CONTRIBUTION A L'ETUDE DE LA FILTRATION TANGENTIELLE DES GAZ PDF Download
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Author: Dominique Thomas Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages :
Book Description
DANS CETTE ETUDE, NOUS EXPERIMENTONS LA POSSIBILITE D'APPLIQUER LA TECHNIQUE DE LA FILTRATION TANGENTIELLE AUX GAZ. L'INTERET DE CE PROCEDE RESIDE DANS SON APTITUDE A LIMITER L'EPAISSEUR DU DEPOT. DE CE FAIT LA DIFFERENCE DE PRESSION TRANSMEMBRANAIRE RESTE CONSTANTE AU COURS DU TEMPS. L'ELEMENT FILTRANT DE NOTRE INSTALLATION EXPERIMENTALE PRESENTE UNE GEOMETRIE TUBULAIRE. LE GAZ CHARGE EN AEROSOL CIRCULE A L'INTERIEUR DU TUBE. SEULE UNE FRACTION DU DEBIT PRINCIPAL EST FILTREE PAR PASSAGE A TRAVERS LA PAROI POREUSE. IL A ETE MIS EN EVIDENCE QUE L'EPAISSEUR, LA MASSE ET LA GRANULOMETRIE DU DEPOT SONT FORTEMENT TRIBUTAIRES DES VITESSES TANGENTIELLE ET DE FILTRATION. CES VITESSES ONT PU ETRE RELIEES A LA CONTRAINTE TANGENTIELLE ENGENDREE PAR L'ECOULEMENT D'UN FLUIDE DANS UN TUBE SOUMIS A UNE ASPIRATION PARIETALE. LE DEPOT EST CARACTERISE PAR UNE CONTRAINTE TANGENTIELLE LIMITE. ELLE CORRESPOND A CELLE QUE DOIT EXERCER LE FLUIDE POUR ARRACHER LE DEPOT. A PARTIR DE CES DEUX CONTRAINTES, IL EST POSSIBLE DE PREVOIR, POUR DES CONDITIONS OPERATOIRES INITIALES DONNEES, LA MASSE DE DEPOT MOBILISEE EN REGIME PERMANENT
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DANS CETTE ETUDE, NOUS EXPERIMENTONS LA POSSIBILITE D'APPLIQUER LA TECHNIQUE DE LA FILTRATION TANGENTIELLE AUX GAZ. L'INTERET DE CE PROCEDE RESIDE DANS SON APTITUDE A LIMITER L'EPAISSEUR DU DEPOT. DE CE FAIT LA DIFFERENCE DE PRESSION TRANSMEMBRANAIRE RESTE CONSTANTE AU COURS DU TEMPS. L'ELEMENT FILTRANT DE NOTRE INSTALLATION EXPERIMENTALE PRESENTE UNE GEOMETRIE TUBULAIRE. LE GAZ CHARGE EN AEROSOL CIRCULE A L'INTERIEUR DU TUBE. SEULE UNE FRACTION DU DEBIT PRINCIPAL EST FILTREE PAR PASSAGE A TRAVERS LA PAROI POREUSE. IL A ETE MIS EN EVIDENCE QUE L'EPAISSEUR, LA MASSE ET LA GRANULOMETRIE DU DEPOT SONT FORTEMENT TRIBUTAIRES DES VITESSES TANGENTIELLE ET DE FILTRATION. CES VITESSES ONT PU ETRE RELIEES A LA CONTRAINTE TANGENTIELLE ENGENDREE PAR L'ECOULEMENT D'UN FLUIDE DANS UN TUBE SOUMIS A UNE ASPIRATION PARIETALE. LE DEPOT EST CARACTERISE PAR UNE CONTRAINTE TANGENTIELLE LIMITE. ELLE CORRESPOND A CELLE QUE DOIT EXERCER LE FLUIDE POUR ARRACHER LE DEPOT. A PARTIR DE CES DEUX CONTRAINTES, IL EST POSSIBLE DE PREVOIR, POUR DES CONDITIONS OPERATOIRES INITIALES DONNEES, LA MASSE DE DEPOT MOBILISEE EN REGIME PERMANENT
