Dispersion des panaches de polluants dans les milieux homogènes et stratifiés

Abstract

Dans ce travail, le comportement des polluants éjectés dans la nature a été étudié. Ces types d'éjections sont modélisés comme des jets en présence d'un gradient de densité. Nous avons traité le problème des jets inclinés, flottants, turbulents, ronds, et des panaches éjectés dans un fluide homogène ou stratifié, au repos ou en mouvement. La prédiction du comportement de l'écoulement i.e. de l'évolution de ses variables, est d'abord traité théoriquement à partir d'un modèle dont le formalisme est valable à la fois dans le cas Boussinesq et dans le cas général non-Boussinesq. Dans une approche initiale, nous avons traité le problème des panaches plans en milieu homogène, des résultats analytiques décrivant le comportement du panache ont été trouvés. L'étude des panaches ronds turbulents est un rapprochement vers la situation la plus réaliste, une étude analytique a été menée pour résoudre l'écoulement et des solutions semi-analytiques ont été trouvées. La résolution des équations régissant les panaches a été aussi effectuée numériquement en utilisant la méthode de Runge-Kutta d'ordre 4 pour les panaches plans et ronds. Pour valider le modèle, des expériences au laboratoire ont été réalisées avec des jets flottants ronds de l'air et de l'hélium pour une large gamme de densités. La confrontation théorie-expérience a permis d’identifier les limites de validité du modèle théorique. Langues : Français (fre)