Prise en compte des caractéristiques thermophysiques des parois dans le processus de séparation des constituants d'un mélange binaire ou d'un nanofluide par diffusion thermogravitationnelle en milieu poreux

Nous proposons une etude analytique et numerique de l'influence de la conductivite thermique et de l'epaisseur des parois, qui delimitent une cellule rectangulaire horizontale, sur la separation thermogravitationnelle des constituants d'un melange binaire. Cette problematique est d'une grande importance pour ce qui est de la separation des especes par diffusion thermogravitationnelle. En effet, l'epaisseur de la couche fluide dans une colonne verticale conduisant a la separation optimale est inferieure au millimetre pour les melanges binaires etudies et l'epaisseur des parois utilisees est de l'ordre de deux millimetres ou plus. En outre, la conductivite thermique des parois est generalement differente de la conductivite thermique de la couche poreuse saturee. Nous considerons une cellule horizontale de grande extension longitudinale remplie d'un milieu poreux sature par un melange binaire delimite par deux parois de meme epaisseur et de meme conductivite thermique. Les surfaces exterieures de ces parois sont soumises a un flux de chaleur constant. Nous etudions la stabilite lineaire de la solution d'equilibre et de la solution monocellulaire. La solution d'equilibre trouvee perd sa stabilite via une bifurcation stationnaire ou une bifurcation de Hopf compte tenu des valeurs des parametres adimensionnels consideres. Pour des facteurs de separations ψ tels que ψ ≥ ψmon0, les parametres critiques associes a la transition entre la solution d'equilibre et l'ecoulement convectif monocellulaire sont Racs = 12(1+2dδ)/ [1 + ψ(2Le dδ + Le + 1)] et kcs = 0 representant respectivement le nombre de Rayleigh critique et le nombre d'onde critique avec : Le le nombre de Lewis, δ le rapport de l'epaisseur des parois sur l'epaisseur de la couche poreuse et d le rapport de leur conductivite thermique respective. Un tres bon accord est trouve entre les valeurs critiques obtenues analytiquement et celles obtenues par la methode spectrale Tau. Nous montrons dans ce travail que la separation des especes d'une solution binaire depend fortement de d et δ pour des valeurs du nombre de Rayleigh superieures au nombre de Rayleigh conduisant a la separation maximale. Il ressort egalement de cette etude que la separation est sous-estimee lorsqu'on ne prend pas en compte l'effet des caracteristiques thermiques des parois. Les resultats analytiques et numeriques obtenus sont en bon accord. Dans la derniere partie de la these, nous presentons des travaux experimentaux portant sur la separation dans les nanofluides a base de nanotubes de carbone.