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Oriana Haddad (d'Alembert) - 1) Fusion par conduction et par convection de Rayleigh-Bénard et 2) Prédiction des régimes de fissuration pendant la phase de solidification d'une goutte d'eau

Séminaire mécanique des fluides
Date: mardi 9 mars 2021 11:00

*Fusion par conduction et par convection de Rayleigh-Bénart.*

Ce travail expérimental porte sur la fusion quasi-1D d'un matériau à changement de phase (PEG-1000) placé sur une surface chaude. L'évolution du front de fusion est directement liée au type de transfert de chaleur qui se met en place : la conduction ou la convection. Pour prédire l'évolution temporelle du front de fusion, je vous présenterai les modèles théoriques utilisés : un modèle analytique conductif et des analyses par loi d'échelle. Ce travail est principalement descriptif et permet de confronter nos résultats expérimentaux à des prédictions théoriques connues. Nous verrons que cette confrontation expérience/théorie n'est pas si évidente pour un matériau à changement de phase et que le choix des bonnes propriétés thermo-physiques est crucial.

 

 

 *Prédiction des régimes de fissuration pendant la phase de solidification d'une goutte d'eau.*

Au cours d’expériences menées au sein du laboratoire d'Alembert sur l’impact d’une goutte d'eau sur une plaque froide (Ghabache et al., 2016), plusieurs régimes de fissuration de la glace ont été observés selon la température de la plaque : - un régime sans fissure ( *T* > -30°C ), - un régime de fragmentation (*T *~ -30°C ) avec un réseau de fissures très serré apparaissant brutalement une fois la solidification terminée, - un régime de fissuration hiérarchique ( *T *< -30°C) avec un réseau de fissures beaucoup moins dense apparaissant progressivement pendant la phase de solidification. Grâce au double critère de rupture Contrainte/Energie développé au laboratoire (Leguillon, 2002) et un code d'éléments finis, je propose dans ce travail une explication aux phénomènes observés avec des réponses aux questions suivantes : - Comment passe-t-on d'un régime sans fissure à un régime avec fissures ? - Pourquoi les fissures apparaissent pendant la phase de solidification dans un cas et une fois la solidification totalement terminée dans l’autre ? - Comment peut-on avoir un réseau de fissures très serré pour de faibles chargements (faibles refroidissements) et à contrario un réseau de fissures plus espacées pour des chargements plus importants (forts refroidissements) ?

E. Ghabache, C. Josserand, T. Séon, Frozen Impacted Drop: From Fragmentation to Hierarchical Crack Patterns - Physical Review Letters 117, 074501 (2016).

D. Leguillon, Strength or toughness? A criterion for crack onset at a notch, Eur. J. of Mechanics – A/Solids 21, 61-72 (2002).

 

 

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  • mardi 9 mars 2021 11:00