Faisant écho au colloque Franco-Allemand de juin 2016 organisé à Toulouse, ce second colloque s’est déroulé à Hambourg, dans les locaux de Technische Universität Hamburg (TUHH). Dans ce colloque se sont réunis environ 40 scientifiques (chercheurs, post-doctorants et doctorants, issus de la fédération de recherche FERMaT (14 participants,) et des universités membres du programme de recherche Allemand SPP-1740 (« Bubbly flows », 2014-2020 : universités de Hambourg, Münich, Brême, Aix la Chapelle, Berlin, Leibniz, Desde, Magdebourg, Karlsruhe, Stuttgart, Darmstadt, Dortmund), Karlsruher Institut for Technology, Stuttgart University, Darmstadt University of Technology, Dormund University of Technology) et des équipes des Pays-Bas (Delft University of Technology, TU Eindhoven), tous investis dans l’étude des écoulements à bulles et du transfert de masse associé (réactif ou non).

L’ensemble des conférences (voir programme en annexe) a fait état d’un certain nombre d’avancées :

• expérimentales ou numériques,
• dédiées à des colonnes à bulles, à des trains de bulles ou à des bulles isolées, confinées ou non -,
• décrivant les phénomènes couplés à l’échelle d’une bulle (travaux de simulation directe, avec reconstruction d’interface) ou à l’échelle d’un appareil (méthodes LES, Euler-Euler, Euler-Lagrange).

Plusieurs contributions ont également décrit le développement, notamment par l’université RWTH de Aachen, de complexes métalliques (Cuivre ou Fer) possédant des propriétés de réactivité et donnant naissance à des composés identifiables par leur couleur ou leur fluorescence ; ces molécules ouvrent de nombreuses perspectives pour l’étude du transfert de masse entre des bulles et un liquide, mais aussi pour celle de la sélectivité de réactions compétitives et/ou consécutives.

A ce colloque étaient invités le Professeur L.K. Kuipers (TU Eindhoven, The Netherlands), dont l’expertise dans le domaine de la modélisation des réacteurs polyphasiques et en particulier des écoulements à bulles est internationalement reconnue, ainsi que le professeur V. Roig (IMFT, Toulouse), expert dans le domaine des écoulements à bulles en cellule de Hele Shaw. Leurs conférences introductives ont constitué des synthèses appréciables des dernières avancées dans ces domaines.

Ce colloque a ainsi permis de rassembler des chercheurs dans une configuration optimale (4 demi-journées de conférence réparties sur 3 jours, avec visite de laboratoires) permettant l’échange d’idées, des débats, et l’émergence de nouvelles perspectives de collaboration entre les 2 pays. Il a été à nouveau constaté que les centres d’intérêt scientifiques, les verrous visés, les motivations et les stratégies adoptées sont similaires dans les 2 communautés. Par ailleurs, les outils d’analyses – expérimentaux comme numériques – et les configurations étudiées sont nombreux. On a ainsi pu voir des travaux expérimentaux d’investigation de l’hydrodynamique et du transfert de masse à l’échelle locale autour de bulles d’oxygène ou de CO₂, par des méthodes colorimétriques ou de tracking, en colonne à bulles, en tube de grande hauteur, pour des bulles de Taylor, pour des bulles confinées en cellule de Hele-Shaw. Des chimistes ont présenté leurs avancées pour la fabrication de complexes chimiques dont les propriétés colorimétriques ou de fluorescence permettent d’étudier expérimentalement le transfert de masse y compris en présence de réaction, et ce, en variant notamment les constantes cinétiques réactionnelles. Des travaux reposant sur la simulation numérique ont permis de discuter le problème fondamental du changement d’échelle mais ont également montré des innovations intéressantes. Ainsi on peut évoquer par exemple les calculs sur le transfert de masse réactif reposant sur des DNS avec la méthode VOF et proposant des modèles de sous-maille utilisant le deep learning pour franchir les limites en nombre de Péclet des possibilités de résolution des couches limites massiques en présence de réaction. Cette diversité est riche de complémentarités et laisse envisager des échanges constructifs dans de nombreuses directions, à l’exemple emblématique de la collaboration Franco-Allemande en place depuis mai 2017 (post-doc co-financé de F.Felis, LGC, IMFT, LISBP et RWTH Aachen, TUHH) centrée sur l‘étude comparative du transfert de masse autour d’une bulle confinée en cellule de Hele-Shaw à l’aide de la technique colorimétrique par la résazurine d’une part, et de l’utilisation des complexes de Cuivre colorés et de complexes fluorescents d’autre part.

