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Dissertations / Theses on the topic 'Sécurité de réacteur chimique'
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Alcantara, Manzueta Santiago Elias. "Etude de la sécurité thermique d'un réacteur chimique : approche par contrôle de la température." Electronic Thesis or Diss., Normandie, 2024. http://www.theses.fr/2024NORMIR45.
Full textAbstract:
Dans cette thèse, ma contribution se concentre sur le développement d’une méthodologie pour le contrôle intelligent de la température maximale dans un réacteur tubulaire. Ces expressions sont dérivées d'un modèle analytique précédemment publié par (Vernières-Hassimi et al., 2016) et ont été adaptées et simplifiées pour leur application dans ce contexte. La première expression analytique développée concerne le calcul de la position de la température maximale de réaction, un paramètre fondamental pour la sécurité dans les réacteurs tubulaires. Cette expression permet d'analyser le comportement du point chaud à l'intérieur du réacteur et comment sa position varie en fonction des changements dans les paramètres d'entrée, ce qui facilite une sélection plus appropriée des configurations opérationnelles. De plus, cette expression s'intègre avec la formule précédemment développée par (Vernières-Hassimi et al., 2016). La deuxième expression est le résultat d'une résolution de l'équation originale, par laquelle on calcule la température de refroidissement du réacteur. Cette expression est particulièrement utile pour déterminer la température de refroidissement face à des variations des conditions opérationnelles, fournissant ainsi un outil efficace pour la gestion thermique du systèmeIn this thesis, my contribution focuses on the development of a methodology for intelligent control of the maximum temperature in a tubular reactor. These expressions are derived from an analytical model previously published by (Vernières-Hassimi et al., 2016) and have been adapted and simplified for their application in this context. The first analytical expression developed concerns the calculation of the position of the maximum reaction temperature, a fundamental parameter for safety in tubular reactors. This expression allows for the analysis of the behaviour of the hot spot inside the reactor and how its position varies according to changes in input parameters, which facilitates a more appropriate selection of operational configurations. Furthermore, this expression integrates with the formula previously developed by (Vernières-Hassimi et al., 2016). The second expression results from a resolution of the original equation, through which the reactor's cooling temperature is calculated. This expression is particularly useful for determining the cooling temperature in response to variations in operational conditions, thus providing an effective tool for the thermal management of the system
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Vernières-Hassimi, Lamiae. "Estimation et localisation stationnaire et instationnaire de la température maximale pour la sécurité d’un réacteur chimique exothermique tubulaire." Rouen, 2006. http://www.theses.fr/2006ROUES044.
Full textAbstract:
Le présent travail est une contribution au développement de la sécurité dans les réacteurs chimiques tubulaires. L’objectif de ce travail est de déterminer la température maximale et de la localiser en régime stationnaire, puis en régime instationnaire dans un réacteur tubulaire où se déroule une réaction chimique exothermique. Dans un premier temps, cette étude est basée sur l’influence de différents paramètres tels que les débits du milieu réactionnel et du fluide réfrigérant, les concentrations des réactifs et les températures d’entrée des deux fluides. Ces paramètres influencent fortement la valeur maximale de la température du milieu réactionnel et décalent sa position axiale. Ensuite, une méthode basée sur l’estimation dynamique d’état par un observateur de type Luenberger dans le réacteur chimique a été développée. Le gain de correction de cet estimateur est fonction de la position dans le réacteur chimique. L’étude paramétrique a conduit à réduire la matrice du gain à deux éléments. De plus, le profil du gain correspond au profil conjugué de la température du milieu réactionnel normalisée en régime stationnaire. Cette méthode a permis l’estimation de la température maximale ainsi que sa localisation dans le réacteur chimiqueThis work is a contribution to the development of safety in the tubular chemical reactor. The objective of this work is to determine the maximum temperature and its localization in stationary regime, then in transient regime in tubular reactor where flows an exothermic chemical reaction. Initially, this study is based on the influence of the various parameters such as the flows of the reactional fluid and the cooling fluid, the concentrations of the reactants and the inlet temperatures of the two fluids. These parameters strongly influence the maximum temperature value of the reactional fluid and shift its axial position. Then, a method was developed based on the dynamic state estimation by a Luenberger-like observer in the chemical reactor. The gain of correction of this estimator is a function of the position in the chemical reactor. Parametric study resulted in reducing the matrix of the gain to two elements. Moreover, the profite of the gain corresponds to the combined profile of the temperature of the reactional medium standardized in stationary regime. This method allowed the estimate of the maximum temperature and its localization in the chemical reactor
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Benaissa, Wassila. "Développement d'une méthodologie pour la conduite en sécurité d'un réacteur continu intensifié." Phd thesis, Toulouse, INPT, 2006. http://oatao.univ-toulouse.fr/7500/1/benaissa.pdf.
