Denis MELNIKOV

Prodex IVIDIL [Prodex IVIDIL:Influence of VIbration stimuli on DIffusion in Liquids]
Ce programme de recherche est mené par une équipe internationale composée de chercheurs belges (coordinateur), canadiens et russes en vue d'étudier l'influence des vibrations sur la diffusion et la thermodiffusion dans les liquides. En plus des études théoriques et numériques, des expériences sont réalisées non seulement en laboratoire, mais aussi en conditions de pesanteur réduite au cours de vols paraboliques et à bord de la station spatiale internationale. Le développement, les tests pendant les campagnes de vols paraboliques et la mise en oeuvre d'IVIDIL sont réalisés par le groupe du MRC - NFL (Phénomènes non linéaires dans les liquides) avec le support de l'ESA et de la Politique Scientifique Fédérale. Depuis le 5 octobre et jusqu'à la fin de l'année 2009 l'expérience IVIDIL (Influence of Vibrations on Diffusion In Liquids) se déroule à bord de l'ISS, sous le contrôle de l'astronaute belge Frank De Winne (actuellement commandant de l'ISS), il est assisté par son collègue canadien Bob Trisk. Les opérations au sol sont conduites depuis le EUSOC à Madrid. Le contrôle précis de différents processus industriels requière la connaissance des coefficients de diffusion. La microgravité offre un environnement unique pour la mesure de ces coefficients de transport qui sont perturbés par la convection parasite induite par les différences de densité. Ces mouvements qui perturbent le transport purement diffusif des différents composants et de la chaleur sont éliminés en l'absence de pesanteur. Toutefois, des micro-accélérations (g-jitters) sont présentes sur la plupart des plateformes spatiales et pourraient altérer le bénéfice des mesures effectuées dans cet environnement de pesanteur réduite. Les coefficients de diffusion et de thermodiffusion dans des mélanges soumis à des vibrations contrôlées et parfaitement caractérisées en amplitudes et fréquences sont mesurés. Cela constituera une base de données de référence pour valider et tester les modèles et les codes numériques. En plus la convection induite par des mouvements vibratoires est un sujet d'étude contemporain qui jouit d'un intérêt certain en physique fondamentale. Les expériences en microgravité devraient apporter une meilleure connaissance de ce phénomène. [In the frame of the ESA MAP Physical Sciences project ''Diffusion and Soret Coefficient Measurements for Improvement of Oil Recovery'', (or DSC) the experiment IVIDIL is planned to examine the influence of vibration stimuli on the diffusive phenomena. Molecular diffusion occurs when a concentration gradient exists in a mixture: there is a net mass flux that tends to decrease the magnitude of this concentration gradient. To describe the effect of temperature gradients on the separation of the components, the thermodiffusion process also called Soret effect is considered.]

JEREMI (Japanese-European Research Experiment on Marangoni Instabilities) [JEREMI (Japanese-European Research Experiment on Marangoni Instabilities)]
Ce projet met l'accent sur l'étude du transfert thermique à travers l'interface liquide/gaz d'une colonne cylindrique (modèle du « pont liquide »). Cette étude se focalise sur l'influence des conditions ambiantes sur le comportement de l'interface libre et sur les écoulements qui prennent naissance dans le cylindre liquide. Ce couplage est très complexe entre les écoulements et les transferts de chaleur dans la phase liquide limitée par une interface déformable. La plupart des études antérieures négligent totalement les conditions ambiantes et utilisent des conditions adiabatiques sans contraintes mécaniques, ou utilisent des modèles élémentaires et grossiers. En plus d'utiliser des gaz différents, des perturbations supplémentaires seront imposées via une modulation de l'écoulement du gaz le long de l'interface du pont liquide. Pour rencontrer les différents objectifs de ce projet, il faut en parallèle améliorer les outils théoriques, les codes numériques et les techniques expérimentales. Ce projet conjoint Japon-Europe (JAXA-ESA) sera réalisé à bord de l'ISS en 2012-2013. Les conditions de microgravité permettront d'étudier: Les rôles distincts des contraintes mécaniques (écoulement forcé de gaz autour de l'interface) et thermiques (échange de chaleur avec l'environnement) sur le déclenchement des instabilités, ce qui ne peut se faire qu'en microgravité. L'effet du gaz ambiant sur des ponts liquides de grands diamètres (avec un petit rapport surface/volume) et donc avec un grand rapport d'aspect. Effet de l'écoulement du gaz ambiant sur la forme idéale d'un pont liquide. Le projet a démarré en 2009 avec un support financier du programme PRODEX. [Study of thermal transfer trough liquid/gas interface in cylindrical volume (liquid bridge model)]