Ravis de ce colloque, les participants se sont quittés avec l’envie de se réunir à nouveau en 2020.

 

 

 

 

Schedule 2^nd International Workshop:

 

Non-Invasive Experimental Tools and Numerical Methods

for the Investigation of Non-Reactive and Reactive Gas-Liquid Flows

 

Wed., 20.06.2018
14:00	WELCOME at TUHH in Hamburg	Brinksma President TUHH
14.10	Welcome remarks for the 2nd French/German Workshop	Schlüter/Billet,
	Session 1 “The scientific questions and toolboxes”
14:20	State of knowledge on reactive bubbly flows from the view of the SPP1740	Schlüter/Bothe
14:40	Bubbly flows in FERMaT: research activities, tools and applications	Billet/Dietrich
15:00	Aromatic Hybrid guanidine Copper Complexes for the Activation of Dioxygen	Paul
15:20	Subgrid-scale modeling for reactive species boundary layers around rising bubbles	Weiner
15:40	Coffee break
	Session 2 „Non reactive and reactive Taylor Flow I“
16:10	Gas-liquid mass transfer around Taylor bubbles flowing in a meandering millimetric square channel	Loubière
16:30	Numerical simulations of Taylor bubble flows with chemical reaction	Mierka
16:50	Mass transfer in Taylor flow: transfer rate modelling from measurements at the slug and film scale	Billet
17:10	Taylor flow measurements by means of MRT	Kemper
17:30	Discussions

 

Thu., 21.06.2018
9:00	Keynote Netherlands	L.K. Kuipers
	Session 3 “Frontiers of experimental analysis in MPF I”
9:45	Comparison between Experiments and Numerical Simulations of Bubble Plumes	D. Laupsien
10:05	Oxygen mass transfer in 2-phase reactors using resazurin	K. Zähringer
10:25	Reactive mass transfer around an oxygen bubble rising freely in a confined cell: resazurin and Copper complex methods.	F. Felis
10:45	Coffee break
	Session 4 “Frontiers of experimental analysis in MPF II”
11:15	Nitorsylmetal complexes in multiphase reaction media with in-situ characterizing	Ampßler
11:35	Measurement of local species concentrations within FE/edta/NO system using Fiber optical probe	Möller
11:55	Investigation of influence of transport processes on chemical reaction in bubble flow using space resolved in-situ analytics and simultaneous characterization of bubble dynamics in real time	Guhathakurta
12:15	Lunch buffet at venue
	Session 5 “Non reactive and reactive bubbly flows I”
13:15	Title AG Schindler to be announced	Specht
13:35	Comparison Of Three Different Visualization Techniques For Local Mass Transfer Characterization Around Single Bubble Rising In Water	F. Xu
13:55	Fluid Dynamics with Superimposed Mass Transfer of Single Bubbles in Reacting Liquids	Merker
14:15	Mass transfer modeling of bubble swarms with Euler/Lagrange approach	Muniz
14:35	Influence of swarm turbulence mass transfer at fluidic interfaces of bubbles, a direct numerical simulation study	Yin
14:55	Coffee Break and discussions
15:15	Tour of the laboratories of process engineering faculty
18:30	Dinner & Sightseeing

 

Fri. 22.06.2018
9:00	Keynote France: Hydrodynamics and mixing in thin-gap planar bubble columns	V. Roig
	Session 6 “From Taylor Flows to confined cells”
9:45	Analysis of reactive bubbles by means of time resolved scanning LIF	S. Kastens
10:05	Simulating the emptying of a water bottle with a multi-scale two-fluid approach	S. Mer
10:25	Activation of Dioxygen with N-donor Copper-complexes	Strassl
10:45	Mass transfer in Hele Shaw cell: experimental and numerical studies.	F. Felis
11:05	Coffee Break
	Session 7 “Non reactive and reactive bubbly flows II”
11:15	Numerical simulation of mass transfer in Taylor flow	B. Lalanne
11:35	DNS of reactive transport processes	Hillenbrand
11:55	Coalescence within a swarm of confined bubbles	J. Ruis-Rus
12:15	Discussions about further collaboration and project applications and Farewell Lunch with Catering
12:30	Concluding remarks	Schlüter, Billet