Full textAbstract:
L'objectif de la thèse est de développer une méthodologie d'étude de sécurité pour la mise en oeuvre d'une réaction exothermique dans un réacteur continu intensifié. Elle est établie sur un cas modèle : la transposition de l'estérification de l'anhydride propionique par le butanol dans un nouveau concept de réacteur/échangeur. La démarche se décline en trois étapes. La première passe par l'acquisition de données calorimétriques permettant de caractériser la dangerosité des composés et de la réaction et inclut la validation d'un modèle cinétique. La deuxième phase comprend la détermination de conditions opératoires pour un fonctionnement sûr en marche normale à l'aide d'un modèle de simulation et la réalisation d'expériences. La dernière partie concerne l'évaluation du caractère intrinsèquement plus sûr du réacteur en marche dégradée (arrêt des fluides) lié à l'inertie thermique de l'appareil. Le simulateur dynamique est utilisé pour prédire l'évolution des températures en cas de dérive.
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Benaissa, Wassila. "Développement d'une méthodologie pour la conduite en sécurité d'un réacteur continu intensifié." Phd thesis, Toulouse, INPT, 2006. https://hal.science/tel-04576129.
Full textAbstract:
L'objectif de la thèse est de développer une méthodologie d'étude de sécurité pour la mise en oeuvre d'une réaction exothermique dans un réacteur continu intensifié. Elle est établie sur un cas modèle : la transposition de l'estérification de l'anhydride propionique par le butanol dans un nouveau concept de réacteur/échangeur. La démarche se décline en trois étapes. La première passe par l'acquisition de données calorimétriques permettant de caractériser la dangerosité des composés et de la réaction et inclut la validation d'un modèle cinétique. La deuxième phase comprend la détermination de conditions opératoires pour un fonctionnement sûr en marche normale à l'aide d'un modèle de simulation et la réalisation d'expériences. La dernière partie concerne l'évaluation du caractère intrinsèquement plus sûr du réacteur en marche dégradée (arrêt des fluides) lié à l'inertie thermique de l'appareil. Le simulateur dynamique est utilisé pour prédire l'évolution des températures en cas de dériveThe aim of this study is to develop a methodology in order to carry out safely an exothermic reaction in an intensified continuous reactor. It is established on a case study: the transposition of the esterification between propionic anhydride and 2-butanol in a new prototype of heatexchanger/reactor. The approach is divided in three steps. In a first part, experimental data obtained by calorimetry allow to determine the potential hazard of the compounds as well as the reaction and a kinetic model is validated. In a second stage a dedicated software model is used to calculate optimal operating conditions for safe control. Experiments are then achieved to test these conditions. In the last step, the inherently safer behaviour of the reactor is evaluated in the case of probable malfunctions (fluids shutdown) due to the thermal inertia of the apparatus. Finally, the evolution of the temperature profiles is obtained by dynamic simulation
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Chetouani, Yahya. "Contribution à l'étude de la détection de dysfonctionnements dans les procédés chimiques : application aux réacteurs chimiques double enveloppe." Rouen, 2000. http://www.theses.fr/2000ROUES020.
Full textAbstract:
Le présent travail est une contribution au développement de méthodes de détection et de localisation de défauts dans les réacteurs chimiques agités double enveloppe fonctionnant en semi-fermé. Ces méthodes sont basées sur la reconstruction d'un observateur de type Kalman linéaire ou non-linéaire (EKF). Dans un premier temps, une méthode de détection basée sur l'analyse des propriétés statistiques (matrice de covariance et innovation) est utilisée pour séparer les régions de fonctionnement (normale ou défaillante) du réacteur en présence d'une réaction exothermique. Cette méthode est validée expérimentalement pour déceler trois défaillances considérées comme les plus fréquentes dans ce système. Dans un deuxième temps, une étude sur le choix du paramètre de surveillance et de la sensibilité de la méthode de détection aux défauts retenus nous a permis d'introduire le principe du maximum de vraisemblance généralisé. Enfin, une contribution sur la localisation de l'origine physique des pannes est proposée. Celle-ci est basée sur l'utilisation des filtres de Kalman multiples.
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Aimé, Noël. "Aide à la conduite sûre des réacteurs chimiques discontinus en marche normale ou incidentielle vis-à-vis du danger d'emballement thermique." Compiègne, 1991. http://www.theses.fr/1991COMPD422.
