Vous êtes cordialement invités à la soutenance de la thèse de

ECOLE DOCTORALE
« Mécanique, Energétique, Génie Civil, Procédés »
Vous êtes cordialement invités à la soutenance de la thèse de
Laetitia Léal
Lundi 10 décembre à 10 H dans la salle des colloques du bâtiment 3R2 (Université Paul Sabatier)
Étude des mécanismes de la nucléation par action simultanée de l’ébullition et de la
cavitation
Résumé
L’ébullition est un moyen mis en œuvre dans les techniques d’intensification des transferts en raison du fort
coefficient de transfert de chaleur qui la caractérise. Toutefois, le déclenchement de l’ébullition nécessite
d’atteindre de fortes températures pouvant détériorer les systèmes la mettant en œuvre. Il est nécessaire de mettre
au point une technique de contrôle de l’apparition de l’ébullition. Par ailleurs, si les mécanismes physiques
régissant la nucléation de type ébullition ou de type cavitation sont connus, ceux de la nucléation par action
simultanée de la cavitation et de l’ébullition sont à étudier. Une technique de contrôle du déclenchement de la
nucléation est proposée. Elle consiste en la déformation dynamique d’une paroi de confinement engendrant des
oscillations de la pression du liquide. Cette technique met ainsi en œuvre la nucléation de type cavitation et celle
de type ébullition. Le dispositif expérimental développé montre l’efficacité de cette technique puisque la
surchauffe nécessaire au déclenchement est fortement diminuée. Par ailleurs, les mécanismes physiques mis en
jeu lors dans cette configuration diffèrent de ceux prédits par les théories de la nucléation existantes : des effets
dynamiques ayant un rôle majeur sur les conditions de la nucléation. Une étude théorique a permis de déterminer
la physique régissant l’évolution d’un embryon de vapeur piégé dans une cavité de la paroi lorsque cet embryon
est soumis à un flux de chaleur et lorsque la pression du liquide oscille au cours du temps. De plus, les effets de
la dynamique et de l’hystérésis de l’angle de contact sur les conditions de déclenchement de la nucléation
ont été abordés d’un point de vue théorique. Il semble a priori que de tels phénomènes peuvent être des
mécanismes dominants de la nucléation par action simultanée de l’ébullition et de la cavitation.
Parallèlement à cette étude, un démonstrateur d’échangeur de chaleur compact intégrant la fonction de
pompage du fluide a été conçu, dimensionné et réalisé.
Mots-Clés:
cavitation, ébullition, nucléation, nucléation par activation d’embryons préexistants, déformation dynamique,
morphing électroactif, expérience, modélisation, contrôle du déclenchement de la nucléation, techniques
d’intensification des transferts de chaleur
Etablissement d’inscription
Université Paul Sabatier
Composition du Jury:
Yves BERTIN, Rapporteur, Prof., Institut PPRIMES, Poitiers
Paolo DI MARCO, Rapporteur, Prof., Univ. de Pise, Italie
Pierre COLINET, Examinateur, Prof., Univ. Libre de Bruxelles, Belgique
Mickael DREYER, Examinateur, Prof., ZARM, Univ. de Brême, Allemagne
Richard FOURNIER, Examinateur, Prof., LAPLACE, Univ. de Toulouse
Lounès TADRIST, Examinateur, Prof., IUSTI, Aix-Marseille Univ., Marseille
Pascal LAVIEILLE, Co-directeur, Maître de Conf., LAPLACE, Univ. de Toulouse
Marc MISCEVIC, Co-directeur, Maître de Conf., LAPLACE, Univ. de Toulouse