Dissertations / Theses: 'Filtrations dynamiques'

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Li, Yidan. "Filtrations statiques et dynamiques de différents systèmes argile, électrolytes, polymère." Orléans, 1996. http://www.theses.fr/1996ORLE2014.

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Abstract:

Les propriétés de filtration de fluides de forage modèles composés d'eau, d'argile, d'électrolytes (nacl, cacl2 et kcl) et de polymères (carboxymethylcellulose et ter polymère sulfone) ont été étudiées en condition statique et dynamique sur papier filtre et tranches de roches. Les expériences de filtration, combinées à l'observation des cakes par cryomicroscopie à balayage et microscopie électronique à transmission, mettent en évidence l'importance de la taille et la forme des particules d'argiles, ainsi que leur mode d'association en suspension, sur la texture du cake, sa perméabilité et ses propriétés de relaxation. Ces paramètres dépendent de la nature de l'électrolyte. Le polymère réduit la perméabilité du cake en améliorant la dispersion de l'argile en suspension, mais surtout en colmatant le réseau poreux par ses propriétés d'auto-agrégation. Le mode de dépôt en dynamique est lie à l'état d'agrégation de la suspension au départ, sa polydispersite et sa sensibilité au cisaillement ainsi qu'à la perméabilité du cake construit dans les premiers instants de la filtration. Dans tous les cas, le processus de croissance du cake est ralenti et on obtient des volumes de filtrat plus élevés qu'en statique. Le cisaillement a deux effets: d'une part dissocier les agrégats lâches présents en suspension et d'autre part exercer un tri granulométrique des particules dans le cas d'une suspension polydispersée. À fort gradient de cisaillement on obtient rapidement un cake fin d'épaisseur constante. L’épaisseur de ce cake limite dépend de la fraction de petites particules présentes en suspension, ou susceptibles d'être formées par dissociation d'agrégats lâches sous l'action du cisaillement. La perméabilité du cake limite forme en dynamique est, comme en statique, conditionnée par la taille et la forme des particules qui le constituent ou par la présence d'un polymère réducteur de filtrat. Les filtrations réalisées sur un grès de fontainebleau permettent de visualiser le cake interne et de préciser les risques d'endommagement d'une roche réservoir par le fluide de forage

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Benzoni, Séverin. "Classification des filtrations dynamiques et étude des systèmes d'entropie positive." Electronic Thesis or Diss., Normandie, 2024. https://theses.hal.science/tel-04835404.

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Abstract:

Dans cette thèse, nous explorons les structures possibles des systèmes dynamiques de la forme $\bfX :=(X, \A, \mu, T)$ et leurs tribus facteur $\B \subset \A$. Les deux premiers chapitres étudient les différentes façons dont une tribu facteur $\B$ peut s'inclure dans un système dynamique $\bfX :=(X, \A, \mu, T)$, c'est-à-dire que nous étudions certaines structures possibles de l'\emph{extension} $\A \arr \B$. Dans le premier chapitre, nous considérons les concepts de \emph{super-innovations} et de \emph{standardité} des extensions, inspirés de la théorie des filtrations. Un point important est l'introduction de la notion d'\emph{extensions confinées}, qui nous intéressent parce qu'elles n'ont pas de super-innovation. Nous donnons plusieurs exemples et étudions des propriétés supplémentaires de ces extensions, y compris des résultats de relèvement. Ensuite, nous montrons notre résultat principal : l'existence d'extensions non-standard. Enfin, ce résultat trouve une application dans l'étude des filtrations dynamiques, qui sont les filtrations de la forme $(\F_n)_{n \leq 0}$ telles que chaque $\F_n$ est une tribu facteur. Nous montrons qu'il existe des \emph{filtrations dynamiques I-confortables non standard}.Le deuxième chapitre approfondit l'étude des extensions confinées en trouvant un nouveau type de telles extensions, dans le cadre des suspensions de Poisson : nous prenons un système dynamique $(X, \mu, T)$ en mesure $\s$-finie infinie et une extension compacte $(X \times G, \mu \otimes m_G, T_\phi)$, puis nous considérons l'extension de Poisson correspondante $((X \times G)^*, (\mu \otimes m_G)^*, (T_\phi)_*) \to (X^*, \mu^*, T_*)$. Nous donnons des conditions sous lesquelles cette extension est confinée et construisons un exemple qui correspond à ces conditions.Enfin, le troisième chapitre se concentre sur une famille de filtrations dynamiques : les \emph{filtrations de Pinsker faible}. L'existence de ces filtrations sur tout système ergodique provient d'un résultat récent d'Austin \cite{austin}, et elles se présentent comme un outil potentiel pour décrire les systèmes à entropie positive. Nous explorons les liens entre la structure asymptotique des filtrations de Pinsker faible et les propriétés du système dynamique sous-jacent. Naturellement, nous demandons aussi si, sur un système donné, la structure des filtrations de Pinsker faible est unique à isomorphisme près. Nous donnons une réponse partielle, dans le cas où le système sous-jacent est un schéma de Bernoulli. Nous concluons notre travail en donnant deux exemples explicites de filtrations de Pinsker faible
In this thesis, we explore the possible structures of measure preserving dynamical systems of the form $\bfX :=(X, \A, \mu, T)$ and their factor $\s$-algebras $\B \subset \A$. The first two chapters investigate various ways in which a factor $\s$-algebra $\B$ can sit in a dynamical system $\bfX :=(X, \A, \mu, T)$, i.e. we study some possible structures of the \emph{extension} $\A \arr \B$. In the first chapter, we consider the concepts of \emph{super-innovations} and \emph{standardness} of extensions, which are inspired from the theory of filtrations. An important focus of our work is the introduction of the notion of \emph{confined extensions}, which first interested us because they have no super-innovation. We give several examples and study additional properties of confined extensions, including several lifting results. Then, we show our main result: the existence of non-standard extensions. Finally, this result finds an application to the study of dynamical filtrations, i.e. filtrations of the form $(\F_n)_{n \leq 0}$ such that each $\F_n$ is a factor $\s$-algebra. We show that there exist \emph{non-standard I-cosy dynamical filtrations}.The second chapter furthers the study of confined extensions by finding a new kind of such extensions, in the setup of Poisson suspensions: we take an infinite $\s$-finite measure-preserving dynamical system $(X, \mu, T)$ and a compact extension $(X \times G, \mu \otimes m_G, T_\phi)$, then we consider the corresponding Poisson extension $((X \times G)^*, (\mu \otimes m_G)^*, (T_\phi)_*) \to (X^*, \mu^*, T_*)$. We give conditions under which that extension is confined and build an example which fits those conditions.Lastly, the third chapter focuses on a family of dynamical filtrations: \emph{weak Pinsker filtrations}. The existence of those filtrations on any ergodic system comes from a recent result by Austin \cite{austin}, and they present themselves as a potential tool to describe positive entropy systems. We explore the links between the asymptotic structure of weak Pinsker filtrations and the properties of the underlying dynamical system. Naturally, we also ask whether, on a given system, the structure of weak Pinsker filtrations is unique up to isomorphism. We give a partial answer, in the case where the underlying system is Bernoulli. We conclude our work by giving two explicit examples of weak Pinsker filtrations

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Lanthier, Paul. "Aspects ergodiques et algébriques des automates cellulaires." Thesis, Normandie, 2020. http://www.theses.fr/2020NORMR034.

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Abstract:

La première partie de ce manuscrit entre dans le cadre de la théorie des probabilités, et est consacrée à l’étude de filtrations engendrées par des automates cellulaires. On étudie deux versions d’un automate algébrique agissant sur des configurations dont les états sont à valeurs dans un groupe abélien fini : l’une est déterministe, et consiste à additionner les états de deux cellules consécutives, et la seconde est une perturbation aléatoire de la première. À partir de ces automates, on construit des processus aléatoires markoviens et on étudie les filtrations engendrées par ces processus. On montre en utilisant le critère de I-confort que les deux filtrations sont standards au sens développé par Vershik. Cependant, les automates cellulaires ont comme particularité de commuter avec l’opérateur de décalages des coordonnées, appelé « shift ». Dans cette thèse, on introduit une nouvelle classification des filtrations dite « dynamique » qui tient compte de l’action de cette transformation. Les filtrations sont définies non plus sur des espaces de probabilité mais sur des systèmes dynamiques, ce sont dans ce cas des filtrations « facteurs » : chaque tribu est invariante par la dynamique du système. Le pendant de la standardité du point de vue dynamique est étudié. On crée ainsi un critère nécessaire pour la standardité dynamique appelé « I-confort dynamique ». La question de savoir si le I-confort dynamique est suffisant reste ouverte mais un premier résultat dans cette direction est donné, en montrant qu’une version renforcée du I-confort dynamique entraîne la standardité dynamique. En établissant qu’elle ne satisfait pas le critère de I-confort dynamique, on prouve que la filtration facteur engendrée par l’automate déterministe n’est pas dynamiquement standard, et donc que la classification dynamique des filtrations diffère de la classification développée par Vershik. L’automate probabiliste dépend d’un paramètre d’erreur, et on montre par un argument de percolation que la filtration facteur engendrée par cet automate est dynamiquement standard pour des valeurs assez grandes de ce paramètre. 0n conjecture qu’elle ne sera pas dynamiquement standard pour les valeurs très petites de ce paramètre. La deuxième partie de ce manuscrit, plus algébrique, tire son origine d’une problématique musicale, liée au calcul d’intervalles dans une ligne mélodique périodique. Les travaux présentés ici poursuivent les recherches du compositeur roumain Anatol Vieru et de Moreno Andreatta et Dan Vuza mais d’une manière originale en se plaçant du point des vue des automates cellulaires. On étudie l’action sur des suites périodiques de deux automates cellulaires algébriques, dont l’un est identique à celui de la première partie. Les questions sur la caractérisation des suites réductibles et reproductibles ainsi que les temps associés ont été approfondies et améliorées pour ces deux automates. Le calcul des antécédents et des images via les deux automates a été explicité. La question de l’évolution des périodes a été traitée avec la création d’un outil appelé « caractéristique » qui permet de décrire et de contrôler l’évolution de la période dans les temps négatifs. Des simulations permettent de voir que l’évolution des périodes lorsque l’on tire au hasard des antécédents suit un motif presque régulier, et l’explication de ce phénomène reste une question ouverte. Les résultats mathématiques de cette deuxième partie ont été utilisés dans le module « automaton » d’un logiciel de composition gratuit, nommé « UPISketch. Ce module permet à un compositeur de créer des lignes mélodiques en itérant les images ou en prenant des antécédents successifs d’une ligne mélodique de départ
The first part of this manuscript falls within the framework of probability theory, and is devoted to the study of filtrations generated by some cellular automata. We study two versions of an algebraic automaton acting on configurations whose states take values in a finite Abelian group: one is deterministic, and consists in adding the states of two consecutive cells, and the second is a random perturbation of the first one. From these automata, random Markovian processes are constructed and the filtrations generated by these processes are studied. Using the I-cosiness criterion, we show that the two filtrations are standard in the sense developed by Vershik. However, cellular automata have the particularity of commuting with the coordinate shift operator. In this thesis, we introduce a new classification of the filtrations called "dynamic" which takes into account the action of this transformation. Filtrations are no longer defined on probability spaces but on dynamical systems, and are in this case "factor" filtrations: each sigma-algebra is invariant by the dynamics of the system. The counterpart of standardity from the dynamic point of view is studied. This creates a necessary criterion for dynamic standardity called "dynamic I-cosiness". The question of whether the dynamic I-cosiness is sufficient remains open, but a first result in this direction is given, showing that a strengthened version of the dynamic I-cosiness leads to dynamic standardity. By establishing that it does not satisfy the criterion of dynamic I-cosiness, it is proved that the factor filtration generated by the deterministic automaton is not dynamically standard, and therefore that the dynamic classification of the filtrations differs from the classification developed by Vershik. The probabilistic automaton depends on an error parameter, and it is shown by a percolation argument that the factor filtration generated by this automaton is dynamically standard for large enough values of this parameter. It is conjectured that it will not be dynamically standard for very small values of this parameter. The second part of this manuscript, more algebraic, has its origin in a musical problem, linked to the calculation of intervals in a periodic melodic line. The work presented here continues the research of the Romanian composer Anatol Vieru and of Moreno Andreatta and Dan Vuza, but in an original way from the point of view of cellular automata. We study the action on periodic sequences of two algebraic cellular automata, one of which is identical to that of the first part. The questions on the characterization of reducible and reproducible sequences as well as the associated times have been deepened and improved for these two automata. The calculation of preimages and images via the two automata was explained. The question of the evolution of the periods was treated with the creation of a tool called "characteristic" which allows to describe and control the evolution of the period in negative times. Simulations show that the evolution of the periods when the preimages are drawn at random follows an almost regular pattern, and the explanation of this phenomenon remains an open question. The mathematical results of this second part have been used in the "Automaton" module of a free composing software called "UPISketch ». This module allows a composer to create melodic lines by iterating images or taking successive preimages of a starting melodic line

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Espina, V. "Fractionnement de protéines du lait par filtration dynamique." Phd thesis, Université de Technologie de Compiègne, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00433359.

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Abstract:

Ce mémoire de thèse est consacré au fractionnement des protéines du lait par filtration dynamique. Un procédé en cascade a été proposé pour séparer les protéines du lait en trois fractions principales : les caséines, l'α-Lactalbumine et la β-Lactoglobuline. La première étape du procédé consiste en une microfiltration du lait afin de séparer les caséines des protéines du lactosérum. Une comparaison entre les performances des deux modules de filtration dynamique : le module Multi Shaft Disk (MSD) et le module à disque rotatif, a été effectuée. Nous avons obtenu les meilleurs résultats avec le prototype MSD, fournissant des flux de perméat élevés, ainsi que une très bonne transmission de protéines solubles et une rétention élevée des micelles de caséines. La deuxième étape du procédé est la séparation d'α-Lactalbumine de la β-Lactoglobuline, par ultrafiltration. Le prototype à disque rotatif muni d'un disque à ailettes tournant à 2000 tr.min-1 a été utilisé. Nous avons obtenu des transmissions de protéines et des sélectivités constantes lors de la concentration du lactosérum. Ceci constitue un avantage des systèmes dynamiques, car en filtration tangentielle les transmissions de protéines et les sélectivités diminuent avec la concentration. Les sélectivités obtenues en filtration dynamique, sans modification de pH ni de la force ionique, sont de l'ordre de grandeur de celles obtenues en filtration tangentielle après optimisation du pH et de la force ionique.

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Payet, Sophie. "Filtration stationnaire et dynamique des aérosols liquides submicroniques." Paris 12, 1991. http://www.theses.fr/1991PA120047.

