TH`ESE - Bibliothèque Ecole Centrale Lyon - École Centrale de Lyon

Table des matières
Remerciements 3
Résumé 5
Abstract 7
Introduction 17
I Savoir industriel et expérimentations 21
1 Phénoménologie de déformation / fragmentation de jet - Cadre des turbines
Pelton 23
1.1 Ordres de grandeurs pour une turbine Pelton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
1.2 Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
1.3 Cadre industriel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
1.4 Bilan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
2 Étude expérimentale 35
2.1 Expérimentations à l’échelle modèle sur un stand Pelton horizontal . . . . . . . . . 35
2.2 Expérimentations à l’échelle modèle - Banc HSLU . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
2.3 Bilan et choix des phénomènes à modéliser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
II Modèles physiques et développements numériques pourla mtéhode
SPH-ALE 51
3 Mise en équations 53
3.1 Système d’équations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
3.2 Équation d’état . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
3.3 Conditions limites . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
3.3.1 Dynamiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
3.3.2 Cinématiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
3.4 Tension superficielle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
4 Développements de la modélisation 57
4.1 Choix d’une méthode numérique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
4.2 Description mathématique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
9