Étude des effets du couplage rayonnement-convection sur le transfert convectif au sein des cavités remplies de nanofluides

Le Doyen de la Faculté des Sciences et Techniques de Béni Mellal porte à la connaissance du public que Monsieur Mohamed ELÔRCH, soutiendra une thèse de Doctorat intitulée : «Étude des effets du couplage rayonnement-convection sur le transfert convectif au sein des cavités remplies de nanofluides».

La soutenance publique aura lieu le Mercredi 15 Juillet 2026 à 10h00, à la Faculté Polydisciplinaire de Khouribga, devant le jury composé de :

• Monsieur Khalid SBIAAI : Professeur, Faculté Polydisciplinaire, Université Sultan Moulay Slimane, Khouribga, Président ;

• Monsieur Hamza FARAJI : Maître de Conférences Habilité, Ecole Nationale des Sciences Appliquées, Université Cadi Ayyad, Marrakech, Rapporteur ;

• Monsieur Zouhair EL JOUAD : Maître de Conférences Habilité, Faculté des Sciences El Jadida, Université Chouaib Doukkali, El Jadida, Rapporteur ;

• Monsieur Abdessamad HASSANI : Maître de Conférences Habilité, Faculté Polydisciplinaire, Université Sultan Moulay Slimane, Khouribga, Rapporteur ; 

• Monsieur Abdellatif HASNAOUI : Professeur, Faculté Polydisciplinaire, Université Sultan Moulay Slimane, Khouribga, Examinateur ;

• Monsieur Ahmed FATHI : Maître de Conférences Habilité, Faculté Polydisciplinaire, Université Sultan Moulay Slimane, Khouribga, Examinateur ;

• Monsieur Moulay Mustapha CHARAFI : Professeur, Faculté Polydisciplinaire, Université Sultan Moulay Slimane, Khouribga, Directeur de thèse .

Résumé:

Le présent travail vise à étudier numériquement la convection naturelle couplée au rayonnement au sein de cavités remplies de nanofluides, modélisées en deux dimensions (2D). L’étude porte principalement sur des enceintes carrées soumises à diverses conditions aux limites thermiques, ainsi que sur l’influence de paramètres externes tels que l’inclinaison et l’intensité d’un champ magnétique. Des configurations additionnelles comportant des chicanes parfaitement conductrices implantées en positions variées ont également été considérées, permettant l’analyse de géométries multiples. Les équations de conservation de la masse, de la quantité de mouvement et de l’énergie ont été formulées selon la représentation vorticité–fonction de courant (ω–ψ). La résolution du système d’équations a reposé sur une approche déterministe. Les équations ont été discrétisées par la méthode des différences finies, en appliquant des schémas Upwind pour le traitement des termes convectifs et FTCS pour les termes diffusifs et temporels. Le modèle numérique a été implémenté en MATLAB. Pour valider la méthodologie, les résultats ont été confrontés à des solutions numériques issues de la littérature pour plusieurs configurations de cavités carrées. Les comparaisons, notamment des distributions locales et des valeurs moyennes du nombre de Nusselt, ont mis en évidence la précision et la robustesse du modèle développé. Sous forme d’applications, plusieurs cas de figures ont été étudiés, et des solutions à des nombres de Rayleigh compris entre Ra=104 et Ra=106, et à différentes fractions volumiques des nanoparticules allant de φ=0% à φ =10%, ont été explorées pour différents espacements de maillages. Les résultats des champs d’écoulement et de température ainsi obtenus ont été présentés et discutés en évaluant le nombre de Nusselt afin d’analyser le taux de transfert convectif pour chaque cas étudié ; à savoir : L’influence de l’inclinaison de la cavité, de la géométrie (ajout des chicanes parfaitement conductrice), Du flux radiatif appliqué sur la paroi gauche de la cavité, l’effet du paramètre de rayonnement et l’effet d’un champs magnétique exercé sur la géométrie d’étude. On a aussi étudié l’influence de la fraction volumique, champ magnétique et l’inclinaison de la cavité sur la génération d’entropie.

Mots clés: convection naturelle, nanofluides, méthodes des Différences finies (Schéma Upwind), rayonnement thermique, champ magnétique, chicanes, inclinaison, génération d’entropie.