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DANS CETTE ETUDE, NOUS EXPERIMENTONS LA POSSIBILITE D'APPLIQUER LA MICROFILTRATION TANGENTIELLE AUX GAZ. L'INTERET DE CE PROCEDE RESIDE DANS SON APTITUDE A FACILITER L'AGGLOMERATION DE L'AEROSOL INITIAL ET A LIMITER L'EPAISSEUR DU DEPOT. DE CE FAIT LA PRESSION DIFFERENTIELLE DE FILTRATION RESTE PRATIQUEMENT CONSTANTE AU COURS DU TEMPS. L'ELEMENT FILTRANT DE NOTRE INSTALLATION EXPERIMENTALE PRESENTE UNE GEOMETRIE TUBULAIRE. LE GAZ CHARGE EN AEROSOLS CIRCULE A L'INTERIEUR DU TUBE. SEULE UNE FRACTION DU DEBIT PRINCIPAL EST FILTREE PAR PASSAGE A TRAVERS LA PAROI POTEUSE. LE COEFFICIENT DE PARTAGE EST DEFINI, COMME LE RAPPORT DU DEBIT MASSIQUE FILTRE SUR CELUI A L'ENTREE DU MODULE DE FILTRATION. POUR UN DEBIT DE FILTRATION DONNE, LORSQUE LE COEFFICIENT DE PARTAGE EST FAIBLE, NOUS MONTRONS QU'AU-DELA D'UNE PERIODE DE FONCTIONNEMENT, LA PRESSION DIFFERENTIELLE AINSI QUE LA MASSE DU DEPOT ATTEIGNENT UNE LIMITE. GRACE A UNE ANALYSE GRANULOMETRIQUE DES DEPOTS, NOUS MONTRONS QUE PLUS LE COEFFICIENT DE PARTAGE DIMINUE, PLUS LE DIAMETRE MEDIAN MASSIQUE DES PARTICULES LE CONSTITUANT, EST FAIBLE. ENFIN, POUR UN DEPOT CONSTRUIT DANS DES CONDITIONS DEFINIES, NOUS RECHERCHONS LA VITESSE LIMITE DE DECOLMATAGE EN FONCTION DE LA VITESSE DE FILTRATION. POUR UNE VITESSE DE FILTRATION NULLE, LE DECROCHEMENT DU DEPOT N'APPARAIT QUE SI LA VITESSE TANGENTIELLE ATTEINT UNE VALEUR IMPORTANTE. LA VITESSE DE DECOLMATAGE CROIT ENSUITE PROPORTIONNELLEMENT A LA VITESSE DI FILTRATION
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L'OBJET DE CETTE ETUDE EST DE DETERMINER, PAR LA METHODE DES DEVELOPPEMENTS ASYMPTOTIQUES, DES MODELES MATHEMATIQUES MACROSCOPIQUES DECRIVANT L'ECOULEMENT D'UN FLUIDE COMPRESSIBLE DANS UN MILIEU POREUX A DOUBLE POROSITE. LES LIMITES DES MODELES CLASSIQUES SONT DEFINIES POUR LE CAS PARTICULIER D'UN MILIEU A DOUBLE CONDUCTIVITE ET UNE CORRECTION SIMPLE, ELARGISSANT LEUR DOMAINE DE VALIDITE, EST PROPOSEE. UNE ADAPTATION DE LA METHODE DES DEVELOPPEMENTS ASYMPTOTIQUES POUR LE CAS DES MILIEUX A DOUBLE POROSITE EST ENSUITE MISE AU POINT. ELLE S'APPUIE SUR L'EXISTENCE DE TROIS LONGUEURS CARACTERISTIQUES INTRODUITES PAR LA GEOMETRIE DU MILIEU. ALORS QUE LES METHODES CLASSIQUES CONSIDERENT QUE LE FLUIDE EST FAIBLEMENT COMPRESSIBLE, CETTE METHODE EST APPLIQUEE ICI POUR ETUDIER LA FILTRATION D'UN FLUIDE TRES COMPRESSIBLE DANS UN MILIEU POREUX FRACTURE. LE CAS D'UNE MATRICE RIGIDE, PUIS CELUI D'UNE MATRICE DEFORMABLE, SONT SUCCESSIVEMENT ENVISAGES. IL S'AVERE QUE LES COMPORTEMENTS MACROSCOPIQUES OBTENUS DEPENDENT DES ORDRES DE GRANDEUR RELATIFS DES RAPPORTS D'ECHELLES. L'UNE DES DESCRIPTIONS OBTENUES POUR UNE MATRICE RIGIDE EST FORTEMENT NON-LINEAIRE ET COMPORTE DES EFFETS DE MEMOIRE. L'ETUDE POUR UNE MATRICE DEFORMABLE MET EN EVIDENCE LA NECESSITE DE CONSIDERER SEPAREMENT LES PHENOMENES DE COMPRESSIBILITE DU FLUIDE ET DE DEFORMABILITE DE LA MATRICE. EN GUISE D'APPLICATION, L'ETUDE DU SYSTEME GAZ-CHARBON EST ALORS ENVISAGEE, DANS LE BUT DE CONTRIBUER A LA PREVENTION D'UN PHENOMENE DYNAMIQUE SE PRODUISANT DANS LES MINES DE CHARBON: LE COUP DE POUSSIER. UNE DESCRIPTION DETAILLEE DES DIFFERENTS PROCESSUS QUI SE DEVELOPPENT AU SEIN D'UN MILIEU GAZ-CHARBON, NOTAMMENT LE PHENOMENE DE SORPTION ET SES CONSEQUENCES, EST PRESENTEE ET SE FONDE SUR DE NOMBREUX RESULTATS EXPERIMENTAUX. ENFIN, EN SE BASANT SUR L'ETUDE THEORIQUE PRECEDENTE, UN MODELE DE FILTRATION AVEC ADSORPTION D'UN GAZ DANS UN MILIEU POREUX FRACTURE RIGIDE EST PROPOSE
