Stabilité en écoulement de convection naturelle en milieu confiné

Les ecoulements de convection naturelle rencontres dans la majorite des situations d'interet industriel se produisent generalement en regime fortement instationnaire ou faiblement turbulent. La maitrise des transferts thermiques assures par ces ecoulements de convection en enceintes confinees necessite de disposer de capacites previsionnelles reposant sur des outils numeriques adaptes. Les approches experimentale et numerique s'averent alors complementaires, en particulier quand il s'agit de quantifier la capacite des outils de simulation a predire la nature et l'origine des instabilites pouvant se produire a nombres de Rayleigh suffisamment eleves. L'objectif de cette these est de caracteriser par voies experimentale et numerique les instabilites dites thermoconvectives se developpant autour d'un barreau carre chauffe et positionne au centre d'une cavite parallelepipedique refroidie en parties haute et basse. L'analyse des resultats numeriques revele un regime d'ecoulement intrinsequement tridimensionnel, transitionnel au nombre de Rayleigh considere et fortement non lineaire. Le mecanisme generateur des instabilites repose sur l'interaction entre le developpement de cellules convectives longitudinales et une organisation cellulaire de type Rayleigh-Benard d'axe perpendiculaire au barreau. Cette competition cree temporairement des structures de type crochet issues de la rupture des cellules perpendiculaires par formation de cellules convectives longitudinales. Ces configurations instables resultent localement en un basculement des structures longitudinales dont l'observation dans un plan de coupe transverse coincide parfaitement avec les mesures dynamiques experimentales.