Full textAbstract:
La sécurité des réacteurs chimiques semi-continus et discontinus dans le cas des réactions exothermiques vis-à-vis du risque de l'emballement thermique est difficile à mettre en oeuvre du fait du régime transitoire mis en jeu. Il est proposé une nouvelle méthodologie pour la définition des conditions optimales de fonctionnement (débit d'introduction, débit de refroidissement) à partir des méthodes d'analyse des risques classiques et de la modélisation de la conduite du réacteur tant en mode normal qu'en mode incidentel. L'étude de sécurité classique met en évidence les différentes classes de séquences incidentelles sensibles sur la fabrication. Ces différentes séquences sont modélisées en tenant compte des éventuelles capacités d'intervention de l'opérateur (réparation, arrêt d'urgence), ainsi que du délai nécessaire à sa mise en oeuvre. L'étude complète conduit à l'obtention d'un schéma général de conduite du réacteur mettant en évidence cinq zones distinctes d'utilisation de l'installation vis-à-vis du danger de l'emballement. Ce schéma permet de choisir les conditions opératoires pour la réalisation d'une fabrication performante avec des risques minimes.
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Toulouse, Catherine. "Conduite optimale sous contraintes de sécurité des réacteurs batch ou alimentés de chimie fine." Toulouse, INPT, 1999. http://www.theses.fr/1999INPT016G.
Full textAbstract:
Ce memoire concerne l'optimisation des conditions operatoires des syntheses mises en uvre dans les reacteurs discontinus. L'objectif de l'etude consiste a determiner les profils de temperature reactionnelle et de coulee des reactifs qui maximisent le rendement chimique et qui respectent differentes contraintes de fonctionnement. Ces dernieres tiennent compte de la technologie de l'installation existante (volume du reacteur et capacite du systeme de chauffage-refroidissement a controler la temperature reactionnelle), des imperatifs de securite (le flux thermique genere par la reaction est limite en fonction des capacites du reacteur pour reduire le risque d'emballement thermique), et de la reglementation concernant la protection de l'environnement (respect des normes de rejets grace a une limitation de la production des composes secondaires). La resolution du probleme d'optimisation repose sur le couplage entre la technique d'optimisation non lineaire sqp et la modelisation thermo-cinetique des reactions en milieu liquide homogene et heterogene, dans les reacteurs discontinus. Une premiere etude montre l'interet et la robustesse des outils informatiques utilises, a travers l'application a la synthese d'un intermediaire pharmaceutique, le glycidate d'ethyle. Dans une derniere partie, la strategie d'optimisation sous contraintes est appliquee a une synthese en milieu diphasique (la mononitration du toluene par un melange sulfonitrique) pour laquelle le modele de representation a ete valide experimentalement.
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Elia, Marc. "Etude de la stabilité thermique dans les réacteurs chimiques." Thesis, Aix-Marseille, 2013. http://www.theses.fr/2013AIXM4707/document.
Full textAbstract:
La sécurité des procédés est une préoccupation majeure dans l'industrie du raffinage et de pétrochimie. Pour les procédés très exothermiques, l'emballement thermique doit être évité. Ainsi, l'objectif de la thèse est la mise en place d'une méthodologie d'étude de la stabilité thermique dans les réacteurs chimiques qui permet de déterminer les zones opératoires de fonctionnement stable du réacteur. Après le développement d'un modèle dynamique de réacteur, la méthodologie consiste à cartographier les zones de stabilité et d'instabilité du système réactionnel en régime stationnaire et dynamique. Le critère de Van Heerden (régime stationnaire) à été généralisé pour application à des systèmes réactionnels complexes. La méthode de perturbation des états stationnaires (régime dynamique) a aussi été intégrée à la méthodologie avec l'analyse des valeurs propres.Cette méthodologie a été appliquée au procédé d'hydroconversion en lit bouillonnant de charges pétrolières lourdes, ceci à l'échelle pilote et industrielle. Des modèles dynamiques adaptés au procédé pilote et industriel ont été développés. Ils tiennent en compte la complexité de la charge ainsi que le schéma des deux procédés. L'étude de la stabilité stationnaire et dynamique a été réalisée. Des cartographies de stabilité/instabilité en fonction des principaux paramètres du procédé ont été tracées. D'après les résultats obtenus, la plage stable pour réacteur pilote est plus large que pour le réacteur industriel. La variation des paramètres du procédé ont le même effet sur les deux réacteurs. Les cartographies de stabilité obtenues sont un outil indispensable pour l'ingénieur lors du design des procédés ou leur opérationIn refining and petrochemistry process safety is a major issue. For highly exothermic processes it is necessary to ensure in a rigorous way the safe that the process operates in safe conditions, hence avoiding thermal runaway. The objective of this thesis was to develop a methodology to determine the operating conditions of reliable operation of chemical reactors. The methodology relies on stationary and dynamic analysis. The stationary stability analysis based on the Van Heerden criterion was generalized to complex chemical systems. The dynamic analysis applies the perturbation theory to definitely determine if a stationary point is stable according to eigenvalue analysis.The methodology was applied to ebullated-bed technology for residue hydroconversion at pilot and industrial scale. Two comprehensive dynamic models that accurately represent the ebullated-bed pilot plant and industrial process were developed for the study. The models take into account a detailed description of the reactive system and the configuration of the pilot and industrial plants: three phases, kinetics and flow characterization. A stationary and dynamic thermal stability analysis was carried out for both configurations and stable/unstable operating regions were identified. The study showed that the pilot plant reactor can operate in a larger domain of operating conditions compared to the industrial reactor while the parameters have the same effect on both reactors. The resulting reactor operation diagrams are a essential guide for engineers in the reactor design and operation practice
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Narbey, Marie-France. "Mesure de pression et de composition des gaz de fission dans les crayons combustibles des centrales à réacteurs à eau pressurisée par méthode acoustique." Montpellier 2, 2000. http://www.theses.fr/2000MON20011.