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Abstract:

Il est generalement admis que la permeance p d'un filtre diminue avec l'augmentation de sa perte de charge. Cependant, nos experiences confirment que dans le domaine de la filtration submicronique, lorsqu'on utilise comme aerosols d'essais des particules liquides (dop, des, tbp,. . . Et differentes huiles), on observe l'effet inverse, a savoir une baisse du rendement du media a mesure qu'il se colmate. C'est pourquoi notre travail a pour objectif l'etude theorique et experimentale de la filtration stationnaire et dynamique des aerosols liquides submicroniques. Dans une premiere partie, nous etudions la filtration stationnaire des aerosols, dans le but de valider un modele parmi ceux repertories dans la litterature. Nous examinons dans le detail ses limites et nous l'ameliorons afin de l'utiliser comme modele de base en filtration dynamique. Dans une seconde partie, nous etudions experimentalement et theoriquement la filtration des aerosols liquides. Nous montrons que l'efficacite de collection du filtre teste diminue lors de son colmatage par un aerosol huileux et ce, quelle que soit la taille de la particule, dans la gamme de dimensions choisie (0,02-0,5 m). Nous deduisons de nos experiences une formule simple qui devrait permettre la prevision de l'augmentation de la permeance d'un filtre en fonction de la masse d'aerosols liquides qu'il a captes

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Espina, Perez Valentina Soledad. "Fractionnement de protéines du lait par filtration dynamique." Compiègne, 2009. http://www.theses.fr/2009COMP1820.

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Abstract:

Ce mémoire de thèse est consacré au fractionnement des protéines du lait par filtration dynamique. Un procédé en cascade a été proposé pour séparer les protéines du lait en trois fractions principales : les caséines, l’A-Lactalbumine et la B-Lactoglobuline. La première étape du procédé consiste en une microfiltration du lait afin de séparer les caséines des protéines du lactosérum. Une comparaison entre les performances des deux modules de filtration dynamique : le module Multi Shaft Disk (MSD) et le module à disque rotatif, a été effectuée. Nous avons obtenu les meilleurs résultats avec le prototype MSD, fournissant des flux de perméat élevés, ainsi qu'une très bonne transmission de protéines solubles et une rétention élevée des micelles de caséines. La deuxième étape du procédé est la séparation d’A-Lactalbumine de la B-Lactoglobuline, par ultrafiltration. Le prototype à disque rotatif muni d’un disque à ailettes tournant à 2000 tr. Min-1 a été utilisé. Nous avons obtenu des transmissions de protéines et des sélectivités constantes lors de la concentration du lactosérum. Ceci constitue un avantage des systèmes dynamiques, car en filtration tangentielle les transmissions de protéines et les sélectivités diminuent avec la concentration. Les sélectivités obtenues en filtration dynamique, sans modification de pH ni de la force ionique, sont de l’ordre de grandeur de celles obtenues en filtration tangentielle après optimisation du pH et de la force ionique
This thesis focuses on milk proteins fractionation by dynamic filtration. A two-stage process has been proposed in order to separate milk proteins into three main fractions: casein micelles, A-Lactalbumin and A-Lactoglobulin. The first stage of the process consists in microfiltration of skim milk for separating casein micelles from whey proteins. The performances of two dynamic filtration modules: the Multi Shaft Disk (MSD) module and the rotating disk module have been compared. The results have shown that the MSD module presents high permeate flux, good whey proteins transmission and high casein micelles rejection. The second stage of the process is the separation of A-Lactalbumin from B-Lactoglobulin by ultrafiltration. The rotating disk module equipped with a disk with vanes and rotating at 2000 rpm, was used. The protein transmission and selectivity were constant during whey concentration. This is an advantage of dynamic filtration because in crossflow filtration protein transmission and selectivity decreased during whey concentration. The selectivities obtained with dynamic filtration, without changes in pH and ionic strength of the solution, were in the same range as those obtained with crossflow filtration after pH and ionic strength optimization

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Payet, Sophie. "Filtration stationnaire et dynamique des aérosols liquides submicroniques /." Saclay : Commissariat à l'énergie atomique, 1992. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb35520293q.

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Frappart, Matthieu. "Traitement d'effluents modèles de l'industrie laitière par filtration dynamique." Compiègne, 2006. http://www.theses.fr/2006COMP1651.

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Abstract:

Dans un contexte environnemental, l'industrie laitière se doit de trouver de nouvelles solutions pour traiter ces eaux de procédés qui, bien que non toxiques, ont un fort pouvoir polluant du fait des pertes en matière première (lactose, protéines du lait). Les procédés membranaires sont bien adaptés à ce type d'application. Nous avons effectué des études en nanofiltration et osmose inverse afin de produire une eau réutilisable au sein même de l'usine ou qui puisse être rejetée dans le milieu naturel suivant des normes de rejets strictes. Ces études, réalisées sur des systèmes vibrants et rotatifs évitant le colmatage des membranes et donc maintenant leurs performances en termes de flux et de rétentions, ont permis, en nanofiltration, d'obtenir une eau rejetable, alors que les systèmes classiques de filtration tangentielle ne le permettent pas, et d'atteindre, en osmose inverse, des caractéristiques spécifiques de réutilisation (eau de chaudière par exemple)
Ln an environmental context, the dairy industry must find new solutions to treat this process waters which, although not toxic, have a strong polluting capacity because of the raw material losses (lactose, milk proteins). The membrane processes are weIl adapted to this type of application. Studies were carried out in nanofiltration and reverse osmosis in order to produce a reusable water or water which can be rejected into the natural environment according to rejection standards. These studies, carried out on vibrating and rotating systems avoiding the fouling of membranes and thus maintaining their performances in terms of fluxes and retentions, have permitted, in nanofiltration, to obtain a rejectable water, whereas the classical crossflow systems do not allow it, and to reach, in reverse osmosis, specific characteristics of reuse (boiler feed water for example)

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Luo, Jianquan. "Traitement d'effluents industriels par filtration membranaire dynamique à fort cisaillement." Compiègne, 2012. http://www.theses.fr/2012COMP2026.

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Abstract:

La filtration membranaire est facile à combiner avec d’autres technologies pour traiter les eaux usées industrielles, en produisant de l'eau réutilisable et en récupérant des composants organiques/inorganiques. Le déclin du flux à cause de la polarisation de concentration et du colmatage de la membrane est une limitation importante dans l'application des technologies membranaires pour traiter les eaux usées. Afin de contrôler le déclin du flux, la filtration membranaire à fort cisaillement a été utilisée pour traiter les eaux usées de nettoyage et laitières dans ce travail. Les comportements du flux, les mécanismes de colmatage, le rôle des polluants et les stratégies de contrôle du colmatage dans le traitement des eaux usées par la filtration membranaire avec un cisaillement amélioré ont été étudiés pour fournir de précieuses informations pour les applications industrielles. Le déclin du flux dans le traitement des eaux usées détergentes par nanofiltration (NF) peut être restreint lorsque la couche de polarisation de concentration tensioactive est éliminée par un taux de cisaillement élevé sur la membrane. L’augmentation du pH a eu un effet positif en augmentant la répulsion électrostatique entre les molécules de surfactant et de la membrane. Le colmatage de la membrane peut être éliminé par un rinçage à l'eau, et la perméabilité membranaire récupérée complètement sans nettoyage chimique. Le colmatage des membranes dans le traitement des eaux usées laitières est plus compliqué. Avec un taux de cisaillement et une pression élevés, un léger déclin du flux dû à l'adsorption des polluants (le lactose, les ions multivalents de sel et leurs agrégats) est observé. Pendant cette phase, le colmatage par adsorption en surface, le rétrécissement et le colmatage des pores, régis par l’interaction de polluants-membrane, sont les mécanismes principaux de réduction du flux. En l'absence de nettoyage chimique, ce colmatage par adsorption peut induire la formation d’un gâteau par des agrégats de protéines et du calcium, ce qui entraîne un fort déclin du flux. Un prétraitement par ultrafiltration (UF) peut réduire le colmatage des membranes de NF à un taux de cisaillement faible à cause de l'élimination des caséines et des protéines de lactosérum, alors qu'il a un effet négatif sur la NF lorsque que le taux de cisaillement est élevé. Nous avons proposé les conditions opératoires suivantes : conditions hydrodynamiques extrêmes et celles d’un flux de seuil (threshold flux). La condition extrême signifie l’application d’un taux de cisaillement élevé et d’une pression de 40 bar, tandis que le fonctionnement au flux de seuil consiste à limiter le flux pour réduire le colmatage (le point au-dessus duquel le flux cesse d'augmenter linéairement avec la pression transmembranaire). Le premier mode donne un flux très élevé et une bonne qualité du perméat, mais le deuxième est intéressant pour des tests de longue durée grâce à un faible déclin du flux. Il peut être conclu qu’en utilisant la filtration dynamique, le déclin du flux peut être parfaitement contrôlé par l’application d’un fort taux de cisaillement sur la membrane. L’opération en conditions extrême avec un nettoyage chimique approprié et l’opération du flux de seuil avec un colmatage faible, sont deux choix possibles pour la filtration dynamique à fort cisaillement. La comparaison et l'applicabilité de ces deux opérations doivent encore être étudiées
Membrane filtration is easy to combine with other technologies to treat industrial wastewater, for the production of reusable water and the reutilization of organic/inorganic components. But flux decline due to concentration polarization and membrane fouling is an important limitation in applying membrane technologies to recycle wastewater. In order to reduce flux decline, shear-enhanced membrane filtration was used to treat detergent and dairy wastewaters in this work. Flux behaviors, fouling mechanisms, foulant roles and control strategies in recycling wastewater by shear-enhanced membrane filtration were investigated to provide useful information for industrial applications. The flux decline in the treatment of detergent wastewater by nanofiltration (NF) could be controlled as the surfactant concentration polarization layer was reduced by high shear rate on the membrane. Increasing feed pH had a positive effect by enhancing electrostatic repulsion between surfactant molecules and membrane. The membrane fouling layer could be broken up by water rinse, and thus membrane permeability could be fully recovered without any chemical cleaning. Membrane fouling in the treatment of dairy wastewater was more complicated. When operating at high shear rate and pressure, after a stable flux period, a slow flux decline caused by surface adsorption of foulants (lactose, multivalent salt ions and their aggregates) occurred. In this adsorption fouling stage, pore narrowing and blocking governed by foulant–membrane interaction were the main fouling mechanisms. In absence of chemical cleaning, this adsorption fouling could induce cake fouling formation by proteins-calcium aggregates, resulting in severe flux decline. Ultrafiltration (UF) pretreatment could reduce NF membrane fouling at low shear rate due to the elimination of caseins and whey proteins, while it had a negative effect on NF of UF permeate at high shear rates. Two new membrane operations, i. E. At extreme hydrodynamic conditions and threshold flux conditions, were proposed. Extreme hydrodynamic conditions consists in high shear rate and high applied pressure (up to 40 bar), while threshold flux operation implies limiting the flux to reduce fouling (the point above which flux ceases to increase linearly with transmembrane pressure). The former had high process efficiency and good permeate quality, but the latter is advantageous in long-term runs due to low flux decline. It can be concluded that, using shear-enhanced membrane filtration, flux decline can be well controlled by its high shear rate on the membrane. Extreme hydrodynamic operation with suitable chemical cleaning and threshold flux operation with low fouling rate, are two possible choices for dynamic shear-enhanced membrane process. The comparison and applicability of these two operations need to be further studied

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Tu, Z. "Filtration dynamique de suspensions de CaCO3 et de solutions de surfactants." Phd thesis, Université de Technologie de Compiègne, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00413890.

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Abstract:

Ce mémoire décrit des essais de la micro et l'ultrafiltration dynamique effectués avec trois pilotes de laboratoire, un pilote MSD à disque membranaire rotatif sur deux arbres, un pilote à disque rotatif avec une membrane organique fixe, et un pilote à cylindre tournant avec une membrane concentrique. Le module MSD a été testé en microfiltration de suspensions de CaCO3 où nous avons comparé des membranes céramiques et organiques. Les essais ont confirmé l'importance du recouvrement des disques. Ensuite, nous avons appliqué le système de MSD aux traitements des effluents modèles de surfactants anioniques (solutions de SDBS et SDS), avec une comparaison au système à disque rotatif, qui permettait une pression plus élevée de fonctionnement. En terme de flux de perméat et de taux de rétention, ces deux systèmes possèdent des avantages par rapport aux systèmes de filtration tangentielle classique. Puis, les modules à disque rotatif et à cylindre tournant ont été employés à l'ultrafiltration des solutions d'albumine bovine (BSA) pour simuler l'hémofiltration (traitement de l'insuffisance rénale aiguë).

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Tu, Zhenghuan. "Filtration dynamique de suspensions de CaCO3 et de solutions de surfactants." Compiègne, 2009. http://www.theses.fr/2009COMP1810.

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Abstract:

Ce mémoire décrit des essais de la micro et l'ultrafiltration dynamique effectués avec trois pilotes de laboratoire, un pilote MSD à disque membranaire rotatif sur deux arbres, un pilote à disque rotatif avec une membrane organique fixe, et un pilote à cylindre tournant avec une membrane concentrique. Le module MSD a été testé en microfiltration de suspensions de CaCO3 où nous avons comparé des membranes céramiques et organiques. Les essais ont confirmé l'importance du recouvrement des disques. Ensuite, nous avons appliqué le système de MSD aux traitements des effluents modèles de surfactants anioniques (solutions de SDBS et SDS), avec une comparaison au système à disque rotatif, qui permettait une pression plus élevée de fonctionnement. En terme de flux de perméat et de taux de rétention, ces deux systèmes possèdent des avantages par rapport aux systèmes de filtration tangentielle classique. Puis, les modules à disque rotatif et à cylindre tournant ont été employés à l'ultrafiltration des solutions d'albumine bovine (BSA) pour simuler l'hémofiltration (traitement de l'insuffisance rénale aiguë)
This thesis focuses on dynamic micro and ultrafiltration conducted on three laboratory pilots, one with rotating membrane disks mounted on two shafts (MSD), one with a disk rotating close to a static organic membrane, and one with a cylinder rotating inside a concentric membrane. The MSD module was first used for ultrafiltration of CaCO3 suspensions, and in these tests ceramic and organic membranes were compared. The results confirmed the importance of disk overlapping in this module. Then, the MSD system was applied to the treatment of model wastewater containing anionic surfactants (SDBS and SDS solutions), and compared with the rotating disk system, which permitted a higher operating pressure. These two dynamic filtration systems present advantages compared to crossflow filtration systems, in terms of the permeate flux and membrane retention. In addition, the rotating disk and the rotating cylinder modules were used for ultrafiltration of bovine serum albumin (BSA) solutions to simulate hemofiltration in the treatment of acute renal failure

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Nguyen, Thi Dong Phuong. "Récolte de biomasse microalgale par floculation naturelle et procédés membranaires." Nantes, 2013. http://archive.bu.univ-nantes.fr/pollux/show.action?id=f70f1c4d-d0a2-42d0-81c5-ac83082fa346.

