte l’influence du rapport d’aspect imposé par la couche de fluide léger, ainsi que les effets combinés de la viscosité et de la densité de ce dernier, paramètres déterminants dans l’évolution de la dynamique interfaciale et dans la structuration globale de l’écoulement.