Application de la résonance magnétique nucléaire aux écoulements diphasiques

Abstract

On sait depuis longtemps que la RMN peut être utilisée pour mesurer des déplacements moléculaires. Dès 1965, Stejskal [1] a présenté une analyse théorique assez complète sur les etTets de la diffusion moléculaire anisotrope et sur ceux d'un écoulement. Il montrait de quelle manière étaient modifiées l'amplitude et la phase d'un écho de spin en présence de gradients de champ magnétique. Sur cette base, de nombreux travaux expérimentaux ont suivi. La RMN a surtout été appliquée à l'étude de la diffusion moléculaire dans les systèmes complexes [2-4] ; de nombreux exemples d'utilisation de la RMN dans ce domaine ont été présentés par Callaghan [5]. L'analyse des écou-lements de fluide grâce à des techniques d'écho de spins a eu un développement plus lent. Les premières études ont essentiellement porté sur des écoulements lents en canal [3,[6][7][8][9]. Toutefois, dès 1969, de Gennes [10] établissait que le temps de corrélation des vitesses pouvait être relié à l'atténuation des échos pairs dans une séquence de CarrPurcell [Il]. L'analyse par RMN des écoulements turbulents est plus récente. Les travaux publiés sur le sujet [12][13][14] Nous présentons dans cet article, Spinflow, un dispositif RMN qui a été conçu à l'ESPCI pour caractériser les écou-lements complexes et en particulier les écoulements multiphasiques. Après une description j'apide des principaux élé-ments du système, nous présenterons la méthode que nous avons utilisée pour accéder aux principales caractéristiques de ces écoulements très particuliers où vitesses et fractions volumiques subissent des fluctuations très importantes. DansArticle published by SHF and available at