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Résumé:

Dans le contexte aéronautique, cette thèse, financée par Safran Helicopter Engine, s'intéresse à l'application de l'approche Simulation aux Grandes Échelles (SGE) pour les systèmes de refroidissement de turbine. Le système de refroidissement industriel complexe est divisé en cas académique plus simple donnant accès à des caractérisations expérimentales de la dynamique et de la thermique. Le jet impactant est traité en tant que système interne et l'écoulement de protection au bord de fuite en temps que système externe. Après une brève introduction du contexte lié au refroidissement de turbine et des objectifs scientifiques, ce manuscrit est divisé en 3 parties. La 1ère partie traite d'un écoulement de jet impactant sur plaque plane représentatif de l'impact à mi-corde. Elle se concentre sur la validation et la qualification des outils et modèles ainsi que sur l'analyse physique de l'écoulement. Les différentes instationnarités de l'écoulement sont reliées à la thermique de paroi à l'aide de diagnostics statistiques et d'analyses modales. La 2ème partie s'intéresse à l'impact sur paroi concave représentatif de l'impact au bord d'attaque. Cette étude se concentre principalement sur la caractérisation de l'effet de courbure pour le jet impactant. Contrairement, au consensus actuel sur l'effet de courbure, la réduction des transferts thermiques est observée pour le cas d'étude de cette thèse. Au vu de ces résultats, une discussion est proposée pour tenter d'expliquer cet écart. Finalement, la 3ème partie de ce manuscrit contient une application de la SGE à un système de protection du bord de fuite par film isolant. Dans ce dispositif, des effets de groupe sont mis en évidence. L'impact sur les choix de modélisation tels que l'hypothèse de périodicité dans la direction de l'envergure est alors évalué. Il est montré que cette hypothèse de périodicité influe sur le résultat local en forçant l'écoulement. En revanche, la prédiction de l'efficacité globale du système de protection n'est pas impactée.

Devant le jury composé de :

Laurent GICQUEL       Chercheur Senior CERFACS, Toulouse                       Directeur de thèse
Eric LAMBALLAIS       Professeur des Universités Université de Poitiers        Rapporteur
Matthieu FéNOT          Maître de Conférences ISAE-ENSMA, Poitiers            Rapporteur
Eva DORIGNAC          Professeur des Universités Université de Poitiers        Examinateur
Laurent JOLY              Professeur ISAE, Toulouse                                            Examinateur
Florent DUCHAINE     Chercheur Senior CERFACS, Toulouse                         Co directeur de thèse