Etude sur les instabilités hydrodynamiques : Instabilité de Rayleigh-Bénard

Abstract

La convection de Rayleigh-Bénard est un exemple d’instabilité thermique due à une différence de température entre les surfaces inférieure et supérieure d’une couche de fluide chauffée par le bas, et donnant naissance à des cellules rotatives. La première partie du travail à constituer en une étude théorique de l’instabilité et en la déterminat ion de la valeur du paramètre de contrôle appelé nombre de Rayleigh provoquant le passage de l’état stable (purement conductif) de la couche de fluide à l’état instable caractérisé par l’apparit ion de rouleaux convectifs. Dans la deuxième partie du travail, une simulation numérique des équations générales du phénomène physique a été entreprise à l’aide du code commercial Fluent pour justifier les résultats théoriques.

Notre travail dans cette thèse est basé sur l’étude de phénomène de Rayleigh-Bénard (Convect ion) qui représente l’un des états d’instabilité susceptible dans lequel se trouve un fluide soumis à un gradient de température déstabilisant. Elle se traduit par la formation de structures convectives appelées cellules de Bénard qui sont aussi causées par des mouvements convectifs naissent à l’intérieur du fluide. Ce problème a été étudié expérimentalement par Bénard et théoriquement par Rayleigh. Ce phénomène devient plus complexe a propos des fluides à seuil. Alors dans notre thèse on va décrire le mouvement de convection d'un fluide chauffé par le bas, des expériences de Rayleigh-Bénard ont été effectuées sur des fluides newtoniens, Le dispositif expérimental nous a permis d’avoir des résultats quantitatifs et qualitat ifs intéressants.