Abstract : The aim of this work is to study a model describing the spatial and temporal evolutions of the concentrations of different chemical species in gazeous phase going through a cylinder and that of the temperature in the cylinder and on its boundary. This system is coupling parabolic partial differential equations giving the spatial evolution of the concentrations and of the temperature in the cylinder with one parabolic partial differential equation and some ordinary differential equations giving the temporal evolution of the concentrations and of the temperature on the boundary. This system is also coupling all the equations on the boundary together.
We establish the existence and uniqueness of the solution, as well as some qualitative properties of this solution such as the existence of upper and lower bounds. We also study the behaviour of the solution when the time growth to infinity.
We build a numerical method in order to obtain graphs of the solution under different initial and boundary conditions.
Résumé : L'objectif de ce travail est d'étudier un modèle décrivant les évolutions spatiale et temporelle des concentrations de différentes espèces chimiques sous forme gazeuse et de la température dans un canal cylindrique et sur sa paroi extérieure. Il s'agit d'un système couplant des équations aux dérivées partielles paraboliques décrivant l'évolution spatiale des espèces chimiques et de la température dans le cylindre avec une équation aux dérivées partielles et des équations différentielles ordinaires décrivant l'évolution temporelle des mêmes espèces chimiques et de la température sur la paroi. Ce système présente la particularité supplémentaire de coupler les équations sur la paroi entre elles.
Nous établissons l'existence et l'unicité de la solution, ainsi que quelques propriétés qualitatives de cette solution, en particulier l'existence de bornes supérieures et inférieures. Nous étudions également le comportement limite de la solution quand le temps tend vers l'infini.
Nous mettons ensuite en oeuvre une méthode numérique permettant d'obtenir des courbes décrivant le comportement de la solution.