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Abstract:

La récolte de microalgues contribue pour une part non négligeable au coût total du procédé d’exploitation. Identifier et caractériser des procédés peu énergivores pour remplacer totalement ou partiellement le procédé de référence qu’est la centrifugation représente un enjeu majeur. Ce travail s’intéresse à la floculation naturelle et aux procédés membranaires. Il a montré que la floculation naturelle permettait, par précipitation de composés de phosphates de calcium ou de magnésium lors de la remontée naturelle du pH, de préconcentrer les cellules jusqu’à 30 gMS. L-1. Ce processus, relativement long, doit être maîtrisé en adaptant la composition ionique des milieux de culture (nitrate comme source d’azote, concentrations en ions Ca2+, PO4 3-, Mg2+). Cette solution ne semble envisageable que pour les souches microalgales marines dont les milieux sont riches en ces composés. Vu les concentrations modérées atteintes, cette floculation peut être considérée comme une technique de préconcentration qui nécessitera une étape supplémentaire de concentration. Le travail a également investigué les procédés membranaires monoétagés sans gestion des flux de perméation (rétrolavage, augmentation des taux de cisaillement…), qui ont permis de (pré)concentrer les cellules microalgales jusqu’à 100 gMS. L-1 avec des flux de perméation faibles (<30 L. H-1. M-2). L’emploi de la filtration dynamique, qui limite le colmatage, a autorisé l’obtention de flux de filtration plus élevés (40
Harvesting step in a global operating microalgae process whose contribute substantially to whole process cost. Identifying and characterizing low-energy processes to fully or partially replace centrifugation, the reference method, represents a major challenge. In this context, the present work investigates the potential of natural flocculation and membrane processes. So, it has been shown that the natural rise in the culture pH associated with photosynthesis allowed cells flocculation by the precipitation of calcium phosphate or magnesium compounds. Thus, the cells could be preconcentrated up to 30 gMS. L-1. This process is rather long and must be controlled by adjusting the ionic composition of the culture media (nitrate as the nitrogen source; concentrations in Ca2+, PO4 3-, Mg2+). Natural flocculation seems feasible only for marine microalgal strains for which culture media are rich in salts, but not for freshwater strains. As natural flocculation produces a low concentrated harvest, it should be considered as a preconcentration technique which will probably require an extra step of concentration for most of applications. One stage membrane processes without fouling control (backwashing, enhancing shear-rate. . . ) was also investigated. Microalgal cells were concentrated up to 100 gMS. L-1 but with low permeation flux (< 30 L. H-1. M-2). Enhanced dynamic filtration that limits strongly membrane fouling allowed to obtain higher filtration fluxes (40 < J < 80 L. H-1. M-2). The moderate flux fall with cells concentration is promising regarding the ability of this kind of filtration to reach high cell concentrations in a single step

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Akoum, Omar. "Etude de la filtration dynamique par système vibrant VSEP : Application à l'industrie laitière." Compiègne, 2003. http://www.theses.fr/2003COMP1448.

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Abstract:

Ce mémoire est consacré à l'application de la filtration dynamique, en particulier du système vibrant VSEP (New Logic, USA), à des procédés de l'industrie agroalimentaire et notamment laitière. La première partie traite l'étude de l'hydrodynamique interne au module VSEP et nous avons pu calculer la contrainte de cisaillement à la membrane en régime laminaire en fonction de son déplacement. Ce déplacement a ensuite été mesuré en fonction de la fréquence à l'aide d'un accéléromètre placé sur le carter. Des essais effectués sur des fluides modèles, micro filtration de suspensions de levures et ultrafiltration de solutions d'albumine bovine, ont permis de corréler le flux de perméat avec le taux de cisaillement maximal à la membrane et montrés que le VSEP permettait d'atteindre des concentrations de levures très élevées (330 g. L-1). En ce qui concerne l'application au lait, le VSEP s'est révélé particulièrement intéressant pour la concentration de protéines totales avec une membrane de 10 kDa et permettait d'atteindre un Facteur de Réduction Volumique (FRV) de 13. De plus, il permet d'atteindre un flux limite de 100 L. H-l. M-2 contre 30 en filtration tangentielle classique. Des essais de nanofiltration (NF) et d'osmose inverse (01) ont également été effectués sur du lait écrémé UHT dilué 3 fois afro de simuler le traitement des eaux de procédés de l'industrie laitière. En NF, le VSEP permet d'atteindre des flux de perméat 3 fois plus élevés qu'un module spirale et une DCO résiduelle 5 fois plus faible. En OI, le VSEP permet également de concentrer l'effluent modèle jusqu'à un FRV de 6,5 contre 4 en NF sans dépasser la norme de rejet qui est de 125 mg02. L-1. Nous avons aussi comparé les flux obtenus sur VSEP avec ceux d'un système de filtration dynamique à disque rotatif. Ce dernier génère des flux de perméat plus élevés aux grandes vitesses de rotation grâce à des cisaillements supérieurs mais le VSEP reste plus avantageux au niveau industriel.

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Ognier, Stéphanie. "Contribution pour le contrôle dynamique du colmatage en bioréacteur à membranes." Montpellier 2, 2002. http://www.theses.fr/2002MON20143.

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Elamir, Abdullatif. "Séparation et filtration des sols cohérents par géotextiles." Grenoble 1, 1991. http://www.theses.fr/1991GRE10027.

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Abstract:

Deux des fonctions des geotextiles: separation et filtration, sont etudiees lorsque le geotextile est au contact d'un sol coherent. Separation: une etude experimentale reproduisant au laboratoire des sollicitations cycliques au niveau de l'interface sol coherent-geotextile a ete realisee avec plusieurs structures fibreuses: tisses de bandelettes et de mono filament, non-tisses aiguilletes et thermolies. Une analyse de l'evolution au cours des cycles (jusqu'a 40000 cycles) du sol fin coherent, du colmatage du geotextile et de la contamination du sol grossier est presentee. Filtration: trois conditions de filtration sont abordees: 1) sol coherent homogene soumis a un ecoulement permanent: cette etude comprend: une approche experimentale du sol passant au travers de textiles tisses en fonction du temps (jusqu'a 600 jours); une approche theorique de la retention a court terme du sol coherent, realisee a deux dimensions a l'aide des formules de capacite portante de sol de fondation et a l'aide d'un logiciel de calcul par elements finis; 2) sol coherent fissure: l'ecoulement d'eau dans un sol coherent fissure est susceptible d'entrainer la mise en suspension des particules fines du sol. Ces conditions de filtration sont etudiees a l'echelle locale dans un permeametre et a l'echelle globale dans des cuves ou l'ecoulement vers un tuyau de drainage enrobe de geotextile est suivi pendant plusieurs mois; 3) sol coherent soumis a un ecoulement alterne: il s'agit d'une etude experimentale reproduisant les sollicitations hydrauliques appliquees lorsque le geotextile est utilise en protection de berges. Pour la fonction separation et pour chaque condition de la fonction filtration, le comportement du systeme sol-geotextile a ete analyse et l'influence des caracteristiques structurales du textile a ete mise en evidence

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Bouzerar, Roger. "Filtration dynamique dans un module plan à disque rotatif : Application à des suspensions minérales." Compiègne, 1999. http://www.theses.fr/1999COMP1202.

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Abstract:

La filtration dynamique pour laquelle les contraintes de cisaillement sont créées par le déplacement relatif d'une paroi et d'une membrane présente l'avantage de découpler la contrainte de cisaillement du débit d'alimentation, ce qui rend possible l'obtention de cisaillements élevés avec des pressions transmembranaires relativement faibles. Dans ce mémoire, nous présentons la conception et la mise au point d'un système à disque rotatif et membrane fixe que nous avons développé dans notre laboratoire sur un fluide modèle constitué par une suspension de carbonate de calcium et nous appliquons ensuite le procédé aux suspensions d'hydroxydes ferriques représentatives de certains effluents nucléaires. Une première étape consiste à déterminer les paramètres qui gouvernent ce type de filtration. Dans ce but, nous proposons une expression de la pression transmembranaire et des contraintes de cisaillement estimées à partir de considérations théoriques. Ces expressions contiennent une inconnue appelée coefficient de vitesse que nous déterminons à partir de mesures de pressions. Ces mesures nous permettent de montrer qu'une modification du de1gn du disque peut améliorer les performances du module de manière spectaculaire. Des essais sur suspensions modèles de carbonate de calcium nous ont permis de montrer l'influence des divers paramètres intervenant au cours de la filtration et de préciser la distribution du flux de perméat le long de la membrane. On montre ainsi que la partie périphérique de la membrane est la zone qui contribue le plus au débit de perméat alors que la zone centrale limite la filtration de manière importante, Les performances du module ont été testées avec succès sur des suspensions d'hydroxyde de fer avec pour objectif la réduction du volume de ces effluents.

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Genty, Joël. "Modélisation et simulation dynamique du couplage bioréaction-filtration : application aux fermentations alcoolique et lactique." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1992. http://www.theses.fr/1992ECAP0262.

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Abstract:

Le couplage d'un bioréacteur et d'un système de filtration tangentielle est étudié. Une modélisation approfondie du procédé a été effectuée en tenant compte des paramètres biologiques et des variables de procédé. Il a ainsi été établi un système différentiel de 28 équations à 44 variables pour un ensemble représentatif des différents types d'installations couplant bioréacteur et système membranaire. Un logiciel a été programmé en langage C et en Visual Basic sous l'environnement Windows d'un PC 386, et permet de calculer ou de visualiser l'évolution dynamique de tous les débits et concentrations intervenant dans le procédé. Grace à cet outil, nous avons comparé des données bibliographiques expérimentales et des simulations dynamiques. Des essais de fermentation continue de bière ont aussi été effectués en bioréacteur à membrane et ont été confrontés aux résultats de simulation. Cette validation de la modélisation a ainsi été conduite sur 8 cas expérimentaux (3 en fermentation alcoolique et 5 en fermentation lactique). Il en ressort que l'écart par rapport aux calculs est du même ordre de grandeur que l'erreur expérimentale. Le simulateur dynamique possède un bon pouvoir prédictif et demeure cohérent avec les résultats expérimentaux.

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Brou, Ambroise Ehouman. "Extraction et concentration d'exopolysaccharides produits par fermentation par un système de filtration dynamique à disque rotatif." Compiègne, 2002. http://www.theses.fr/2002COMP1392.

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Abstract:

L'étude qui a fait de ce mémoire, est consacrée à la récupération par filtration dynamique d'exopolysaccharides d'origine bactérienne. Elle a porté d’abord sur la caractérisation hydrodynamique du système, afin d’améliorer l’entrainement du fluide à l’intérieur du module. Nous avons montré que le coefficient d’entrainement est accru en utilisant des disques à ailettes. Des suspensions de levures utilisées comme fluides modèles nous ont permis alors d’étudier les paramètres importants permettant d’augmenter les flux de perméat. L’influence de ces divers paramètres lors de la récupération des polymères dans des moûts de fermentation a été étudiée. Les flux et les taux de transmission des polymères obtenus en microfiltration sont plus élevés que ceux obtenus avec un système classique. La concentration des polymères par ultrafiltration à très faibles PTM a été possible, avec des flux raisonnables et une rétention presque totale. L’étude énergétique en MF nous a perms de montrer que la consommation énergétique par m3 de perméat est plus faible pour un disque à ailettes que pour un disque lisse.

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Massoud, Chadi. "Evaluation de la filtration glomérulaire par IRM." Thesis, Montpellier 2, 2010. http://www.theses.fr/2010MON20037.

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Abstract:

Cette étude cherche à évaluer le Débit de la Filtration Glomérulaire (DFG) dans le rein humain par IRM. L'estimation de ce paramètre quantitatif nécessite le suivi de la cinétique intrarénale de Gd après son injection en bolus. Pour atteindre cet objectif, nous avons développé sous IDEA Siemens une séquence SR-FLASH strictement pondérée en T1 capable de suivre en dynamique l'évolution du signal RMN après l'injection d'un bolus de produit de contraste. Cette séquence possède un codage de phase centré permettant de déterminer le contraste au début de la période d'acquisition de l'image. Nous avons également mis en oeuvre une séquence d'inversion IR-FLASH (avec codage de phase centré) permettant la mesure de la relaxation longitudinale en l'absence de produit de contraste, ce paramètre étant indispensable à la conversion de l'intensité du signal en concentration. Sachant que la relation entre l'intensité du signal RMN et la concentration de Gd n'est pas linéaire, nous avons proposé deux méthodes originales et malgré tout rapides et robustes pour convertir le signal RMN en concentration locale de Gd. Ceci nous a permis d'évaluer l'évolution de la concentration dans les deux reins et dans l'aorte au cours des premiers passages du produit. L'ajustement des ces mesures de concentration sur les équations décrivant une modélisation bicompartimentale de la fonction rénale a permis de calculer le DFG de chaque rein dans une population de cinq sujets possédant un fonctionnement rénal normal
This study seeks to assess the Glomerular Filtration Rate (GFR) in the human kidney by MRI. To quantitatively estimate this parameter requires monitoring of the intrarenal kinetics of Gd after its bolus injection. To achieve this goal, we have developed under IDEA Siemens a SR-FLASH T1-weighted MRI sequence which can follow dynamic NMR signal changes after a bolus injection of Gd. This sequence has a centric phase-encoding scheme, and thus the image contrast was determined at the beginning of the acquisition period. Subsequently, we have implemented an IR-FLASH (with centric phase-encoding scheme) sequence to measure the longitudinal relaxation time in the absence of any injection of Gd ; this parameter is required to convert NMR signal intensities into Gd concentrations. knowing that the relation between the NMR signal intensities and the Gd concentrations is not linear, we have proposed two novel methods and yet fast and robust for conversion of the NMR signal intensities into local Gd concentration. This allowed us to estimate the temporal evolution of Gd concentrations in both kidneys and aorta. The fit of these concentrations measurements by a two-compartments model describing the function of the kidney allowed us to calculate the GFR of each kidney in a population of five subjects with normal renal function

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Bullon, Torrealba Johnny. "Membranes dynamiques obtenues par dépôt de protéines sur une céramique poreuse : génie des procédés d'élaboration et de séparation." Montpellier 2, 1998. http://www.theses.fr/1998MON20121.

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Ziani, Yasmina. "Étude de la formation et du réentraînement d'un dépôt lors de la filtration dynamique d'une suspension minérale." Compiègne, 1996. http://www.theses.fr/1996COMPD892.

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Abstract:

Le travail ainsi présenté concerne l'étude de la formation et du réentraînement d'un dépôt lors de la filtration dynamique d'une suspension minérale de carbonate de calcium. Dans un premier temps, nous nous sommes intéressés à la formation du dépôt sur la paroi de la membrane. Les résultats expérimentaux obtenus nous ont permis de montrer que les effets hydrodynamiques sont importants alors que l'effet diffusionnel est négligeable. Le bilan des forces radiales s'exerçant sur une particule fait donc intervenir : la force hydrodynamique, la force centrifuge et la force de contrainte de cisaillement. La seconde partie de ce mémoire est consacrée au réentraînement du dépôt formé sur la membrane et ce en étudiant son comportement lors d'une variation cyclique de la pression transmembranaire. Cette étude nous a permis de confirmer l'existence de forces interparticulaires responsables de la cohésion du dépôt et d'expliquer le phénomène observé de réentraînement par l'existence d'une stratification du dépôt liée à la polydispersité de la suspension utilisée. Cette étude nous a également permis de mettre en évidence une vitesse minimale d'érosion qui dépend des caractéristiques du dépôt.

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Liu, Ming Gang. "Étude de la texture des membranes et de leur interaction avec des suspensions au cours d'une filtration dynamique." Compiègne, 1992. http://www.theses.fr/1992COMPD496.

