Influence de l'anisotropie hydrodynamique sur les phénomènes thermoconvectifs dans les champs de sites poreux saturés par des fluides à rhéologie variée

Abstract

Dans cette thèse, l'écoulement convectif naturel et le transfert de chaleur en milieu poreux hydrodynamiquement anisotrope ont été modélisés analytiquement. Les axes principaux du tenseur de perméabilité sont orientés dans' une direction oblique par rapport au champ gravitationnel. En général, le milieu poreux est saturé par un fluide non-newtonien. A travers deux essais, chacun en rapport avec la configuration géométrique du modèle physique étudié, les effets des paramètres anisotropes, l'indice d'écoulement du fluide et l'influence du nombre de Rayleigh sur le phénomène de convection ont été étudié analytiquement. Le premier essai consacré à l'écoulement externe, étudie les mouvements thermoconvectifs sur une surface verticale adjacente à un milieu poreux saturé. Cet essai regroupe deux investigations dont la première caractérise le régime transitoire de convection et la seconde, l'écoulement en régime permanent. Les résultats obtenus ont été validés par leur comparaison à ceux concernant les milieux poreux isotropes saturés par les fluides newtonien et non-newtonien discutés dans la littérature. Il a été montré que 1' indice d'écoulement du fluide et les paramètres anisotropes ont un impact déterminant sur l'écoulement convectif dans le milieu poreux. Le deuxième essai réparti en deux études, fait l'objet du transfert de chaleur par convection pénétrante dans un milieu poreux confiné par un puits cylindrique débouchant dans un large réservoir. Sur la base des. approximations en régime de couche limite, les champs de température et le transfert de chaleur ont été déterminés. Un bon accord est observé entre les résultats obtenus et ceux existant dans la littérature pour des situations particulières. Il ressort de cette étude que la profondeur de pénétration des courants de convection et le taux de transfert de chaleur dans le puits sont grandement influencés par les paramètres d'anisotropie du milieu poreux.