Full textAbstract:
Le travail presente dans le memoire concerne des aspects du fonctionnement des generateurs nucleaires. Ce travail est motive par des raisons de securite et recouvre des implication de gestion du combustible. L'objectif de cette etude est de proposer une methode non destructive de la mesure de la pression interne du crayon et de l'analyse de la composition des gaz qu'il renferme. Elle doit permettre d'ameliorer la securite et d'accroitre la duree de vie des crayons combustibles. Le premier chapitre rappelle le principe de fonctionnement d'un reacteur nucleaire. Le deuxieme est consacre aux procedes deja existants. Si l'acoustique est aujourd'hui la methode non destructive la mieux adaptee, les etudes precedentes ont demontre que les possibilites offertes l'acoustique ne sont pas totalement satisfaisantes. Le principe d'un capteur specifique est presente dans le troisieme chapitre. Deux modes d'exploitation du capteur sont envisages afin de pouvoir evaluer ulterieurement leur capacite a delivrer des signaux contenant des informations pertinentes. Dans le quatrieme chapitre sont presentees les relations thermodynamiques permettant de constituer un modele de l'evolution de la vitesse de propagation des ondes ultrasonores en fonction de la pression et de la composition du melange gazeux. Enfin, dans le dernier chapitre sont regroupes les resultats experimentaux et des perspectives sont presentees. En conclusion, les resultats obtenus apportent un reponse partielle au probleme industriel pose mais offrent des perspectives prometteuses afin de le resoudre completement.
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Fenard, Yann. "Etude expérimentale et modélisation de l’oxydation de composés organiques à des fins de sécurité industrielle : cinétique d’oxydation des butènes (1-, cis-2-, trans-2- et iso-)." Thesis, Orléans, 2014. http://www.theses.fr/2014ORLE2059/document.
Full textAbstract:
Dans le cadre du projet DISPATMO (étude de la prévision des risques de pollution liés à la dispersion atmosphérique de produits chimiques), des études de risques liés aux incendies et explosions dus aux produits chimiques stockés sur deux sites tests ont été menées. Le but est d’identifier les produits de combustion de certains composés cibles définis au début du projet, ainsi que d’estimer leur concentration. Les composés tests sont l’éthanol, le 2-butanone, le toluène et le solvant TIFLEX. Ces composés sont susceptibles, surtout à richesse élevées, de former des quantités non-négligeables d’isomères du butène, composés chimiques connus pour être d’importants intermédiaires de la combustion d’hydrocarbures. Après une étude bibliographique sur les isomères du butène, de l’éthanol, de la 2-butanone et du toluène, un mécanisme cinétique détaillé pour simuler l’oxydation de ces composés a été proposé. Une étude expérimentale de l’oxydation de 4 butènes (1-butène, trans-2-butène, cis-2-butène et iso-butène) a été réalisée en réacteur auto-agité (T = 900-1440 K, p = 1 atm, = 0,25, 0,5, 1 et 2, = 70 ms) et en chambre de combustion sphérique (Ti = 300 K, pi = 1, 2, 3 et 5 atm, = 0,8-1,4). Les résultats obtenus ont été confrontés à la simulation. Des données expérimentales issues de la littérature ont été utilisées afin de valider le modèle pour l’oxydation de l’éthanol, de la 2-butanone, du toluène et des isomères du butène. Enfin, une étude expérimentale de l’oxydation du solvant TIFLEX a été menée en réacteur auto-agité (T = 740-1310 K, p = 1 atm, = 0,5, 1 et 2) pour en connaître la composition ainsi que pour identifier et quantifier les produits d’oxydation. Le mécanisme cinétique proposé comporte un coeur C0-C4 robuste, en faisant un outil prédictif fiable, pouvant servir de base à des mécanismes plus étendus capables de représenter la combustion de nombreuses autres espèces (alcanes, alcènes, alcools, aldéhydes ou cétones), par ajout de sous-mécanismesIn the context of the DISPATMO project (study of the forecast of the risks of pollution related to the atmospheric dispersal of