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Abstract:

Ce travail concerne la caractérisation des membranes et les performances de la filtration dynamique dans un système de couette. Le permporomètre biliquide réalisé permet de caractériser des membranes de microfiltration et ultrafiltration par la distribution des dimensions de pores en nombre ou en perméabilité. Une méthode numérique a été développée pour mieux traiter les données fournies par le permporomètre gaz-liquide. Sur la membrane ainsi caractérisée, la rotation de la membrane diminue fortement le colmatage et permet d'atteindre dans certaines conditions la filtration idéale sans diminution de débit. Le flux limité observé peut être considéré comme la résultante de trois flux qui découlent de l'effet diffusionnel. La force centrifuge et le gradient radial de la contrainte de cisaillement. Lors de la filtration d'une suspension, les actions mécaniques et diffusionnelles sont également importantes. Mais, la polarisation de concentration domine la filtration d'une solution de pectine. La relation entre le flux de filtrat et les caractéristiques de la membrane, la nature de la suspension et les conditions opératoires s'exprime par deux modèles théoriques. Le transfert des particules dépend surtout de la vitesse de rotation.

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LIU, MING GANG. "Etude de la texture des membranes et de leur interaction avec des suspensions au cours d'une filtration dynamique." Compiègne, 1992. http://www.theses.fr/1992COMP0496.

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Abstract:

Ce travail concerne la caractérisation des membranes et les performances de la filtration dynamique dans un système de couette. Le permporomètre biliquide réalisé permet de caractériser des membranes de microfiltration et ultrafiltration par la distribution des dimensions de pores en nombre ou en perméabilité. Une méthode numérique a été développée pour mieux traiter les données fournies par le permporomètre gaz-liquide. Sur la membrane ainsi caractérisée, la rotation de la membrane diminue fortement le colmatage et permet d'atteindre dans certaines conditions la filtration idéale sans diminution de débit. Le flux limité observé peut être considéré comme la résultante de trois flux qui découlent de l'effet diffusionnel. La force centrifuge et le gradient radial de la contrainte de cisaillement. Lors de la filtration d'une suspension, les actions mécaniques et diffusionnelles sont également importantes. Mais, la polarisation de concentration domine la filtration d'une solution de pectine. La relation entre le flux de filtrat et les caractéristiques de la membrane, la nature de la suspension et les conditions opératoires s'exprime par deux modèles théoriques. Le transfert des particules dépend surtout de la vitesse de rotation.

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Marty, Aurélie. "Formation de panaches bactériens lors de la filtration à travers des microsystèmes." Toulouse 3, 2012. http://thesesups.ups-tlse.fr/1570/.

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Abstract:

Le fonctionnement de procédés de filtration utilisés lors de la production d'eau potable, peut être altéré par une présence non contrôlée de bactéries. L'adhésion bactérienne et la formation de biofilm sont des phénomènes complexes qui sont influencés par des paramètres hydrodynamiques, physicochimiques ou microbiologiques. L'objectif de cette thèse est de progresser dans la compréhension du transfert bactérien lors de l'écoulement dans un milieu poreux. Des microsystèmes en PolyDiMethylSiloxane à géométries contrôlées mimant des systèmes de filtration ont été développés pour suivre par microscopie optique la dynamique d'adhésion bactérienne. Les résultats expérimentaux, en conditions non nutritives, montrent qu'Escherichia coli ainsi que d'autres bactéries de type Gram -ou de type Gram +, forment des panaches en aval des microcanaux ; ce phénomène est exacerbé par la tortuosité du milieu poreux. En parallèle, une étude numérique des écoulements a mis en évidence un lien entre la présence d'écoulements secondaires perpendiculaires à l'entrée et à la sortie des microcanaux et la formation de panaches. A partir des résultats numériques et expérimentaux, un scénario pour la formation de panaches a été élaboré : i) Transport des bactéries vers les parois facilité par les écoulements secondaires ; ii) Formation de filaments entraînés vers le centre de l'écoulement par les écoulements secondaires en sortie de canal ; iii) Capture des bactéries par les filaments (effet filet de pêche) et formation de panaches. La connaissance de ces phénomènes pourra permettre de mieux contrôler le risque de développement bactérien dans les procédés de filtration ou dans des réseaux d'eaux
The operation of filtration units, such as those used in the production of drinking water, can be altered by the uncontrolled presence of bacteria. Bacterial adhesion and biofilm formation are complex processes influenced by factors (hydrodynamic, physico-chemical, microbiological, etc. ). The aim of this thesis was to make progress in the understanding of bacterial transfer during flow through a porous medium. Microfluidic devices made of polydimethylsiloxane with controlled geometries mimicking filtration systems were developed to follow, by optical microscopy, the adhesion dynamics. Experimental results, in non-nutritive conditions, show that Escherichia coli and other Gram- bacteria (Pseudomonas aeruginosa) or Gram+ bacteria (Enterococcus hirae, Staphylococcus aureus), accumulate as streamers in the downstream a zone of the microchannels and that streamers are promoted by medium's porous tortuosity. In parallel, a numerical flow study highlighted a link between streamer formation and the presence of secondary flow at the inlet and the outlet of the microchannels. From the numerical flow simulations and experimental results, a scenario for streamer formation is proposed: i) bacterial transport toward the wall, enhanced by the secondary flow at the microchannel entrance; ii) formation of filaments, driven towards the bulk by secondary flow at the microchannel outlet; iii) capture of bacteria by the filaments ("fishing net" effect) and streamers formation. A fuller understanding of these phenomena should allow better control of bacterial development in filtration processes (e. G. Sand filtration or membrane filtration) or other systems such as water distribution networks

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Kchia, Younes. "Semimartingales et Problématiques Récentes en Finance Quantitative." Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2011. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00635436.

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Abstract:

Dans cette thèse, nous étudions différentes problématiques d'actualité en finance quantitative. Le premier chapitre est dédié à la stabilité de la propriété de semimartingale après grossissement de la filtration de base. Nous étudions d'abord le grossissement progressif d'une filtration avec des temps aléatoires et montrons comment la décomposition de la semimartingale dans la filtration grossie est obtenue en utilisant un lien naturel entre la filtration grossie initiallement et celle grossie progressivement. Intuitivement, ce lien se résume au fait que ces deux filtrations coincident après le temps aléatoire. Nous précisons cette idée et l'utilisons pour établir des résultats connus pour certains et nouveaux pour d'autres dans le cas d'un grossissement de filtrations avec un seul temps aléatoire. Les méthodes sont alors étendues au cas de plusieurs temps aléatoires, sans aucune restriction sur l'ordre de ces temps. Nous étudions ensuite ces filtrations grossies du point de vue des rétrécissements des filtrations. Nous nous intéressons enfin au grossissement progressif de filtrations avec des processus. En utilisant des résultats de la convergence faible de tribus, nous établissons d'abord un théorème de convergence de semimartingales, que l'on appliquera dans un contexte de grossissement de filtrations avec un processus pour obtenir des conditions suffisantes pour qu'une semimartingale de la filtration de base reste une semimartingale dans la filtration grossie. Nous obtenons des premiers résultats basés sur un critère de type Jacod pour les incréments du processus utilisé pour grossir la filtration. Nous nous proposons d'appliquer ces résultats au cas d'un grossissement d'une filtration Brownienne avec une diffusion retournée en temps et nous retrouvons et généralisons quelques examples disponibles dans la littérature. Enfin, nous concentrons nos efforts sur le grossissement de filtrations avec un processus continu et obtenons deux nouveaux résultats. Le premier est fondé sur un critère de Jacod pour les temps d'atteinte successifs de certains niveaux et le second est fondé sur l'hypothèse que ces temps sont honnêtes. Nous donnons des examples et montrons comment cela peut constituer un premier pas vers des modèles dynamiques de traders initiés donnant naissance à des opportunités d'arbitrage nocives. Dans la filtration grossie, le terme à variation finie du processus de prix peut devenir singulier et des opportunités d'arbitrage (au sens de FLVR) apparaissent clairement dans ces modèles. Dans le deuxième chapitre, nous réconcilions les modèles structuraux et les modèles à forme réduite en risque de crédit, du point de vue de la contagion de crédit induite par le niveau d'information disponible à l'investisseur. Autrement dit, étant données de multiples firmes, nous nous intéressons au comportement de l'intensité de défaut (par rapport à une filtration de base) d'une firme donnée aux temps de défaut des autres firmes. Nous étudions d'abord cet effet sous des spécifications différentes de modèles structuraux et sous différents niveaux d'information, et tirons, par l'exemple, des conclusions positives sur la présence d'une contagion de crédit. Néanmoins, comme plusieurs exemples pratiques ont un coup calculatoire élevé, nous travaillons ensuite avec l'hypothèse simplificatrice que les temps de défaut admettent une densité conditionnelle par rapport à la filtration de base. Nous étendons alors des résultats classiques de la théorie de grossissement de filtrations avec des temps aléatoires aux temps aléatoires non-ordonnés admettant une densité conditionnelle et pouvons ainsi étendre l'approche classique de la modélisation à forme réduite du risque de crédit à ce cas général. Les intensités de défaut sont calculées et les formules de pricing établies, dévoilant comment la contagion de crédit apparaît naturellement dans ces modèles. Nous analysons ensuite l'impact d'ordonner les temps de défaut avant de grossir la filtration de base. Si cela n'a aucune importance pour le calcul des prix, l'effet est significatif dans le contexte du management de risque et devient encore plus prononcé pour les défauts très corrélés et asymétriquement distribués. Nous proposons aussi un schéma général pour la construction et la simulation des temps de défaut, étant donné qu'un modèle pour les densités conditionnelles a été choisi. Finalement, nous étudions des modèles de densités conditionnelles particuliers et la contagion de crédit induite par le niveau d'information disponible au sein de ces modèles. Dans le troisième chapitre, nous proposons une méthodologie pour la détection en temps réel des bulles financières. Après la crise de crédit de 2007, les bulles financières ont à nouveau émergé comme un sujet d'intéret pour différents acteurs du marché et plus particulièrement pour les régulateurs. Un problème ouvert est celui de déterminer si un actif est en période de bulle. Grâce à des progrès récents dans la caractérisation des bulles d'actifs en utilisant la théorie de pricing sous probabilité risque-neutre qui caractérise les processus de prix d'actifs en bulles comme étant des martingales locales strictes, nous apportons une première réponse fondée sur la volatilité du processus de prix de l'actif. Nous nous limitons au cas particulier où l'actif risqué est modélisé par une équation différentielle stochastique gouvernée par un mouvement Brownien. Ces modèles sont omniprésents dans la littérature académique et en pratique. Nos méthodes utilisent des techniques d'estimation non paramétrique de la fonction de volatilité, combinées aux méthodes d'extrapolation issues de la théorie des reproducing kernel Hilbert spaces. Nous illustrons ces techniques en utilisant différents actifs de la bulle internet (dot-com bubble)de la période 1998 - 2001, où les bulles sont largement acceptées comme ayant eu lieu. Nos résultats confirment cette assertion. Durant le mois de Mai 2011, la presse financière a spéculé sur l'existence d'une bulle d'actif après l'OPA sur LinkedIn. Nous analysons les prix de cet actif en nous basant sur les données tick des prix et confirmons que LinkedIn a connu une bulle pendant cette période. Le dernier chapitre traite des variances swaps échantillonnés en temps discret. Ces produits financiers sont des produits dérivés de volatilité qui tradent activement dans les marchés OTC. Pour déterminer les prix de ces swaps, une approximation en temps continu est souvent utilisée pour simplifier les calculs. L'intérêt de ce chapitre est d'étudier les conditions garantissant que cette approximation soit valable. Les premiers théorèmes caractérisent les conditions sous lesquelles les valeurs des variances swaps échantillonnés en temps discret sont finies, étant donné que les valeurs de l'approximation en temps continu sont finies. De manière étonnante, les valeurs des variances swaps échantillonnés en temps discret peuvent etre infinies pour des modèles de prix raisonnables, ce qui rend la pratique de marché d'utiliser l'approximation en temps continu invalide. Des examples sont fournis. En supposant ensuite que le payoff en temps discret et son approximation en temps continu ont des prix finis, nous proposons des conditions suffisantes pour qu'il y ait convergence de la version discrète vers la version continue. Comme le modèle à volatilité stochastique 3/2 est de plus en plus populaire, nous lui appliquons nos résultats. Bien que nous pouvons démontrer que les deux valeurs des variances swaps sont finies, nous ne pouvons démontrer la convergence de l'approximation que pour certaines valeurs des paramètres du modèle.

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Mellal, Mounir. "Application de la filtration dynamique à la microfiltration des suspensions et à la séparation des oligosaccharides par ultra et nanofiltration." Compiègne, 2006. http://www.theses.fr/2006COMP1656.

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Abstract:

Les oligosaccharides à faibles degrés de polymérisation ont des propriétés biologiques très importantes surtout ceux dont les degrés de polymérisation (DP) sont compris entre 3 et 7. Ces oligosaccharides sont facilement purifiés et fractionnés à l'échelle laboratoire, par contre les quantités obtenues par des méthodes classiques telles que la chromatographie ne sont pas compatibles avec les quantités requises pour une exploitation industrielle. Il est nécessaire de trouver de nouvelles solutions pour produire des masses importantes. Les procédés membranaires sont bien adaptés à ce type de séparations. Nous avons effectué des études de fractionnement sur les oligogalacturonanes et les oligoglucuronanes afin de produire des oligomères de faibles degrés de polymérisation. Ces études, réalisées sur un système à disque rotatif qui évite le colmatage des membranes et maintient leurs performances en terme de flux et de rétention. Nous avons pu mettre au point un procédé de séparation de familles d'oligosaccharides en utilisant l'ultrafiltration et la nanofiltration pour obtenir des oligomères 5
Some microbial oligosaccharides of small degrees of polymerisation (DP) between 3 and 7 have interesting biological properties. These oligosaccharides are purified and fractionated easily at pilot scale, but the obtained amounts with the classical methods such as chromatography are not suitable for industrial applications. So it is necessary to find a new process in order to produce large quantities. Membrane processes are suitable for this type of separations. We have investigated the fractionation of oligogalacturonanes and oligoglucuronanes in order to obtain oligomers with different and low polymerisation degrees. Ours studies were performed in a rotating disk system to avoid membrane fouling and to maintain its flux and rejection performance. We used ultrafiltration and nanofiltration processes to obtain oligomers with 5

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Royer, Françoise. "Toxicité pulmonaire de l'oxygène : étude dynamique des modifications de la filtration capillaire pulmonaire chez le chien exposé à l'oxygène pur normobare." Grenoble 1, 1987. http://www.theses.fr/1987GRE10006.

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Royer, François. "Toxicité pulmonaire de l'oxygène étude dynamique des modifications de la filtration capillaire pulmonaire chez le chien : exposé à l'oxygène pur normobare /." Grenoble 2 : ANRT, 1987. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37609587t.

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Leyrat-Maurin, Anne. "Modélisation du passage d'une capsule dans une constriction : application à la filtration érythrocytaire." Compiègne, 1993. http://www.theses.fr/1993COMPD570.

