Étude de l'injection de bulles d'air dans un écoulement d'eau

Ce mémoire étudie l'injection d'air de façon transverse à un écoulement d'eau. L'injection d'air dans l'eau a déjà été étudiée de multiples fois depuis des décennies, mais, la plupart de ces recherches ayant été faites en eau stagnante et avec un faible nombre de bulles, très peu d'informations n'est disponible sur ce sujet. En effet, avec comme objectif final d'injecter de façon optimale de l'oxygène dans les conduites des centrales hydroélectriques afin d'éviter l'appauvrissement saisonnier de l'oxygène dans l'eau en aval des dites centrales, il est nécessaire de tenir compte des contraintes de telles infrastructures. Ainsi, un écoulement d'eau et une forte injection de gaz est indispensable pour obtenir des résultats intéressants. Ce travail étant le premier d'une longue lignée, l'essentiel de celui-ci consiste à concevoir et fabriquer plusieurs dispositifs expérimentaux permettant d'effectuer des mesures pertinentes, ces dispositifs devant ainsi permettre l'injection d'air par des injecteurs différents ainsi que la prise de mesures de pression et de sonde optique. Tout ceci ayant lieu dans une veine d'essais de taille réduite, il a été très compliqué de prendre en compte toutes les contraintes expérimentales, notamment au niveau de l'étanchéité de tous les équipements. Néanmoins, tous les différents obstacles, prévus ou imprévus, ont été surmontés afin d'aboutir à des résultats intéressants et encore jamais obtenus sur les variations de pression lors de l'injection d'air à travers diverses géométries d'injecteurs ainsi que sur les caractéristiques de l'écoulement diphasique en résultant. On constate que la perte de charge peut rapidement devenir très importante au niveau de l'injection, quel que soit la forme de l'injecteur. Les cartes de taux de vide et les caractéristiques des bulles d'air permettent de mieux comprendre l'écoulement diphasique généré par l'injection. Tous les dispositifs expérimentaux conçus et fabriqués, tous les protocoles expérimentaux testés et tous les résultats obtenus pendant cette maîtrise sont un très bon socle, une très bonne base pour les futurs travaux qui suivront et enrichiront ce sujet.