21 ` eme Congr` es Fran¸ cais de M´ ecanique Bordeaux, 26 au 30 aoˆ ut 2013 ´ Etude exp´ erimentale des flux de quantit´ e de mouvement et de chaleur dans une couche de m´ elange anisotherme Kodjovi Sodjavi a,b et Johan Carlier a,b a. Irstea, UR TERE, F-35044 Rennes, France b. Universit´ e Europ´ eenne de Bretagne, Rennes, France R´ esum´ e: L’´ etude porte sur une couche de m´ elange plane horizontale g´ en´ er´ ee par la rencontre de deux ´ ecoulements parall` eles `a vitesse et temp´ erature diff´ erentes. La thermo-an´ emom´ etrie`atemp´ erature de fil variable, ´ etendue `a l’utilisation de sonde fils crois´ es, a permis la mesure instantan´ ee des fluctuations de vitesse (composantes longitudinale et transversale) et de temp´ erature dans l’´ ecoulement. Les densit´ es de probabilit´ e jointes ont pu ainsi ˆ etre obtenues, et leur analyse a mis en ´ evidence les m´ ecanismes et ´ ev` enements qui contribuent significativement aux flux transversaux de quantit´ e de mouvement et de chaleur. Ces diff´ erentes contributions ont ´ et´ e diff´ erenci´ ees et quantifi´ ees par une analyse en quadrant qui a fait ressortir la pr´ epond´ erance des mouvements d’entraˆ ınement et d’´ ejection, et leur dissym´ etrie. Abstract : The turbulent mixing was studied in a thermal plane turbulent mixing layer induced by two parallel incident streams with velocity and temperature differences. Variable temperature hot wire anemometry extended to use ×-wire probe allowed instantaneous measurements of velocity (longitudinal and transverse components) and temperature fluctuations in the flow. Joint probability density function could be assessed and the mechanisms and events that significantly contribute to the transverse momentum and heat fluxes were highlighted. These contributions were differentiated and quantified through a quadrant analysis which emphasized the dominance of the local movements of entrainment and ejection, and their dissymmetry. 1 Introduction Les ´ ecoulements d’air dans les dispositifs industriels pour lesquels se pose la n´ ecessit´ e de s´ eparer deux am- biances climatiques, sans barri` ere solide, sont sous bien des aspects analogues ` a l’´ ecoulement de couche de m´ elange anisotherme, notamment lorsque les profils moyens de vitesse et de temp´ erature sont ` a contre- gradient (le flux haute vitesse est froid et le flux basse vitesse est chaud). La pr´ esente ´ etude porte sp´ ecifique- ment sur les flux transversaux de quantit´ e de mouvement et de chaleur directement responsable du m´ elange entre les deux ambiances. Si la couche de m´ elange est un ´ ecoulement acad´ emique relativement bien do- cument´ e sur le plan cin´ ematique [1, 2, 3, 4] et sur le plan du scalaire transport´ e [5, 6, 7, 8], le couplage vitesse-temp´ erature responsable des flux transversaux de chaleur reste encore assez mal compris. Ainsi, les densit´ es de probabilit´ e (PDFs) des diff´ erentes quantit´ es ont un comportement relativement bien connu, comme le type ≪ marching ≫ ou ≪ non-marching ≫ de l’´ evolution des PDFs de temp´ erature ` a travers la couche de m´ elange, mais les densit´ es de probabilit´ e jointes (JPDFs) de vitesse et de temp´ erature ont encore ´ et´ e peu ´ etudi´ ees [9]. La raison principale r´ eside dans la difficult´ e de mesurer la vitesse et la temp´ erature de fa¸consimultan´ ee, dans un petit volume de mesure et ` a haute fr´ equence. ` A ce jour, la thermo-an´ emom´ etrie ` a temp´ erature de fil variable apparaˆ ıt comme une m´ ethode de mesure op´ erationnelle qui r´ epond tr` es bien ` a ces exigences, eu ´ egard aux ´ echelles de la turbulence dans l’´ ecoulement ´ etudi´ e. Elle a ´ et´ e d´ evelopp´ ee r´ ecemment par Ndoye [10] pour la mesure simultan´ ee de la temp´ erature et de la composante longitudinale de la vitesse avec une sonde fil simple. Elle a ensuite ´ etait ´ etendue par Sodjavi [11] ` a l’utilisation de sonde fils crois´ es pour la mesure suppl´ ementaire de la composante transversale de la vitesse. Cette am´ elioration est de premi` ere importance puisqu’elle permet d’acc´ eder au transport par la turbulence dans la direction transversale ` a l’´ ecoulement principal, soit au transport de chaleur ` a travers la couche de m´ elange. Cette m´ ethode est uti- lis´ ee ici pour acc´ eder aux JPDFs de vitesse et de temp´ erature, ce qui permet d’´ etudier les m´ ecanismes et ´ ev` enements qui contribuent significativement aux flux transversaux de quantit´ e de mouvement et de chaleur. 1