HydrauliqueLa RMN au secours des écoulements complexes

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La RMN au secours des écoulements complexes

Les mélanges complexes d'eau et de vapeur, de pétrole et de gaz, de liquides chargés de particules ou de liquides non miscibles restaient, jusqu'à présent, très délicats à caractériser. Difficile, par exemple, de mesurer les vitesses d'écoulement des liquides ou des bulles de gaz, car ces vitesses peuvent varier du simple au double, voire au triple, d'un point à l'autre de l'écoulement. Et pourtant, la détermination de ces vitesses et des fractions volumiques de chacune des phases (liquide, vapeur ou solide) conditionne la validité des modèles mathématiques utilisés par les spécialistes de la mécanique des fluides. Pour résoudre cet épineux problème, les chercheurs de l'Ecole supérieure de physique et de chimie indutrielle de Paris (l'ESPCI), berceau des récents prix Nobel de physique Pierre-Gilles de Gennes et Georges Charpak, ont mis au point et testé avec succès un instrument de mesure, baptisé "spinflow", établi sur la résonance magnétique nucléaire.

Un dispositif simple et pas très coûteux

Bien connue en imagerie médicale, la RMN utilise la propriété de certains noyaux atomiques de se comporter, sous l'effet d'un champ magnétique, à la fois comme des petits aimants et comme des gyroscopes. Le spinflow utilise un électroaimant très homogène, de 0,12tesla, élaboré par la société Drusch et muni d'un contrôle dynamique qui compense les perturbations engendrées par le courant continu du métropolitain (distant de trois cent mètres!). Le spectromètre RMN et le système de traitement des données ont été fournis par le britannique SMIS. Ce dispositif, assez simple d'emploi selon ses concepteurs, coûte moins de 1million de francs, est limité à des vitesse de deux mètres par seconde et à des mélanges de type eau-air et eau-fréon liquide. L'étude de mélanges eau-huile ou de vitesses plus élevées nécessiterait un champ trois fois plus intense, et donc une installation trois fois plus chère. Mais le jeu en vaut sans doute la chandelle.



USINE NOUVELLE - N°2447 -

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