Fibres flexibles dans un canal turbulent – CHANNELFLEX

Comprendre le transport turbulent de fibres flexibles est d’une importance capitale pour une large gamme d’applications environnementales et industrielles, de la fabrication du papier au dépôt de sédiments dans les rivières et les océans. Cependant, la dynamique de fibres dans des écoulements inhomogènes et anisotropes, particulièrement pertinents pour ces applications, a été surtout étudiée dans des simulations numériques, et très récemment, dans une poignée d’expériences portant sur des fibres rigides uniquement. Ce projet a pour but de combler ce manque en modélisant la dynamique de fibres flexibles dans des écoulements turbulents au voisinage d’une paroi. Pour cela, il propose une approche expérimentale dans un canal turbulent couplée à des simulations numériques directes complémentaires ayant des paramètres de contrôle identiques. Tout d’abord, nous étudierons la transition fibre rigide/fibre flexible dans un canal turbulent, et nous comparerons nos résultats à la loi d’échelle obtenue pour cette transition en turbulence homogène et isotrope. Ensuite, nous nous intéresserons à l’effet de la flexibilité des fibres sur leurs propriétés de transport au sein du canal, et notamment à la dynamique des fibres au voisinage de la paroi. Enfin, nous finirons par étudier l’étirement de particules en turbulence de paroi, en caractérisant la transition particule repliée/particule étirée avec des particules macroscopiques initialement repliées sur elles-mêmes, comme des polymères.