Résumé:
Des expériences PIV (Particle Image Velocimetry) résolues en temps sont réalisées dans un réservoir mélangeur avec de l’eau agitée par quatre pales en rotation. Ce montage expérimental est utilisé pour générer et mesurer différents écoulements non homogènes avec des propriétés turbulentes différentes. La cascade d’énergie turbulente est analysée grâce aux équations de Navier-Stokes à deux points qui permettent d’analyser sans approximation le taux d’énergie échangé entre les échelles et dans l’espace dans des écoulements non homogènes.
Dans les écoulements non homogènes sans rotation, la théorie de Chen et Vassilicos 2022 est améliorée et utilisée pour justifier théoriquement les résultats de type Kolmogorov mesurés malgré la non-homogénéité présente. Les mesures PIV dans ces écoulements vont dans le sens des prédictions de cette théorie.
Dans les écoulements non homogènes avec rotation, les fonctions de structures et les statistiques à deux points sont quantifiées et ont des résultats qualitativement différents.
Enfin, l’équation exacte du tenseur de sous-maille de Germano est utilisée. Cette équation fait partie du cadre théorique
général de Germano, étudié dans cette thèse, et est utilisé comme référence pour construire un nouveau modèle LES.