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L'ECOULEMENT TANGENCIEL A LA SURFACE D'UNE MEMBRANE FILTRANTE NE PERMET PAS D'EVITER UNE DIMINUTION IMPORTANTE DE LA VITESSE DE FILTRATION. L'OBSERVATION DES PHENOMENES A L'INTERFACE SUSPENSION/MEMBRANE DANS LE CAS DE SUSPENSIONS REELLES (BIERE ET VIN) MET EN EVIDENCE L'IMPORTANCE DE LA FRACTION COLLOIDALE DANS LES MECANISMES DE COLMATAGES
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L'ETUDE PORTE SUR LA CARACTERISATION D'UNE NOUVELLE TECHNIQUE DE LUTTE CONTRE LE COLMATAGE EN FILTRATION TANGENTIELLE. LE PRINCIPE REPOSE SUR L'EXPLOITATION DES INSTABILITES HYDRODYNAMIQUES CREEES PAR LES MOUVEMENTS RELATIFS DES PHASES LIQUIDE ET GAZEUSE LORS DE L'APPLICATION D'UN ECOULEMENT DIPHASIQUE INTERMITTENT (ECOULEMENT BOUCHON). LES RESULTATS OBTENUS LORS DE L'ULTRAFILTRATION DE SUSPENSIONS MODELES (BENTONITE, LEVURES) SONT PRESENTES POUR DEUX TYPES DE MEMBRANES TUBULAIRES (DIAMETRES DE 15 MM ET DE 6 MM). L'ECOULEMENT BOUCHON GENERE DES GAINS DE FILTRATION POUVANT ATTEINDRE UN FACTEUR 3 ET CE, AVEC UNE REDUCTION IMPORTANTE DE L'ENERGIE SPECIFIQUE CONSOMMEE. LES RESULTATS OBTENUS EN BIOREACTEUR A MEMBRANES SONT ENSUITE PRESENTES. EN FERMENTATION ALCOOLIQUE, LE COUPLAGE BIOREACTEUR A MEMBRANES/INJECTION D'AIR PERMET EN ULTRAFILTRATION DE MULTIPLIER LE FLUX PAR 2. LA DEGRADATION DU PHENOL PAR ALCALIGENES EUTROPHUS EST ENSUITE ABORDEE. L'ASSOCIATION DE LA TECHNIQUE INSTATIONNAIRE ET DU SUIVI COLORIMETRIQUE D'UN INTERMEDIAIRE METABOLIQUE ASSURE UN MEILLEUR CONTROLE DE L'ENVIRONNEMENT DU MICROORGANISME SE TRADUISANT PAR UN FLUX DE PERMEATION MULTIPLIE PAR 1,7 ET UNE BIOMASSE ELEVEE, CAPABLE DE DEGRADER UNE CHARGE PHENOLIQUE TRES FORTE. UNE NETTE AMELIORATION DU TRANSFERT GAZ/LIQUIDE DANS LE SYSTEME EST EGALEMENT OBSERVEE. L'ETUDE HYDRODYNAMIQUE PERMET DE PREDIRE LA STRUCTURE ET L'EVOLUTION DE L'ECOULEMENT BOUCHON POUR LES DEUX TYPES DE CONDUITES. L'ANALYSE DE LA PRESSION TRANSMEMBRANAIRE MET EN EVIDENCE DES VARIATIONS QUASI-INSTANTANEES QUI S'ACCOMPAGNENT D'UNE AUGMENTATION DE LA TURBULENCE DANS LE CULOT DE LA POCHE. L'ECOULEMENT EST EGALEMENT CARACTERISE PAR UNE FREQUENCE D'INTERMITTENCE LIEE A LA SUCCESSION DES POCHES ET DES BOUCHONS ET CORRESPONDANT A L'INVERSION DE LA CONTRAINTE DE CISAILLEMENT PARIETALE. LA MISE EN OEUVRE D'UNE METHODE CONDUCTIMETRIQUE ET D'UN MODELE DIPHASIQUE PERMET DE CALCULER LES GRANDEURS DIFFICILEMENT ACCESSIBLES PAR L'EXPERIENCE. IL EST ALORS POSSIBLE DE CORRELER EN 15 MM LE GAIN DE FILTRATION A LA CONTRAINTE DE CISAILLEMENT SUPPLEMENTAIRE DUE AU GAZ. L'ASSOCIATION DE CES DIFFERENTS PHENOMENES CONTRIBUE A DES DEGRES VARIABLES A L'EROSION ET LA DESTABILISATION DU DEPOT.