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Abstract:

L'objectif de ce travail est la modélisation de l'écoulement, à faible nombre de Reynolds, d'une capsule (goutte liquide entourée d'une membrane déformable) dans une constriction. L'écoulement s'effectue soit à débit constant, soit à perte de charge constante. Un tel modèle est nécessaire pour l'interprétation quantitative d'expériences de filtration frontale menées sur des suspensions diluées de particules de manière à évaluer leurs propriétés intrinsèques. La constriction est hyperbolique, ce qui permet de modéliser les phénomènes d'entrée-sortie (instationnaires) dans le pore et la capsule est initialement sphérique. La membrane est d'épaisseur négligeable, d'une très faible résistance à la flexion et au cisaillement et sa loi de comportement est connue (type Mooney-Rivlin ou type surface constante). On est en présence d'un couplage fluide-structure dont l'étude fait appel, à la fois, à la mécanique des fluides et à celles des coques minces en grande déformation (problème non linéaire). La formulation intégrale du problème de Stokes décrivant l'écoulement des fluides interne et externe, tous deux Newtoniens et incompressibles, pour un rapport de viscosité quelconque, est entièrement reprise à la base pour rendre compte de l'effet des parois solides. Elle fournit une relation entre la vitesse en un point de l'écoulement et les forces inconnues exercées par l'ensemble de ses frontières. Une résolution numérique par collocation dans le cas d'un rapport de viscosité égal à un a été réalisée, elle permet de prédire l'évolution de grandeurs locales liées à la particule (géométrie instantanée, vitesse du centre de masse, tensions élastiques dans la membrane) et de grandeurs globales pour l'écoulement (temps de passage, perte de charge additionnelle ou variation de débit, selon le régime considéré) en fonction des propriétés physiques des capsules et des caractéristiques de l'écoulement. Les résultats obtenus dans le cas d'une capsule de rayon supérieur au rayon au col de la constriction montrent la prépondérance des phénomènes d'entrée-sortie et prédisent le colmatage d'entrée et de sortie du pore, également observées expérimentalement. Des formes parachute similaires à celles d'hématies s'écoulant dans des microcapillaires sont observées. Une comparaison entre les résultats obtenus dans le cas Mooney-Rivlin et les mesures expérimentales faites sur des suspensions diluées d'hématies montre que le modèle rend bien compte de l'effet d'une rigidification membranaire sur l'augmentation du temps de passage ou la diminution du débit. De manière à remonter au module d'élasticité surfacique du globule rouge il est cependant nécessaire d'utiliser une loi de comportement membranaire rendant compte de l'incompressibilité surfacique. Deux méthodes sont proposées et leur formulation entièrement réalisée pour décrire le passage à la surface constante d'une capsule initialement ellipsoïdale dans une constriction. Les résultats préliminaires obtenus sont encourageants.

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Vassas, Jean-Baptiste. "Modélisation et simulation dynamique du fonctionnement de la partie humide d'une usine à papier en vue d'analyser l'effet de la fermeture des circuits." Grenoble INPG, 1998. http://www.theses.fr/1998INPG0101.

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Abstract:

Afin d'etudier l'evolution des parametres environnementaux dans la partie humide d'une machine a papier, nous avons developpe un simulateur dynamique comprenant une base de donnees des sources polluantes et une palette d'icones reliees a des modeles representant les differentes operations papetieres. La retention des particules lors de la formation de la feuille conditionne en grande partie l'evolution de parametres environnementaux. Aussi, nous nous sommes principalement interesses a cette operation. La formation de la feuille est representee comme un phenomene de filtration d'une suspension a travers un milieu poreux. Le modele fait intervenir des proprietes des matieres premieres fibreuses, notamment leur distribution de longueur et leur contribution a la resistance a la filtration. Ces proprietes evoluent en fonction des traitements subis (raffinage). Nous avons etabli une relation entre l'indice de raffinage et la resistance a la filtration conditionnee par le grammage depose. Nous avons egalement propose un modele de retention pour les petites particules faisant intervenir leur taille. La quantite d'agents de retention et d'amidon retenus est calculee suivant leur affinite avec les particules de la suspension. L'utilisation de la programmation orientee objet conduit a une structure modulaire permettant un traitement separe des operations unitaires. Ceci permet donc de representer differentes configurations d'usines a papier. Utilisant un outil de developpement de simulateurs, nous avons adapte nos modeles au langage du logiciel et cree l'imagerie necessaire pour rendre notre simulateur interactif et convivial. Compte tenu de la complexite des circuits, nous avons mis au point une methode de resolution des boucles, qui s'appuie sur la conservation des bilans hydrauliques et massiques aux nuds des circuits.

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El, Rayess Youssef. "Microfiltration tangentielle appliquée à l'oenologie : compréhension et maîtrise des phénomènes de colmatage." Thesis, Toulouse, INPT, 2011. http://www.theses.fr/2011INPT0089/document.

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Abstract:

La clarification des vins par procédés membranaires en particulier la microfiltration tangentielle a toujours été limitée par le colmatage, générant des flux de perméation faibles incompatibles avec la rentabilité économique. La compréhension, la maîtrise, ainsi que l'anticipation des phénomènes de colmatage font l'objet de ce travail. Dans un premier temps, la contribution individuelle puis en mélange des composés du vin (tannins, pectines, mannoprotéines et levures) au colmatage d'une membrane céramique multicanaux a été évaluée. Une approche fondamentale a permis de proposer des mécanismes de colmatage : la présence des pectines induit les flux de perméation les plus faibles en formant un gel à la surface de la membrane tandis que les levures semblent au contraire avoir un effet protecteur dans le cas d'un vin brut. Parce qu'il représente le flux au-delà duquel un colmatage irréversible apparaît à la surface de la membrane, le flux critique pour l'irréversibilité est un paramètre clef pour contrôler le colmatage. Dans le cas de la filtration de vin, aucun flux critique n'a pu être déterminé ce qui a conduit à définir un critère identifiant une zone de travail où le degré de colmatage reste acceptable. La dernière partie de cette thèse est consacrée à l'étude de la filtration dynamique (RVF) pour une éventuelle application dans le secteur vinicole. Cette technique est testée en présence de deux membranes organiques différentes: PES (hydrophile) et PTFE (hydrophobe). Les observations ont permis de mettre en évidence l'efficacité du système contre le colmatage des membranes PES induite par l'action de l'agitateur. Le colmatage des membranes PTFE est énormément affecté par les interactions molécules/membrane rendant la filtration dynamique inefficace pour lutter contre le colmatage de ces membranes
Wine clarification by membrane processes mainly cross-flow microfiltration has been limited by membrane fouling generating low permeate fluxes with economic efficiency. Understanding, controlling and anticipation of fouling are the main goals of this work. In a first time, the individual contribution of wine compounds (tannins, pectins, mannoproteins and yeasts) to a multichannel ceramic membrane fouling was evaluated. The fouling mechanisms were analyzed using a fundamental approach. The presence of pectins induce the lowest fluxes by a gel-type formation at the membrane surface while yeasts presence tends to reduce fouling in the case of crude wine (case of mixed components). Because it represents the flux beyond which irreversible fouling appears on the membrane surface, the critical flux for irreversibility is a key parameter to control fouling. No critical flux for irreversibility could be measured, hence a criterion that identifies a range of operating conditions where the degree of fouling remains acceptable was proposed. The last part of this work was devoted to the study of dynamic filtration (RVF) for further application in wine sector. This technique was tested with two different membranes: hydrophilic PES and hydrophobic PTFE. Results have allowed to demonstrate the efficiency of the system to reduce fouling in the case of PES membrane. Fouling of PTFE membrane is greatly influenced by molecules / membrane interaction making dynamic filtration ineffective in reducing of membrane fouling

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Soua, Zied. "Déshydratation mécanique de suspensions minérales en présence de dispersant : caractérisation physico-chimique et rhéologique des gâteaux obtenus par filtration avec formation de précouche (FAP)." Compiègne, 2006. http://www.theses.fr/2006COMP1612.

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Abstract:

Ce travail de recherche constitue une contribution à l'amélioration de la déshydratation mécanique des suspensions minérales en présence de dispersants par filtration/fluidification. Deux procédés de filtration/fluidification mis en œuvre dans un filtre-presse de laboratoire ont été comparés. Le premier procédé implique une filtration simple (FS) avec ajout de dispersant dans la suspension initiale avant filtration. Pour le deuxième procédé, l'ajout est réalisé après filtration avec formation d'une précouche (FAP). La présence de dispersant permet de transformer le gâteau de filtration (à env. 73+-1 % massique) en une suspension de carbonate fluide (de même concentration), et ceci uniquement grâce à un faible apport d'énergie mécanique. Les caractéristiques des gâteaux de filtration obtenus (siccité, résistance spécifique, taille des particules et flocs, potentiel zêta) ont été comparées pour différentes concentrations en dispersant et pour les deux procédés de filtration/fluidification. Des mesures de turbidité et de conductivité, effectuées sur le filtrat, ont mis en évidence le rôle de la précouche vis-à-vis de la protection du tissu filtrant contre le colmatage par les fines particules et du filtrat contre la contamination par le dispersant. Une modélisation de la FAP a été effectuée. Le modèle développé tient en compte la variation de la pression au niveau de l'interface précouche - gâteau. Un autre modèle mathématique a été développé pour décrire la dépendance entre la viscosité, la concentration en solides et la taille des flocs pendant le processus de fluidification des gâteaux. Celui-ci, corrélé à des analyses rhéologiques expérimentales, a permis d'estimer la taille des flocs. Les résultats ont montrés que ces derniers sont plus faibles pour le procédé de FAP. En effet, dans le cas de la filtration simple, à cause d'une perte en dispersant dans le filtrat, la quantité réelle de dispersant qui reste piégé dans le gâteau est inférieure à celle qui reste dans le gâteau formé par filtration avec précouche. Ainsi, le procédé avec précouche est plus efficace d'un point de vue économique et environnemental
This work represent a contribution to improve mechanical dehydration of mineral suspensions in the presence of dispersants. Two methods were used in this investigation. The first method involves a simple filtration of deflocculated calcium carbonate suspension (FDS). Dispersing agents were used to deflocculate the calcium carbonate before filtration. The second method involves a precoat filtration of deflocculated suspension (PFDS). This method was carried out in two stages. The dispersant was added after formation of a pre-Iayer (precoat) of cake using free-dispersing agent calcium carbonate suspension. The presence of dispersant permits the fluidification of filter cake (73+- wt%) by mechanical agitation in order to obtain a concentrated calcium carbonate suspension having the same concentration. Filter cake properties (dryness, specific resistance, particle and floc size, zeta potential) were compared for different dispersant concentrations and for the two processes of filtration/fluidification. Results confirm the role of precoat formed from a free-dispersant suspension in the protection of the filtrate from molecules of the dispersant and from fine particles of the deftocculated suspension. A simplified model of cake filtration incorporating the effect of pressure redistribution on the cake - precoat interface was developped. The obtained analytical solutions improve the prediction of the cake growth process (including cake thickness and filtration velocity as functions of time). Another model was developped to relate the evolution of viscosity to the solid fraction and the floc size. The results show that floc size is lower for the cakes obtained with PFDS process. It was be explained by the loose of dispersant during FDS. Along this process, the real quantity of dispersant entrapped in the cake remains inferior to one entrapped in the cake obtained with PFDS. Thus the PFDS process is more efficient from an economical and an environnemental point of view

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Feia, Sadok. "Effet de l’injection d’eau de production sur la perméabilité des réservoirs pétroliers non cimentés." Thesis, Paris Est, 2015. http://www.theses.fr/2015PEST1052/document.

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Abstract:

Des phénomènes de colmatage de la structure granulaire des réservoirs pétroliers sont observés lors de la réinjection d'eau de production dans le réservoir (endommagement hydrique). Le dépôt des particules solides en suspension dans l'eau de production peut engendrer une réduction de la perméabilité du réservoir notamment autour des puits d'injection. Il en résulte une diminution significative de l'injectivité des puits. L'objectif de cette thèse est d'étudier le processus de transport et de dépôt des particules solides dans un réservoir de sable et son influence sur la perméabilité du milieu. Nous étudions également l'influence de certains paramètres tels que : la concentration en particules, le débit d'injection, la taille de particules injectées, la taille des pores du milieu et la rugosité de la surface des grains. La finalité de ce travail est de proposer un modèle prédictif de transport-dépôt-endommagement afin de pouvoir estimer la pérennité du système. Dans ce but, une campagne d'essais expérimentaux est menée sur le processus de transport et de dépôt des particules siliceuses de taille de quelques microns dans une éprouvette de sable dense. Ces essais ont été réalisés sur trois dispositif différents ; deux dispositifs d'injection unidimensionnelle (colonne d'injection et cellule d'injection) et un dispositif d'injection radiale en chambre d'étalonnage en vue de simuler les conditions d'injection en puits. Dans ces essais, les conditions hydrauliques sont contrôlées et la concentration en particules dans la suspension est imposée. Au cours de l'injection, le suivi de l'évolution de la pression interstitielle est réalisé en utilisant des capteurs de pression installés à différents endroits dans le milieu. La concentration des particules dans le fluide sortant est mesurée en utilisant un turbidimètre installé à la sortie du milieu. L'étude expérimentale réalisée sous différentes conditions a permis de mettre en évidence une forte hétérogénéité du dépôt des particules dans le milieu poreux. Cette hétérogénéité se traduit par la formation d'un cake interne et/ou externe au voisinage du point d'injection. L'analyse de ce cake montre un milieu à double porosité avec deux familles de pores correspondant à la porosité interne des agglomérats formés par les particules déposées et la porosité du sable réduite progressivement par le dépôt de ces derniers. Une étude paramétrique a permis de mettre en évidence une distinction entre l'effet des faibles et des fortes concentrations, ainsi que l'importance de l'effet du débit d'injection, de la taille des pores, de la taille des particules de la suspension ainsi que de la rugosité de la surface des grains. Ce travail expérimental s'accompagne d'une modélisation des phénomènes de transport et de dépôt des particules dans un milieu poreux. Dans un premier temps, nous avons utilisé un modèle de convection dans lequel la loi décrivant le dépôt des particules prend en compte la densité des particules déposées ainsi que le relargage des particules. Les paramètres de la loi constitutive de dépôt, ainsi qu'une loi empirique porosité-perméabilité ont été calibrés en simulant les résultats expérimentaux d'essais d'injection en cellule sous différentes conditions. Un nouveau modèle semi analytique basé sur le modèle d'Eylander (1988) a été développé dans lequel nous prenons en compte une distribution spatiale des particules déposées et une double porosité du milieu (cake et milieu granulaire). Cette distribution est inspirée du modèle convection étudié auparavant. La simulation d'essais d'injection en cellule a permis de montrer les capacités du modèle pour la prédiction des variations de la pression en cours de l'essai. Ce modèle permet une prédiction de l'évolution de la perméabilité pendant l'injection de façon plus simple et directement applicable dans l'ingénierie de réservoirs
Hydraulic damage and plugging of the granular structure of oil reservoirs are commonly observed during the re-injection of produced water. These phenomena can lead to a significant decrease of the reservoir permeability around the injectors and affect the injectivity of these wells. The objective of this thesis is to study the transport and deposition process of solid particles in a sand reservoir and its influence on the permeability of the medium. We also study the influence of certain parameters such as particle concentration, injection flow rate, the size of injected particles, the pore size of the medium and the surface roughness of the grains. The aim of this work is to propose a predictive model of transport-deposition-damage in order to estimate the durability of the system. For this purpose, an experimental program was conducted on the transport and deposition process of the siliceous particles of size of a few microns in dense sand specimens. These tests were carried out on three different devices; two one-dimensional injection devices (injection column and injection cell) and a radial injection device in “chambre d'étalonnage” in order to simulate the injection wells conditions. In these tests, the flow conditions are controlled and the concentration of particles in the suspension is imposed. During injection, the monitoring of the evolution of pore pressure is carried out using pressure sensors located in different places in the medium. The particle concentration in the outgoing fluid is measured using a turbidimeter installed at the outlet. The experimental study carried out under different conditions allowed to highlight a highly heterogeneous particle deposition in the porous medium. This heterogeneity results in the formation of an internal and/or external cake in the vicinity of the injection point. The analysis of this cake shows a double porosity medium with two pore families corresponding to the internal porosity of the agglomerates formed by the deposited particles and porosity of the sand gradually reduced by the particles deposition. A parametric study permitted to show a distinction between the effect of low and high particles concentrations, as well as the importance of the effect of injection flow rate, the pore size, the particle size of the suspension and the roughness of the surface of the grains. This experimental work is associated with modelling of transport and deposition of particle in a porous medium. We used first the convection model in which a constitutive law describing the particle deposition takes into account the effects of the deposited particles concentration and the release of particles. The parameters of the particle deposition constitutive law as well as an empirical porosity-permeability law have been calibrated by simulation of the results of injection tests performed in the injection cell under different conditions. A semi-analytical model based on the Eylander (1988) model was developed in which we take into account a spatial distribution of the deposited particles and a double porosity of the medium (cake and granular medium). This distribution is inspired from the results if convection model studied before. The simulation of the results of injection experiments permitted to show the performances of this model for prediction of the pore pressure evolution during the fluid injection. This model allows prediction of the permeability evolution in a simpler and directly applicable manner in the reservoir engineering

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Sais, Hassiba. "Étude de l'effet du débit pulsé en microfiltration et ultrafiltration sur membranes organiques à fibres creuses." Compiègne, 1995. http://www.theses.fr/1995COMPD858.

