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Écoulements diphasiques en robinetterie : la recherche fondamentale s’applique aussi

19/05/2011

Le séminaire organisé par le Cetim et le Von Karman Institute de Rhode-Saint-Genèse en Belgique fait le point sur les connaissances et l’état de l’art en matière de contrôle des écoulements diphasiques dans la robinetterie de sûreté. Les présentations associent la recherche fondamentale et ses applications notamment dans l’aéronautique.

Du 6 au 9 juin 2011, chercheurs et industriels se retrouvent au siège du Von Karman Institute for Fluid Dynamics (VKI) à Rhode-Saint-Genèse, en Belgique. Objectif : faire le point sur les récentes avancées dans la compréhension des écoulements diphasiques dans les organes de sûreté et sur la maîtrise technique des applications qui y sont associées.

De fait, les écoulements diphasiques (phases liquide et gazeuse) se retrouvent dans de très nombreuses applications industrielles : nucléaire, installations chimiques (systèmes de refroidissement, pompes à chaleur, réacteurs de polymérisation), cryogénie et en particulier dans les domaines de l’aéronautique et de l’espace. Leur régulation joue un rôle-clé dans la sécurité. C’est ce thème qui sera notamment développé par Vincent Thomas de Techspace Aero (Groupe Safran) lors de cette « Lectures Series ».

Une collaboration fondamentale

Pour cet événement, les organisateurs ont voulu dresser l’état de l’art de la modélisation des écoulements dans la robinetterie de sûreté et de contrôle, en se focalisant plus particulièrement sur les soupapes de sûreté et les vannes de régulation. Ces équipements se retrouvent en particulier dans les installations de pompage, les échangeurs de chaleur, les tours de refroidissement ou les réacteurs nucléaires. Les études réalisées concernent notamment les phénomènes de cavitation et les combinaisons de flux verticaux et horizontaux, en particulier lors d’un changement de direction.

Le Cetim et le VKI concrétisent là leurs efforts communs pour occuper une place de premier rang dans ce domaine et faire bénéficier les industriels de leurs avancées.

« Le Cetim et le VKI ont noué leurs premiers contacts en 2004. Depuis, nous conduisons une collaboration articulée entre recherche appliquée et recherche académique à long terme », raconte Saïd Chabane, du Cetim, co-organisateur de la rencontre avec le professeur Jean-Marie Buchlin, du VKI.

Les travaux de normalisation sur les écoulements diphasiques dans les soupapes de sûreté avaient mis en évidence le besoin de développer l’expertise française dans ce domaine afin d’aider les fabricants à mieux comprendre et exploiter les résultats des études effectuées.

Prédire le comportement des flux

Les premiers travaux réalisés concernent les singularités géométriques. Ils ont permis de constituer une importante base de données. Mais, l’application de ces résultats « académiques » à des appareils complexes exige encore un travail important. L’enjeu est de pouvoir prédire le comportement moyen d’un flux diphasique en s’appuyant sur une théorie ou un modèle générique pertinent.

« Nous avons exploré pendant trois ans, dans le cadre d’une thèse initiée en 2006, les phénomènes relatifs au mélange air-eau et les écoulements monophasiques de l’air ou de l’eau, précise Saïd Chabane. Nous avons laissé provisoirement de côté les écoulements où les phénomènes liés au changement de phase, lorsqu’un liquide passe à l’état de vapeur, comme l’autoévaporation qui se produit dans les fluides frigorigènes ou l’eau surchauffée. »

Aujourd’hui, les travaux du Cetim et du VKI ont permis de modéliser correctement les écoulements avec des prédictions de débit massique en accord avec les essais réalisés sur maquette et sur une soupape conventionnelle. Ce sont ces résultats qui sont présentés à cette occasion.

Retrouvez le programme et le bulletin d'inscription sur cetim.fr, rubrique « Actualités », espace « Agenda ».

Contact :

sqr@cetim.fr

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