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POUR LEUR UTILISATION EN FILTRATION DES GAZ, LES LITS FLUIDISES STABILISES MAGNETIQUEMENT OFFRENT DES AVANTAGES IMPORTANTS PAR RAPPORT AUX LITS FIXES OU FLUIDISES CLASSIQUES. DEUX ETUDES SONT PRESENTEES, L'UNE SUR L'ASPECT HYDRODYNAMIQUE, L'AUTRE SUR LES MECANISMES ELEMENTAIRES MIS EN JEU LORS DE LA FILTRATION D'AEROSOL NOTAMMENT POUR LES PARTICULES CHARGEES ELECTRIQUEMENT. LE MEDIUM FILTRANT DOIT, SI POSSIBLE, ETRE PEU ONEREUX, POSSEDER DES CARACTERISTIQUES MAGNETIQUES ET UN FAIBLE POIDS APPARENT AFIN DE REDUIRE LE COUT ENERGETIQUE DU PROCEDE. C'EST LA RAISON POUR LAQUELLE DEUX TYPES DE MEDIA FILTRANTS ONT ETE ETUDIES D'UN POINT DE VUE HYDRODYNAMIQUE. LE PREMIER EST CONSTITUE D'UN MELANGE DE GRAINS MAGNETIQUES ET NON MAGNETIQUES. DANS CE CAS, NOUS AVONS PRECISE LE ROLE JOUE PAR LES GRAINS MAGNETIQUES ET PROPOSE UNE MODELISATION. LE SECOND EST CONSTITUE DE GRAINS DE NICKEL POREUX. IL OFFRE DIFFERENTS AVANTAGES (PROPRIETES MAGNETIQUES, FAIBLE MASSE VOLUMIQUE APPARENTE, GRANDE SURFACE SPECIFIQUE) ET CONSTITUE A JUSTE TITRE UN BON COMPROMIS. NOUS AVONS ENSUITE ETUDIE LA FILTRATION DE PARTICULES CHARGEES ELECTRIQUEMENT. DES ESSAIS ONT ETE MENES DANS DIFFERENTES CONDITIONS OPERATOIRES. LES PARTICULES A ARRETER SONT CHARGEES ELECTRIQUEMENT PAR EFFET COURONNE AVANT LEUR ENTREE DANS LE FILTRE. LA CONJUGAISON DES CHARGES ELECTRIQUES PORTEES PAR L'AEROSOL ET DU CHAMP MAGNETIQUE APPLIQUE DE PART ET D'AUTRE DU LIT CREE UNE SYNERGIE ENTRAINANT UNE AMELIORATION NOTABLE DE L'EFFICACITE DE CAPTURE. NOUS AVONS PROPOSE UNE PREMIERE APPROCHE DE MODELISATION DE CES PHENOMENES.
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ETUDE DES MECANISMES INTERVENANT DANS LA FILTRATION DE L'EAU. PREVISION DE L'EFFICACITE ET EVALUATION DES DIVERS MECANISMES. METHODES EXPERIMENTALES
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UNE NOUVELLE TECHNIQUE EXPERIMENTALE A ETE MISE AU POINT POUR ETUDIER LA CINETIQUE D'ADSORPTION DUE AUX TRANSFERTS DE MASSE ET DE CHALEUR. APPLICATION A L'ADSORPTION DU METHANOL SUR LA ZEOLITE X ET LE CHARBON ACTIF
Author: Dominique Thomas
Author: Dominique Thomas
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