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Abstract:

La première partie de ce travail est consacrée à un rappel bibliographique sur la filtration, ses limitations et les différents moyens pouvant être utilisés pour améliorer les flux de perméat, notamment la limitation du colmatage par la modification de l'hydrodynamique de l'écoulement et particulièrement par l'utilisation d'écoulements instationnaires. Compte tenu de la limitation de la pression admissible (2 bars) qui constitue une caractéristique technique importante des modules organiques à fibres creuses, nous avons proposé un type de procédé nouveau et original qui est constitué d'une pompe péristaltique de grande taille à un seul galet, dont l'effet est combiné à celui d'un accumulateur placé en aval de la membrane. L'étude des différents modes de fonctionnement du générateur de pulsations suivant son emplacement, nous a permis de choisir l'emplacement de ce dernier en aval de la membrane lors de la microfiltration d'une suspension minérale de carbonate de calcium où le phénomène limitant est la formation d'un dépôt. Une amélioration du flux de plus de 80% a été enregistrée pour des concentrations de 10 g/l et un nombre de Reynolds de 1925. Comme il est permis de récupérer la totalité de la perméabilité de la membrane grâce à la succession des phases de filtration et de nettoyage. Par contre pour la solution de pectine où les phénomènes limitant sont la polarisation de concentration et l'adsorption, l'emplacement de ce dernier en amont de la membrane et en opposition à la pompe d'alimentation a permis d'obtenir des gains de plus de 60% à une concentration de 5 g/l et une Ptm de 1 bar, grâce au rétrolavage périodique de la membrane lors de la phase d'écrasement du tuyau. La présence d'écoulement instationnaires entraîne une augmentation de la perte de charge et de la consommation énergétique, l'estimation de l’énergie spécifiques dégradée par mètre cube de perméat a été nécessaire en régime stationnaire et en régime pulsé. Pour la suspension de carbonate de calcium, à même énergies spécifiques le régime pulsé permet de produire quatre fois plus à faibles concentrations contrairement à la solution de pectine, ou une meilleure production n'est obtenue qu'à forte concentration de la solution et a même débit de la pompe.

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Xie, Xiaomin. "Investigation of Local and Global Hydrodynamics of a Dynamic Filtration Module (RVF Technology) for Intensification of Industrial Bioprocess." Thesis, Toulouse, INSA, 2017. http://www.theses.fr/2017ISAT0020/document.

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Abstract:

Cette thèse porte sur la compréhension et le contrôle des interactions dynamiques entre les mécanismes physiques et biologiques en considérant un procédé alternatif de séparation membranaire pour les bioprocédés industriels. L’objectif premier est un apport de connaissances scientifiques liées à la maîtrise de la bioréaction en considérant l'hydrodynamique complexe et les verrous rétention-perméation. Une technologie de filtration dynamique, appelée Rotating and Vibrating Filtration (RVF), a été spécifiquement étudiée. Elle se compose de cellules de filtration en série comprenant deux membranes circulaires planes fixées sur des supports poreux au voisinage d'un agitateur à trois pales planes attachées à un arbre central. Ce dispositif mécanique simple fonctionne en continu et génère une contrainte de cisaillement élevée ainsi qu'une perturbation hydrodynamique dans un entrefer étroit (pale-membrane). Les verrous scientifiques et techniques qui motivent ce travail, sont la caractérisation et la quantification (i) des champs de vitesse locaux et instantanés, (2) des contraintes pariétales de cisaillement à la surface de la membrane et (3) l'impact mécanique sur les cellules microbiennes.Dans ce but, des expériences et des simulations numériques ont été réalisées pour étudier l'hydrodynamique à des échelles globales et locales, en régimes laminaire et turbulent avec des fluides newtoniens dans des environnements biotique et abiotique. Pour l'approche globale, la distribution des temps de séjour (RTD) et le bilan thermique ont été réalisés et comparés aux précédentes études globales (courbes de consommation de puissance et de frottement). Une étude analytique des fonctions de distribution a été effectuée et les moments statistiques ont été calculés et discutés. Une analyse systémique a été utilisée pour décrire les comportements hydrodynamiques du module RVF. En combinant la simulation des écoulements (CFD) et les observations (RTD), les conditions et les zones de dysfonctionnement des cellules de filtration sont éclairées. Pour l'approche locale, la vélocimétrie laser (PIV) a été réalisée dans les plans horizontaux et verticaux et comparée à la simulation numérique (CFD). Une étude préliminaire basée sur une synchronisation entre la prise d’image et la position de l’agitateur (résolution angulaire) a permis d’accéder aux champs de vitesse moyens. Une campagne de mesure PIV a été réalisée sans synchronisation afin d’appliquer une décomposition orthogonale aux valeurs propres (POD) pour 'identifier les composantes moyennes, organisées et turbulentes des champs de vitesse (énergie cinétique). Pour l'application aux bioprocédés, un travail exploratoire a caractérisé l'effet de la filtration dynamique sur des cellules procaryotes (E. coli) en quantifiant l'intégrité cellulaire ou leur dégradation en fonction du temps et de la vitesse de rotation
This thesis focuses on the understanding and the control of dynamic interactions between physical and biological mechanisms considering an alternative membrane separation into industrial bioprocess. It aims to carry scientific knowledge related to the control of bioreaction considering complex hydrodynamics and retention-permeation locks specific to membrane separation. A dynamic filtration technology, called Rotating and Vibrating Filtration (RVF), was investigated. It consists of filtration cells in series including two flat disc membranes fixed onto porous substrates in the vicinity of a three-blade impeller attached to a central shaft. This simple mechanical device runs continuously and generates a high shear stress as well as a hydrodynamic perturbation in the narrow membrane-blade gap. Several scientific and technical locks motivating this work are to characterize and to quantify (i) the velocity fields locally and instantaneously, (2) the shear stresses at membrane surface and (3) the mechanical impact on microbial cells.To this end, experiments and numerical simulations have been performed to investigate the hydrodynamics at global and local scales under laminar and turbulent regimes with Newtonian fluids under biotic and abiotic environment. For global approach, investigation of Residence Time Distribution (RTD) and thermal balance was carried out and compared to the previous global study (power consumption and friction curves). Analytical study of distribution functions was conducted and statistical moments were calculated and discussed. A systemic analysis was used to describe the hydrodynamic behaviors of the RVF module. Combining Computational Fluid Dynamics (CFD) and RTD observations, it leads to demonstrate dysfunctioning conditions and area. For the local approach, Particle Image Velocimetry (PIV) was be carried out in both horizontal and vertical planes and compared to CFD simulation. PIV preliminary study was conducted with a trigger strategy to access through angle-resolved measurements to an averaged velocity field. PIV further study were performed with a non-trigger strategy and applied to Proper Orthogonal Decomposition (POD) analysis in order to identify the coherent structure of the flow by decomposing the organized and turbulent fluctuations. For the bioprocess application, an exploratory work characterized the effect of Dynamic Filtration on prokaryote cell population (Escherichia coli) by quantifying cell integrity or damage as a function of time and rotation speed during filtration process in turbulent regime

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Bessière-Pacurar, Charlotte. "Compréhension et quantification des mécanismes hydrodynamiques locaux liés à l'aération au sein de faisceaux de fibres creuses immergées." Thesis, Toulouse, INSA, 2010. http://www.theses.fr/2010ISAT0041/document.

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La thèse est consacrée à l’étude de l’influence de l’aération sur le colmatage demembranes fibres creuses, en application aux bioréacteurs à membranes (BAMs)traitant les eaux usées. Un pilote expérimental permet des expériences de filtrationpar plusieurs faisceaux de fibres creuses immergées, en filtration externe-interne, lacompacité des fibres est proche de la configuration de modules membranairesindustriels. Les fibres ont une surface totale de 1,2 m. Les filtrations sont menéessur une suspension synthétique complexe dont les caractéristiques rhéologiquessont comparables à celles des boues activées de BAM. Les différents paramètresde l’aération testés sont le débit d’air, le lieu d’injection des bulles, et le type debulles injectées (grosses ou fines), pour un flux de filtration constant égalementparamètre d’étude. Pour des conditions d’aération montrant des performances defiltration contrastées, il est effectué la caractérisation locale de la phase gaz parbisonde optique, à l’intérieur des faisceaux de fibres. La rétention gazeuse et lesprofils de vitesse (tant la vitesse moyenne des bulles, que les fluctuations de vitesse)sont mesurés et analysés en fonction des paramètres d’aération. La synthèse des résultats met en évidence deux mécanismes hydrodynamiqueslocaux liés à l’aération, et permettant d’expliquer les performances de filtrationconsidérées. Les perspectives de l’étude proposent des emplacements pour lesaérateurs ce qui pourrait mener à une meilleure utilisation de l’air pour la réductiondu colmatage dans les bioréacteurs à membranes
This thesis is dedicated to better understand the role of aeration to limit fouling onsubmerged hollow fibers membrane fouling, for wastewater treatment industry. Thisstudy uses an innovative experimental setup to perform outside-in filtrationexperiments thanks to several submerged loose hollow fibers organized in confinedbundles. The total membrane area is about 1.2 m2; the configuration of the bundlesis close to the one found in Membrane Bioreactors (MBRs). A complex synthetic fluidwith rheological characteristics close to MBRs sludge is used. Different aerationconditions such as the air flowrate, the location of the air injection, the type ofbubbles injected (whether they are coarse or fine bubbles injected in the reactor)were tested and membrane performances were analysed under a low or a ratherhigh flux of filtration. In specific aeration conditions showing a different behaviour interm of fouling, local characterization of the dispersed phase in an air and watersystem was undertaken by optical probes. Gas hold up and both mean and rootmean square bubble velocity profiles were determined and analysed regarding thelocation of air injection, the air flowrate and the type of bubbles. This study helps understanding the link between local hydrodynamics and foulingmechanisms and could lead to input for aeration device design and location in orderto decrease operating costs due to aeration in Membrane Bioreactors technology

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Loginov, Maksym. "Preparation of concentrated mineral and bio-suspensions by filtration with alternative pretreatments and determination of permeability and rheological properties of obtained particulate systems." Compiègne, 2011. http://www.theses.fr/2011COMP1933.

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Abstract:

Ce travail de thèse est axé sur l'effet de différentes méthodes de prétraitement (utilisation des dispersants, traitement électrique et homogénéisation à haute pression) sur la filtration des suspensions minérales (kaolin, carbonate de calcium) et biologiques (levure). Il traite également de la détermination des propriétés locales de compression-perméabilité de suspensions concentrées à partir d'essais de sédimentation centrifuge. Une étude est menée sur l'influence de dispersants pour la préparation de suspensions de kaolin concentrées mais demeurant fluide. L'augmentation de la concentration de la suspension provoque une percolation des particules de kaolin stabilisées et une diminution brusque de la fluidité. Cependant, à partir d'une concentration massique de la suspension de 70 %, son caractère fluide devient faible. Cela s'explique par la morphologie des particules de kaolin (haut rapport hauteur/ largeur). Une suspension de carbonate de calcium très concentrée (> 75 % massique) et fluide peut être préparée par filtration dynamique et addition d'un dispersant : le polyacrylate de sodium. L'étape à laquelle est introduit le polyacrylate de sodium influence la concentration de la suspension. Ainsi, l'ajout du dispersant au cours de la filtration permet d'atteindre une siccité optimale supérieure à celle obtenue si la suspension est défloculée par le dispersant avant filtration. Une étude porte sur le traitement en continu des suspensions de levures par décharges électriques de haute tension (DEHT). Il est constaté que ce procédé peut être utilisé pour la destruction des cellules et l'extraction des bioproduits intracellulaires. Cependant, il provoque aussi une formation de débris cellulaires et une diminution du taux de filtration due au colmatage des membranes. La comparaison de la nouvelle méthode de DEHT avec celle classique d'homogénéisation à haute pression (HHP) met en évidence que le traitement par HHP est une méthode de destruction plus efficace que le DEHT. Ainsi, pour une même valeur de l'indice de désintégration des cellules de levure (Z), il permet une extraction supérieure des protéines et des autres bioproduits. Pourtant, si la valeur de l'indice de désintégration dépasse 0,9, la filtration de la suspension traitée par HHP est régie par un mécanisme de colmatage des pores, entraînant un très faible taux de filtration. Enfin, deux méthodes indépendantes d'analyse des dépendances expérimentales obtenues durant la consolidation centrifuge sont développées. Les dépendances des caractéristiques locales de compression et de perméabilité en fonction de la pression de phase solide ont été estimées par ces méthodes pour la suspension aqueuse de carbonate de calcium
Filtration is a mechanical operation used for solid-liquid separation. It is widely employed for preparation of concentrated mineral suspensions and for purification of biological suspensions. The efficiency of filtration is mainly determined by filtration rate, which depends on colloidal properties of initial suspension (size of particles and aggregation state). In order to improve filtration efficiency, initial suspensions are usually pretreated by flocculants. Flocculation decreases concentration of fine particles, enhances aggregation of particles, decreases specific cake resistance, and thus increases filtration rate. However, use of flocculants may also deteriorate required properties of the final suspension and filtrate. For example, flocculation of mineral suspensions results in undesirable decrease of filter-cake dryness and impedes filter cake liquefaction. Flocculation of biosuspensions may decrease the transmission of valuable products from initial suspension to filtrate and may deteriorate filtrate quality. Consequently, pretreatment of suspension by flocculant may decrease the total efficiency of filtration. Alternative pretreatment methods were proposed in order to improve filtration efficiency. For example, pretreatment of suspension with a dispersant is used for preparation of concentrated and flowable filter cakes. Pretreatment of bio-suspensions by high pressure homogenization and other disruption methods may be used for making higher the concentration of valuable intracellular components in filtrate. However, such pretreatment may decrease the filtration rate and the total efficiency of filtration due to increase of the membrane fouling or formation of denser filter cake. Therefore, choice of the optimal pre-treatment method should account both for the filtration rate and the final properties of filtrate and filter cake. This optimisation requires the knowledge of colloidal properties of the feed suspension and dependence of these properties on intensity of various chemical and physical pre-treatments, and it creates a need in the simple method for determination of filterability. It also requires the knowledge of the mechanisms of filtration under various experimental conditions. This thesis is focused on the influence of different pretreatment methods (use of dispersants, high voltage electrical disruption, and high pressure homogenization) on filtration of mineral (kaolin, calcium carbonate) and biological (yeast) suspensions. It also deals with determination of local compression-permeability properties of concentrated suspensions from the centrifugal settling experiments. Investigation of the influence of a dispersant on preparation of flowable and concentrated suspension of kaolin has shown that preparation of kaolin suspensions with concentrations above 70 % wt is unreasonable due to low fluidity of the concentrated suspensions. It was concluded that low fluidity of concentrated suspensions is related to morphology (high aspect ratio) of the kaolin particles. Increase of suspension's concentration results in the percolation of stabilized kaolin particles and in abrupt decrease of fluidity. It was shown that highly concentrated (> 75 % wt) and flowable suspension of calcium carbonate may be prepared by means of dynamic filtration with addition of sodium polyacrylate. The optimal dryness of suspension obtained by dynamic filtration with delayed addition of a dispersant was higher than the optimal dryness of initially deflocculated suspension after its dynamic filtration. It was also observed that continuous treatment of yeast suspension by high voltage electric discharges (HVED) may be used for disruption of the cells and extraction of intracellular bio-products. However, it also results in formation of cell debris and decrease of filtration rate due to internal membrane fouling. Comparison of the novel method of HVED-treatment with classical method of high pressure homogenization (HPH) shows that HPH is more effective disruption method than HVED, since it results in higher extraction of proteins and other bio-products at the same value of disintegration index of yeast cells. However, if the value of disintegration index Z is above 0. 9, filtration of HPH-disrupted yeast suspension is governed by pore blocking mechanism. It results in very low rates of filtration of the maximally HPH-treated suspensions. Also, two independent methods for analysis of the experimental dependencies measured during the centrifugal consolidation were proposed. The dependencies of local compression and permeability characteristics versus solid pressure were estimated by these methods for aqueous suspension of calcium carbonate

