PDF (Intro, Chapitre 1, 2) - Les thèses en ligne de l'INP - Institut ...

2.5. Conclusion sur l’étude de l’aérodynamique dans un pliest due principalement à la distance nécessaire pour l’établissement de l’écoulement dans le plid’entrée.Les résultats expérimentaux sont encadrés par le modèle lorsque nous considérons les deuxconfigurations suivantes : fond de pli imperméable et fond de pli poreux ayant la même perméabilitéque le reste du médium. Lors du processus de plissage, le médium fibreux est chauffé etcompressé afin de faciliter le plissage. Il en résulte des perméabilités et épaisseurs plus faiblesque dans le reste du médium fibreux. Il est donc cohérent que les deux configurations choisiesconduisent à un encadrement des résultats expérimentaux. En ajustant la perméabilité du fonddes plis, nous obtenons un très bon accord avec les résultats expérimentaux. Ainsi une connaissancede la perméabilité et de l’épaisseur de cette zone devrait permettre de déterminer avecprécision l’évolution de la chute de pression du médium plissé.La validation du modèle a ainsi mis en évidence une grande sensibilité de la chute de pressiondu médium plissé à la perméabilité du fond des plis. Cela met en évidence l’impact du processusde plissage du médium sur la chute de pression du médium plissé et cela sans changer pourautant la géométrie du pli ni les caractéristiques du médium fibreux.Nous avons comparé le modèle ainsi obtenu au modèle à faible nombre de Reynolds, en ayantcomme référence les résultats obtenus par CFD. Cette comparaison a montré l’intérêt du modèleà grand Reynolds de filtration, par rapport à celui à faible Reynolds, dans le cas de la filtration del’air. La comparaison est à l’avantage du modèle à grand Reynolds pour un Reynolds supérieurà 15.L’étude sur la forme du pli a mis en évidence qu’une forme convergente du pli d’entrée (plià ouverture variable) contribue à uniformiser la vitesse de filtration le long du pli. La chute depression est dans ce cas plus faible que celle d’un pli à section uniforme. Ces résultats sont enaccord avec les constations obtenues à l’aide de Fluent, et aux résultats, toutes choses égalespar ailleurs, de Caesar et Schroth [19]. Cependant l’écart en terme de chute de pression entreles deux géométries, significatif dans le cas d’un fond de pli imperméable, est très faible dans lecas d’un fond de pli poreux.Le résultat le plus intéressant de cette étude sur l’impact du plissage sur l’écoulementconcerne l’évolution de la vitesse de filtration le long du pli. Si nous prenons un pli dont l’ouverturevarie linéairement, alors, à partir d’une valeur de dhdx, le pic de vitesse de filtration necoïncide plus avec le fond du pli. Ce maximum est situé avant la fin du pli. Or, si nous anticiponssur le colmatage du médium plissé, pour lequel, les particules suivent les lignes de courants, ledépôt de particules le long du pli est directement corrélé à la répartition de la vitesse de filtration.Ainsi, il en résulte une hauteur maximale de dépôt située au ”milieu” du pli. Le pli devraitalors se refermer et une partie du pli ne servirait pas au processus de filtration.Nous avons étudié la densité optimale de pli minimisant la chute de pression pour un encombrementet débit donné à l’aide du modèle semi-analytique obtenu. Les résultats sont enbon accord avec les résultats expérimentaux. La zone d’optimum en nombre de pli est la mêmepour le modèle avec fond imperméable et poreux. Ce résultat permet donc d’obtenir la densitéoptimale de plis pour une géométrie, un médium plan et un débit donné, et cela même si leprocessus de plissage change la perméabilité du fond des plis.Nous avons aussi comparé le modèle analytique de Chen et al. [24] et de Del Fabbro et al.[43] aux résultats du modèle semi-analytique. Le premier modèle ne prend pas en compte leseffets inertiels. Le second modèle, empirique, prédit l’évolution de la chute de pression pour lesfaibles vitesses de filtrations. Par contre, nous avons limu f →∞ u 2 = ∞, ce qui montre la limite defce modèle pour les grandes vitesses de filtration. Pour les conditions de la filtration automobile,la comparaison des différents modèles a montré que les modèles de Chen et al. et Del Fabbro ne∆P119