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Avis de soutenance de thèse en génie mécanique, mécanique des fluides par Sylvain Delacroix

Cette soutenance intitulée "Caractérisation de la génération et de la propagation de bulles autour de la carène des navires scientifiques" aura lieu le jeudi 12 mars 2015 à 9h30 dans l'amphi A de l'IUEM.

L’une des principales missions de l’Ifremer consiste à étudier les ressources sous-marines et les fonds marins via une flotte océanographique importante, employée à travers le globe. Pour ce faire, les navires sont munis d’équipements acoustiques de type SONAR afin d’obtenir les informations recherchées dans la colonne d’eau. Dans certaines conditions de navigation, la houle et les mouvements du navire génèrent un entraînement d’air conséquent sous la surface. Des nuages de bulles sont ainsi formés et entraînés sous la carène par l’écoulement. L’interaction entre ces bulles et les ondes acoustiques peuvent entraîner des pertes de données, et par conséquent une diminution importante de la productivité du navire. Les outils permettant l’étude du phénomène sont actuellement limités: les modèles numériques ne sont pas suffisamment performant pour simuler conjointement les mécanismes d’entraînement d’air à l’étrave puis l’écoulement diphasique autour de la carène, et les essais classiques en bassin de traction ne donnent pas entière satisfaction.

Dans le cadre de cette thèse, une méthode d’essai spécifique pour l’étude de ce phénomène a été développée et mise en place au bassin à houle et courant de l’Ifremer. Cette méthode nécessite la synchronisation entre un générateur de houle et un générateur de mouvement (hexapode) permettant d’imposer les mouvements à la maquette, calculés au préalable par simulation numérique. Grâce à cette configuration, les effets de la houle et des mouvements sur la génération des bulles peuvent être étudiés indépendamment.

L’instrumentation employée permet de filmer et de caractériser l’entraînement d’air à l’étrave de la maquette. Deux mécanismes distincts ont été observés : la génération de bulles par entraînement tourbillonnaire ou par le déferlement de la vague d’étrave. Une méthode de traitement d’image a été élaborée pour analyser ces mécanismes pour de nombreuses configurations d’essais. Une étude paramétrique a été réalisée afin de calculer la fréquence de génération de bulles en fonction de chaque paramètre d’essai. Des mesures PIV de l’écoulement permettent de corréler la dynamique des nuages de bulles et de l’écoulement.

L’ensemble des résultats obtenus permet d’apporter des éléments nouveaux pour la compréhension et l’étude du phénomène, avec la perspective d’obtenir un outil fiable facilitant la conception des navires océanographiques.

Photo du mois

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(C) Pascale Lherminier / Ifremer