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Lefèvre, Delphine. "Étude expérimentale, modélisation et simulation de la filtration lors de l'écoulement d'une résine chargée de particules à travers un renfort fibreux dans les technologies LCM." Lille 1, 2007. http://www.theses.fr/2007LIL10144.

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Abstract:

La fabrication de pièces composites à matrice organique chargée de particules par un procédé de type LCM (Liquid Composite Molding) soulève le problème de l'écoulement du mélange de la résine avec les charges à travers le renfort fibreux. L'augmentation de la viscosité due aux particules, d'une part, et la filtration éventuelle des charges par le réseau fibreux, d'autre part, sont deux phénomènes à considérer car ils peuvent engendrer d'importants défauts de fabrication. Cette étude, volontairement limitée à une géométrie 1D, comporte une phase expérimentale et une phase de modélisation à l'échelle macroscopique, complémentaires l'une de l'autre, et menées en parallèle. Un moyen simple de mesure de la quantité de charges présentes dans la pièce en fin d'injection a d'abord été mis au point. Des essais d'injection de pièces, menés dans différentes conditions expérimentales, ont mis en évidence l'existence de deux comportements de filtration distincts. La modélisation est basée sur une équation de conservation de la masse et trois équations constitutives. Le modèle de filtration proposé dépend de deux paramètres physiques et d'un seul paramètre numérique, qui ont été identifiés par méthode inverse à partir des résultats expérimentaux. Enfin, la résolution du modèle développé est couplée à celle de l'écoulement d'un fluide à travers un renfort fibreux. Les résultats de la simulation, tant pour le profil de concentration de charges dans la pièce que pour le temps d'injection, sont très satisfaisants et viennent valider la démarche générale de cette étude.

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Ilina, Tatiana. "Modèles pseudo-diphasiques de transport facilité des colloïdes en milieux faiblement perméables." Thesis, Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2007. http://www.theses.fr/2007INPL001N/document.

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Abstract:

Le but de cette thèse consiste à créer et développer un modèle de transport de suspension colloïdale en milieu poreux saturé qui sera capable de détecter et de prédire l'apparition de vitesses différentes entre l'eau et la suspension ; de distinguer les cas de l'accélération et de retard des particules colloïdales ainsi que de calculer les deux vitesses en utilisant l'information initiale des propriétés du milieu poreux et des particules. On a procédé de deux manières différentes. Premièrement, on a proposé une méthode analytique de calcul de facteur d'augmentation de la vitesse qu'on peut introduire dans le modèle monophasique classique du transport colloïdal. Deuxièmement, on a proposé un nouvelle approche mathématique phénoménologique pour décrire un transport colloïdal.Pour développer cette approche, on a utilisé le fait que les deux vitesses apparaissent automatiquement dans le modèle diphasique d'écoulement. Ainsi notre modèle doit être proche de celui diphasique. En conséquence, pour notre modèle mathématique, on a écarté l'approche traditionnelle qui suppose un transport d'un liquide monophasique
The aim of this PhD thesis is to create and to develop a colloid suspension transport model in the saturated porous media that will be able to detect and to predict the apparition of the difference between water and suspension velocity; to distinguish cases of acceleration and of deceleration of the colloidal particles and also to calculate the two velocities using the initial information on the properties of porous media and of particles. We are proceeded by two different manners. Firstly, we are proposed an analytical method of calculation of enhancement velocity factor that can be introduced in the classic colloid transport model that is single-phase one. Secondly, we are proposed a new phenomenological mathematical approach to describe a colloid transport. To develop this approach, we are used the fact that two velocities appear automatically in the two-phase transport model. Thus our model must be similar to two-phase one. Therefore, for our mathematical model we are refused the traditional approach that assumes a transport of a single-phase liquid

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Lim, T. "Quelques applications du contrôle stochastique aux risques de défaut et de liquidité." Phd thesis, Université Paris-Diderot - Paris VII, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00499532.

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Abstract:

Cette thèse se compose de trois parties indépendantes portant sur l'application du contrôle stochastique à la finance. Dans la première partie, nous étudions le problème de maximisation de la fonction d'utilité dans un marché incomplet avec défauts et information totale/partielle. Nous utilisons le principe de la programmation dynamique pour pouvoir caractériser la fonction valeur solution du problème. Ensuite, nous utilisons cette caractérisation pour en déduire une EDSR dont la fonction valeur est solution. Nous donnons également une approximation de cette fonction valeur. Dans la seconde partie, nous étudions les EDSR à sauts. En utilisant les résultats de décomposition des processus à sauts liée au grossissement progressif de filtration, nous faisons un lien entre les EDSR à sauts et les EDSR browniennes. Cela nous permet de donner un résultat d'existence, un théorème de comparaison ainsi qu'une décomposition de la formule de Feynman-Kac. Puis nous utilisons ces techniques pour la détermination du prix d'une option européenne dans un marché complet et le prix d'indifférence d'un actif contingent non duplicable dans un marché incomplet. Enfin, dans la troisième partie, nous utilisons la théorie des erreurs pour expliquer le risque de liquidité comme une propriété intrinsèque au marché. Cela nous permet de modéliser la fourchette Bid-Ask. Puis nous résolvons dans ce modèle le problème de liquidation optimale d'un portefeuille en temps discret et déterministe en utilisant la programmation dynamique.

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Sarrade, Stéphane. "Etude du couplage de l'extraction par CO2 supercritique avec la séparation par membrane de nanofiltration." Montpellier 2, 1994. http://www.theses.fr/1994MON20259.

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Abstract:

L'extraction par co2 supercritique (co2 sc) permet actuellement la recuperation de solutes organiques de masses molaires inferieures a 1500 daltons. D'autre part, les membranes de nanofiltration (nf) autorisent le fractionnement de solutions aqueuses contenant des produits de masses molaires variant de 300 a 1000 daltons. Dans le cadre de ce travail, l'idee de coupler ces techniques d'extraction et de separation a ete proposee de maniere a augmenter la selectivite de fractionnement tout en reduisant la taille et la consommation energetique des installations. Deux nouvelles membranes tubulaires de nanofiltration, l'une minerale (al2o3 ) et l'autre organo-minerale (titane-nafion), ont ete fabriquees et caracterisees de maniere statique, puis dynamique avec des solutions aqueuses de solutes modeles non ioniques, les polyethylenes glycols (peg). Dans ces conditions et pour les deux membranes, la composante de convection du transfert predomine sur celle de diffusion. Une installation experimentale de couplage co2 sc/nf a ete specialement concue et realisee afin de tester les nanofiltres. En contact avec le co2 sc, la membrane minerale subit une modification chimique de surface qui la rend impropre a une utilisation dans le cadre du couplage. Par contre, la membrane organo-minerale n'est pas alteree par la presence du fluide supercritique. Ce nanofiltre a permis d'aborder deux themes de recherche: l'etude hydrodynamique du co2 sc pur a travers un milieu microporeux, ou l'expression de la permeabilite selon poiseuille decrit le mieux les phenomenes observes, le couplage co2 sc/nf applique au fractionnement de melanges de divers peg. Les facteurs d'enrichissement obtenus lors de ces dernieres manipulations ont conduit a valider le principe du couplage propose et ils ouvrent la voie a de prochains essais effectues sur des produits d'interet industriel

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Queguiner, Christophe. "Modélisation de l'écoulement d'une capsule dans un pore cylindrique." Compiègne, 1995. http://www.theses.fr/1995COMP0864.

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Abstract:

Une méthode intégrale de frontière est utilisée pour modéliser l'écoulement instationnaire de capsules dans des pores. Une configuration entièrement axisymétrique est considérée où la capsule et le pore ont le même axe de révolution. La conduite est un cylindre avec une entrée et une sortie hyperboliques. La capsule a une géométrie de référence discoïdale et est remplie avec un liquide newtonien enfermé par une membrane très mince avec des propriétés élastiques néo-Hookéenne ou incompressible en surface. Les mouvements du liquide interne à la capsule et du fluide suspendant sont gouvernés par les équations de Stokes exprimées comme des intégrales de frontières. Celles-ci sont résolues par une technique de collocation, où des points sont distribués sur la membrane de la capsule, sur les parois de la conduite et sur les sections d'entrée et de sortie du domaine d'écoulement. La mécanique de l'interface de la capsule suit la théorie des grandes déformations des membranes élastiques. Le modèle numérique utilise un schéma temporel explicite où la position et la déformation de la capsule sont calculées à chaque pas de temps. Le modèle permet d'étudier l'effet de paramètres intrinsèques à l'écoulement (taille et géométrie de la capsule, propriétés élastiques de la membrane). La longueur d'entrée dans le pore, la perte de charge additionnelle à l'équilibre et les formes déformées de la capsule sont déterminées. De nouveaux résultats sont alors obtenus : le processus d'entrée d'une capsule dans un pore n'est pas sensible aux conditions en amont de l'écoulement; la longueur de pore nécessaire pour atteindre des conditions stationnaires, dépend de la taille de la capsule et du comportement de membrane. L'éclatement de capsules avec une membrane néo-Hookéenne a été observé. Il est dû à un phénomène d'élongation continue.

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Dan, Liu. "Couplage de technologies électriques et membranaires pour l'extraction / séparation de composés d'intérêt à partir de sous-produits de la vinification." Compiègne, 2012. http://www.theses.fr/2012COMP1993.

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Abstract:

Ce travail de thèse porte sur l’extraction / séparation de composés d’intérêt à partir de sous produits de la vinification par couplage des technologies électriques et membranaires. Les électrotechnologies utilisées (champs électriques pulsés (CEP), décharges électriques de haute tension (DEHT)) permettent d’endommager les membranes et/ou parois cellulaires facilitant ainsi l’extraction du contenu intracellulaire. L’application d’un prétraitement électrique permet une extraction sélective des biomolécules de la levure Saccharomyces cerevisiae. Ces travaux ont mis en évidence l’impact de l’onde du choc produite lors des DEHT sur la fragmentation des pépins de raisin et sur l’extraction des composés. Enfin, un modèle empirique a été utilisé pour modéliser et prédire les évolutions des cinétiques d’extraction des polyphénols. L’application des technologies membranaires pour la clarification d’extraits a été explorée. Le principal inconvénient de ce procédé est le colmatage de la membrane. Diverses stratégies ont été testées pour combattre ce phénomène de colmatage. Nos études réalisées avec des systèmes dynamiques (filtration avec agitation et filtration assistée par US) ont permis de réduire le colmatage et maintenir leurs performances en termes de flux et de rétention. L’étude des mécanismes de colmatage et la quantification de la résistance spécifique des gâteaux ont permis de définir les conditions opératoires optimales qui limitent le colmatage de la membrane lors de la filtration
This study concentrates on the intensification of aqueous extraction of biomolecules from winery by-products (yeasts, grape seeds, and grape pomaces) by electrotechnologies (pulsed electric fields (PEF) and high voltage electrical discharges (HVED)) and the purification of the extract by membrane technology. The electrical techniques can damage cell membranes and/or cell wall thus enhancing the release of intracellular compounds. The application of an electrical pretreatment allowed selective extraction of intracellular compounds from Saccharomyces cerevisiae yeasts. Results have shown the effect of the high pressure wave produced during HVED on the fragmentation of grape seeds and the extraction of the phenolic compounds. Finally, an empirical model was used to describe the kinetics of polyphenols extraction process. The application of membrane technology in the clarification of the extracts of winery byproducts has been explored. The principal disadvantage of this technology is membrane fouling. Various techniques were used to reduce the fouling phenomena. The studies carried out on the dynamic systems (stirred filtration and ultrasound assisted filtration) in this work avoided membrane fouling and maintained their performances in terms of fluxes and retentions. Based on the study of fouling mechanisms and quantification of specific cake resistance, the optimum operating conditions supporting a reduced fouling can be proposed

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Wisniewski, Christelle. "Etude du comportement de cultures mixtes en bioréacteur à membrane. Cinétiques réactionnelles et filtrabilité." Montpellier 2, 1996. http://www.theses.fr/1996MON20005.

