18 ème Congrès Français de Mécanique Grenoble, 27-31 août 2007 Fluidisation d’un lit granulaire étendu par une source localisée Kouakou Kouamé, Farzam Zoueshtiagh & Alain Merlen Laboratoire de Mécanique de Lille UMR CNRS 8107 Bd P. Langevin 59655 Villeneuve d’Ascq Farzam.Zoueshtiagh@univ-lille1.fr Résumé : Ce papier porte sur l’étude théorique, numérique et expérimentale de la réponse d’un lit granulaire étendu soumis à un jet liquide, ponctuel vertical et ascendant. Un régime poreux, un régime de transition et un régime de fluidisation locale du lit au dessus de l’injection ont pu être observés en fonction du débit d’écoulement. Les effets de confinements ont été étudiés théoriquement et numériquement pour le régime poreux. La fluidisation est décrite par un modèle théorique simple qui donne des résultats satisfaisants par rapport aux résultats expérimentaux. Le régime transitoire, considéré comme une fluidisation partielle au voisinage de l’injection, est étudié expérimentalement à travers un dispositif à deux dimensions. Abstract : The response of a granular bed to the presence of a punctual and vertically flowing water jet is studied experimentally, theoretically and numerically. Experiments show that depending on the flow rate, a porous regime, a transitional or a fluidized regime affect the bed’s behavior. Wall effects on the flow motion inside the bed in the porousregime is studied theoretically and numerically. The fluidization of the bed is described by mean of a simple theory which gives good agreement with experiments. The transitional regime, considered as partial fluidization of the bed nearby the water jet, is experimentally studied with a two dimensional cell. Mots-clefs : Lits fluidisés ; écoulements de Darcy ; écoulements diphasiques 1 Introduction Une fluidisation se produit lorsqu’un ensemble de particules solides agrégées est mis en mouve- ment dispersé sous l’effet d’un écoulement. La fluidisation de matrices granulaires est couramment utilisée dans différents domaines de l’industrie dans le but d’obtenir, par exemple, des mélanges, trans- porter des particules [Rhodes (1998); Vogt et al. (2005); Peng et al. (1997); Soo (1967)] ou comme moyen de dragage des rivières [Weisman et al. (1994, 1988); Lennon et al. (1995); Law (1995)]. On retrouve également la fluidisation dans des milieux naturels où elle peut être responsable des érosions souterraines [Lobkovsky et al. (2004); Owoputi et al. (2001); Schorghofer et al. (2004)]. On s’interesse ici à un cas particulier de fluidisation en milieu naturel où il n’est pas rare d’obser- ver des sources localisées sous des lits granulaires. Dans le cas où cette remontée d’eau se fait dans un environnement sableux, une fluidisation partielle de la matrice sableuse peut alors se produire [Zoue- shtiagh et al. (2007)]. L’objectif principal de ce travail est de caractériser cette situation à travers une étude sur les effets d’un jet d’eau ponctuel, vertical et ascendant placé sous un lit granulaire. 2 Dispositif expérimental Le dispositif expérimental (fig.1) se compose d’un réservoir cylindrique en plexiglas de 24 cm de diamètre et 17 cm de hauteur. Le fond du réservoir est un disque, amovible suivant la direction verticale. On appelle S la hauteur de matrice granulaire et W celle de la couche d’eau. La surface libre 1