Un modèle numérique utilisant la méthode de la capacité effective moyenne est présenté pour étudier le transfert thermique dans le processus de solidification lors de la coulée continue avec refroidissement direct. La résolution du problème est faite par la méthode des volumes finis à maillage fixe. Une chaleur spécifique moyenne est donc utilisée pour simuler le volume incluant la zone de changement de phase. Cette méthode surmonte les inconvénients de la méthode de la capacité effective qui est très sensible au choix de l'intervalle de température de changement de phase. Pour déterminer le coefficient de convection à la surface externe des billettes dans la région basse du moule, une méthodologie a été établie en utilisant d'une part, les théories de l'ébullition nucléée avec convection forcée et d'autre part, celles relatives au film de refroidissement. Les résultats de la simulation numérique sont validés par des résultats expérimentaux publiés. L'étude montre que la vitesse de retrait est un facteur très important pour le contrôle de la microstructure et de la condition d'évasion lors de la coulée des métaux.

Ce travail concerne l'étude des instabilités convectives et l'interaction solide/liquide pour une configuration de croissance dirigée horizontale d'un matériau à faible nombre de Prandtl (Pr=0,015). Les configurations de ce type ont fait l'objet de plusieurs études restreintes à la phase fluide. Il s'agit ici d'étudier les transitions au sein du bain fondu en présence de la convection thermocapillaire et l'interaction avec le front. L'interaction se focalisant dans cette étude sur les aspects convectifs sans prise en compte des effets de la chaleur latente. L'approche de résolution est basée sur la méthode de localisation du front couplée à une approximation de type volumes finis. La convection thermocapillaire agissant dans le même sens que la convection thermogravitationnelle amorti les oscillations introduites par la convection thermogravitationnelle. D'autre part, l'effet de la vitesse de translation de l'ampoule pour le contrôle du processus est également analysé.