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Abstract:

En bioreacteur a membrane, les caracteristiques physiques de la suspension sont en rapport direct avec l'hydrodynamique du systeme. Elles peuvent conditionner l'avancement de la reaction et la filtrabilite de la suspension. Ce travail a eu pour objectifs d'analyser les caracteristiques de suspensions biologiques recirculees dans les conditions de fonctionnement d'un bioreacteur a membrane. L'analyse des caracteristiques granulometriques d'une suspension biologique montre une evolution continue des differentes classes de particules tout au long de l'operation, diminution de la fraction decantable et augmentation des fractions particulaires non decantables et solubles. La mesure des cinetiques reactionnelles confirme l'importance du rapport s#0/x#0 sur le comportement de la culture bacterienne et montre une intensification de la vitesse specifique d'assimilation d'ethanol avec la reduction de la taille des flocs biologiques. La filtration de suspensions recirculees en bioreacteur a membrane a mis en evidence l'augmentation de la resistance a l'ecoulement avec la destructuration de la suspension et le role essentiel de la fraction soluble responsable, dans les conditions de nos essais, de plus de la moitie de la valeur de la resistance hydraulique

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Quezel-Castraz, Vincent. "Développement et optimisation mécanique d'un filtre innovant pour le traitement de l’eau potable." Electronic Thesis or Diss., Chasseneuil-du-Poitou, Ecole nationale supérieure de mécanique et d'aérotechnique, 2024. http://www.theses.fr/2024ESMA0011.

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Abstract:

L'objet de l'étude porte sur l'adaptation d'une technologie de filtration gravitaire pour le traitement de l'eau. Afin de réduire le coût de fabrication et limiter l'interaction néfaste avec les milieux aqueux agressifs, il est intéressant de réfléchir à la transition de structures en acier inoxydable vers un système en matériau polymère. Ces filtres gravitaires sont placés sous un lit de média filtrant, généralement du sable. Peu accessibles une fois installés, ils doivent être dimensionnés pour une longue durée de vie. Au cours de son utilisation, un filtre gravitaire est sollicité mécaniquement par des cycles de filtration et de lavage quotidien. Ces longues phases de fonctionnement sollicitent la structure en fluage-fatigue. La pression du média et le flux hydraulique entrainent des sollicitations majoritairement en flexion pendant la filtration et le lavage. De part cette sollicitation de flexion, il est intéressant d'envisager et donc d'étudier l'utilisation d'une structure sandwich (peau-mousse-peau) mono-matériaux pour en faciliter le recyclage. Une étape de pré-conception et d'optimisation a permis d'élaborer un premier concept viable à l'échelle industrielle.Le polyéthylène haute densité (PEHD) est le polymère sélectionné, c'est un semi-cristallin dont une phase amorphe a une grande influence sur son comportement visqueux. Pour prédire le comportement à long terme, l'utilisation du principe d'équivalence temps-température (ETT) est nécessaire et indispensable. Ce principe est restreint dans une gamme de température en fonction des transitions microstructurales. De plus pour ce grade de matériau, la littérature indique que sous une contrainte de Von Mises de 5 MPa, les déformations de fluage restent limitées ainsi que les déformations plastiques post-recouvrance, ce qui est souhaité pour la structure testée. Des essais thermo-mécaniques en traction sont menés sous différents trajets de sollicitations (monotones, charges-décharges, fluage-recouvrance) à différentes vitesses de déformations, de contraintes et de températures afin d'identifier une loi de comportement avec la meilleure précision possible. Les courbes maitresses de fluage reconstruites aux différentes contraintes imposées permettent d'appréhender le comportement sur une durée supérieure à 20 ans. Le comportement du PEHD est défini par une loi de comportement viscoélastique-viscoplastique. La part viscoélastique est définie par des variables internes dans le cadre de la thermodynamique des processus irréversibles. La part viscoplastique est introduite par le modèle de Norton-Bailey. Cette loi de comportement permet de prédire correctement le thermo-fluage et la recouvrance et, avec un léger écart, les tractions monotones à différentes vitesses de déformations pour capter les inversions de chargement (filtration, lavage). En parallèle, la mousse est étudiée par une identification couplant son architecture et son comportement en compression tout en faisant un compromis dans la description dans le cadre d'un calcul industriel. Pour tester des cycles représentatifs du filtre gravitaire, un montage de flexion 3 points avec possibilité d'inversion du chargement a été conçu, fabriqué et mis au point. Des expérimentations sur 120 cycles de filtration-lavage à deux températures différentes permettent de montrer l'application de l'ETT. Des essais de flexions 3 points et des cycles de fluage avec inversion permettent de valider la loi de comportement pour le PEHD seul et pour le sandwich peau-mousse-peau. La dernière partie de ce manuscrit porte sur le filtre gravitaire avec l'approche de la fabrication et du calcul de la structure en fonctionnement. L'interaction avec différents acteurs industriels a permis de définir un prototype utilisable dans un banc d'essai hydraulique. Ce prototype est modélisé puis simulé en utilisant la loi de comportement identifiée pour fournir une première estimation de la réponse du système de filtration au cours de son utilisation
This study focuses on adapting a gravity filtration technology for water treatment. In order to reduce manufacturing costs and limit harmful interaction with aggressive aqueous media, it is worth considering the transition from stainless steel structures to a polymer-based system. These gravity filters are placed under a filter media bed, usually sand. Not easily accessible once installed, they must be sized for a long service life. During use, a gravity filter is mechanically stressed by daily filtration and washing cycles. These long operating phases put a strain on the structure. Media pressure and hydraulic flow result in bending stresses during filtration, and washing. Because of this bending stress, it is worth considering and studying the use of a single-material sandwich structure (skin-foam-skin) to facilitate recycling. A pre-design and optimization phase has enabled us to develop an initial concept that is viable on an industrial scale.The selected polymer is high-density polyethylene (HDPE), a semi-crystalline whose amorphous phase has a major influence on its viscous behavior. To predict long-term behavior, the use of the time-temperature superposition principle (TTSP) is necessary and indispensable. This principle is restricted to a range of temperatures depending on microstructural transitions. Furthermore, for this grade of material, the literature indicates that under a Von Mises stress of 5 MPa, creep deformation remains limited, as does post-recovery plastic deformation, which is desirable for the structure under test. Thermo-mechanical tensile tests are carried out under different stress paths (monotonic, load-discharge, creep-recovery) at different strain rates, stresses and temperatures, in order to identify a behavior law with the best possible accuracy. Creep master curves reconstructed at different imposed stresses enable us to assess behavior over more than 20 years. The behavior of HDPE is defined by a viscoelastic-viscoplastic behavior law. The viscoelastic component is defined by internal variables within the framework of the thermodynamics of irreversible processes. The viscoplastic part is introduced by the Norton-Bailey model. This law of behavior correctly predicts thermo-flow and recovery and, with a slight deviation, monotonic tractions at different deformation speeds to capture loading inversions (filtration, washing). In parallel, the foam is being studied through an identification coupling of its architecture and its behavior in compression, while making a compromise in the description within the framework of an industrial calculation.To test cycles representative of the gravity filter, a 3-point bending fixture with load reversal capability was designed, built, and developed. Experiments over 120 filtration-washing cycles at two different temperatures demonstrate the application of TTSP. 3-point bending tests and creep cycles with inversion are used to validate the behavior law for HDPE alone and for the skin-foam-skin sandwich.The final part of this manuscript focuses on the gravity filter, with an approach to manufacturing and calculating the structure in operation. Interaction with various industrial players has enabled us to define a prototype that can be used on a hydraulic test bench. This prototype is modeled and then simulated using the identified behavior law to provide an initial estimate of the filtration system's response during use

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Defrance, Laure. "Bioréacteur à membrane pour le traitement des eaux résiduaires : étude du colmatage de membranes minérales et amélioration du flux de perméat par application de techniques hydrodynamiques." Compiègne, 1997. http://www.theses.fr/1997COMP1055.

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Abstract:

Le bioréacteur à membrane est un procédé très performant pour l'épuration des eaux résiduaires. La qualité de l'effluent est telle qu'il peut être recyclé pour des utilisations non nobles (chasses d'eau, arrosage des pelouses, eaux de nettoyage industriel). Le coût du traitement est actuellement élevé à cause d'un phénomène général à toute opération de filtration tangentielle : le colmatage de la membrane qui entraîne une diminution du flux de perméat et une consommation énergétique élevée. Une étude sur un pilote placé en situation réelle dans une station d'épuration urbaine a permis de déterminer le fonctionnement optimal du système en fonction de la vitesse de circulation. Pour cela, une comparaison a été effectuée entre la filtration à flux de perméat fixe et la filtration à pression transmembranaire fixée. La première méthode apparaît plus avantageuse puisque le colmatage formé est moins important, tant que l'on se situe en deçà du flux critique. Le flux critique est caractérisé par le fait qu'un colmatage très important dû à la formation d'un dépôt sur la membrane apparaît lorsque ce flux est dépassé. D'autre part, des variations cycliques des paramètres opératoires ont permis de caractériser le dépôt formé au delà du flux critique : sa compressibilité est importante mais réversible, sa cohésion faible. La réversibilité d'un dépôt formé par des boues activées de bioréacteur à membrane diffère de celui formé par des boues activées issues des aérateurs d'une station d'épuration classique. Finalement, deux techniques instationnaires de filtration ont été testées en vue de diminuer le colmatage : les échelons de pression transmembranaire et de vitesse de circulation et les rétro lavages par le perméat. La première engendre une diminution de l'énergie spécifique même avec des boues colmatantes. La seconde n'a pas été efficace car la pression de rétrofiltration était trop faible.

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Oxarango, Laurent. "Transferts de Chaleur et de Masse dans des Structures Poreuses Multi-échelles : Application à l'étude des Filtres à Particules Diesel." Phd thesis, Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00007594.

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Abstract:

Les filtres céramiques sont des dispositifs prometteurs pour diminuer les émissions de particules carbonées par les moteurs Diesel et respecter les futures normes environnementales. L'analyse et la modélisation des phénomènes physiques intervenant dans leur fonctionnement est indispensable pour améliorer leurs performances et leur durabilité. Dans une première partie, l'écoulement du gaz, le transport et la capture des particules au sein d'un filtre présentant une structure poreuse multi-échelle sont étudiés. Une approche de type « milieu poreux effectif» est adoptée pour simuler l'étape de filtration à l'échelle du filtre. Le modèle s'appuie sur des équations 1D, développées pour un élément unitaire de filtre, préservant le caractère inertiel de l'écoulement. Dans une deuxième partie, le comportement thermique du filtre est étudié. Les transferts de chaleur convectif et diffusif sont pris en compte dans un modèle macroscopique à une température obtenu par la méthode de prise de moyenne volumique. Un terme source de combustion permet de considérer la réaction d'oxydation des particules collectées, intervenant dans l'étape de régénération du filtre.

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Shirkovskiy, Pavel. "Conjugaison de phase ultrasonore pour la vélocimétrie des écoulements gazeux : investigations des potentialités en micro-fluidique." Phd thesis, Ecole Centrale de Lille, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00604511.

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Abstract:

La conjugaison de phase ultrasonore à couplage par l'air basée sur une céramique magnétostrictive et une membrane de filtration poreuse pour la microscopie et la vélocimétrie de micro écoulements a été développée. Dans ce but, dans le cadre de l'acoustique géométrique un système d'équations pour décrire mathématiquement le passage par l'interface entre l'élément actif du système de conjugaison de phase confocale - milieu de propagation a été développé.On a développé et réalisé une technique de codage de phase par m-séquence pour l'enregistrement des faibles signaux conjugués en phase. Cette technique a permis de travailler plus efficacement avec fort bruit et des signaux qui se trouvent sous le niveau de bruit. Aussi cette technique a permis d'améliorer une méthode de vélocimétrie des écoulements gazeux.On a développé et réalisé une technique d'adaptation d'impédance acoustique basée sur la membrane de filtration poreuse imprégnée par de l'huile. Cette technique a permis d'optimiser les conditions de transmission de l'onde à l'interface air-ferrite aux fréquences basse dans bande du MHz.Les applications possibles de l'effet de conjugaison de phase paramétrique à la vélocimétrie des écoulements gazeux et à la microscopie à couplage par l'air ont été présentées. L'application de l'effet de conjugaison de phase permet d'améliorer les performances des méthodes de vélocimétrie et de microscopie ultrasonores à couplage par l'air. Les méthodes élaborées a repoussé les limites d'applications pratiques de l'effet de conjugaison de phase et peuvent être utilisées pour le développement des dispositifs en vélocimétrie, microscopie et tomographie ultrasonore des écoulements gazeux

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Vo, Maureen. "A computational fluid dynamic study on the filtering mechanics in suspension feeding marine invertebrates." Thèse, 2013. http://hdl.handle.net/1866/10738.

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Abstract:

Les suspensivores ont la tâche importante de séparer les particules de l'eau. Bien qu'une grande gamme de morphologies existe pour les structures d'alimentation, elles sont pratiquement toutes constituées de rangées de cylindres qui interagissent avec leur environnement fluide. Le mécanisme de capture des particules utilisé dépend des contraintes morphologiques, des besoins énergétiques et des conditions d'écoulement. Comme nos objectifs étaient de comprendre ces relations, nous avons eu recours à des études de comparaison pour interpréter les tendances en nature et pour comprendre les conditions qui provoquent de nouveaux fonctionnements. Nous avons utilisé la dynamique des fluides numérique (computational fluid dynamics, CFD) pour créer des expériences contrôlées et pour simplifier les analyses. Notre première étude démontre que les coûts énergétiques associés au pompage dans les espaces petits sont élevés. De plus, le CFD suggère que les fentes branchiales des ptérobranches sont des structures rudimentaires, d'un ancêtre plus grande. Ce dernier point confirme l'hypothèse qu'un ver se nourrit par filtration tel que l'ancêtre des deuterostomes. Notre deuxième étude détermine la gamme du nombre de Reynolds number critique où la performance d'un filtre de balane change. Quand le Re est très bas, les différences morphologiques n'ont pas un grand effet sur le fonctionnement. Cependant, une pagaie devient une passoire lorsque le Re se trouve entre 1 et 3,5. Le CFD s’est dévoilé être un outil très utile qui a permis d’obtenir des détails sur les microfluides. Ces études montrent comment la morphologie et les dynamiques des fluides interagissent avec la mécanisme de capture ou de structures utilisées, ainsi que comment des petits changements de taille, de forme, ou de vitesse d'écoulement peuvent conduire à un nouveau fonctionnement.
Suspension feeders have the important task of separating particles from the liquid medium surrounding them. Although a wide range of morphologies exist for feeding structures, essentially all consist of arrays of cylinders interacting with their fluid environment. The particle capture mechanism employed depends on morphological constraints, energy requirements, and flow conditions, therefore our objectives were to understand these relationships through comparison studies to interpret trends in nature and to understand the conditions in which novel functioning arises. Our studies used computational fluid dynamics (CFD) to create controlled experiments and to simplify analyses. The first study demonstrates the unfeasibly high energetic costs of pumping in small and medium pharynx sizes of hemichordates, implying the gill pores of pterobranchs are likely vestigial structures from a larger ancestor. This last point further supports the hypothesis of an acorn worm as the ancestor to all deuterostomes. Our second study determined the critical Reynolds number (Re) range where barnacle filters transition from a paddle to a sieve. At very low Re, morphological differences have no major effect on functioning and filters behave as paddles, however, at Re 1 - 3.5, these differences dictate when a paddle becomes a sieve. CFD proved to be a very useful tool for simplifying studies and providing detailed microfluidics. These studies demonstrate how morphology and fluid dynamics interact to dictate the capture mechanisms or appendages employed and how simple changes in size, shape, or flow speed can lead to novel functioning.

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Dissertations / Theses on the topic 'Filtrations dynamiques'

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