chemicals), risk studies linked to the fires and the explosions due to chemical storage were conducted. The purpose is to identify the combustion products of certain target compounds defined at the beginning of the project, as well as to estimate their concentration. The target compounds include ethanol, 2-butanone, toluene and the solvent TIFLEX. These compounds lead, especially in fuel-rich conditions, to the formation of high quantities of butene isomers, compounds known as important intermediates of hydrocarbon combustion. After a bibliographical study on butene isomers, ethanol, 2- butanone and toluene, a detailed kinetic mechanism for the simulation of the oxidation of these compounds was proposed. An experimental study of the oxidation of the butene isomers was performed in a jet-stirred reactor (T = 900-1440 K, p = 1 atm, = 0.25, 0.5, 1 and 2, = 70 ms) and in a spherical combustion chamber (Ti = 300 K, pi = 1, 2, 3 and 5 atm, = 0.8-1.4). Experimental results were compared with their simulations. Experimental data from the literature were used to validate the model for the oxidation of ethanol, 2-butanone, toluene and butene isomers. Finally, an experimental study of the oxidation of the solvent TIFLEX was performed in the jet-stirred reactor (T = 740-1310 K, p = 1 atm, = 0.5, 1 and 2) in order to know the composition as well as to identify and quantify of the oxidation products. The proposed kinetic mechanism contains a strong C0-C4 base, resulting in a reliable predictive tool, which can be used as a base in larger mechanisms simulating the combustion other species (alkanes, alkenes, alcohols, aldehydes or ketones), by addition of sub-mechanisms
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Mitrovic, Marijana. "Étude des transferts de matière dans un réacteur triphasique gaz-liquide-solide, d'investigation cinétique (réacteur Robinson-Mahoney)." Lyon 1, 2001. http://www.theses.fr/2001LYO10175.
Full textAbstract:
Les procédés triphasiques gaz-liquide-solide sont largement utilisés pour les réactions d'hydrotraitement. Le développement de tels procédés impose une modélisation aussi précise que possible afin de limiter les expériences pilotes longues et coûteuses. Cette modélisation nécessite une connaissance approfondie de la cinétique des réactions. Elle requiert donc l'utilisation de réacteurs de laboratoire dédiés à l'investigation cinétique tel que le réacteur Robinson-Mahoney. Ce dernier a été conçu pour offrir un bon contact entre les phases gaz et liquide d'une part et les phases solide et liquide d'autre part. Si ce réacteur présente certains avantages pour les études cinétiques (réacteur parfaitement agité), nous ne connaissons pas le domaine de conditions expérimentales pour lequel le réacteur fonctionne effectivement en régime chimique. Ce travail a pour objet l'étude des transferts de matière gaz-liquide et solide-liquide dans le réacteur Robinson-Mahoney. Nous avons sélectionné les méthodes d'absorption de gaz et de dissolution de solide pour mesurer le coefficient de transfert de matière gaz-liquide, kLaL, et le coefficient de transfert de matière solide-liquide, kS, respectivement. Pour chaque coefficient nous avons étudié l'influence de plusieurs paramètres tels que la vitesse d'agitation ainsi que les propriétés du liquide. Dans le cas du transfert solide-liquide, nous nous sommes intéressés à la relation entre kS et la vitesse du liquide. Enfin, nous avons proposé une corrélation pour l'estimation de kLaL et kS.
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Houhou, Jamil. "Le réseau d'assainissement urbain : du collecteur au réacteur bio-physico-chimique." Thesis, Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2008. http://www.theses.fr/2008INPL071N/document.
Full textAbstract:
Ce travail décrit certains aspects du réseau d’assainissement en tant que réacteur bio-physico-chimique. Les objectifs principaux sont : d’identifier et de quantifier les sources des eaux circulant dans les collecteurs en se basant sur les signatures isotopiques des eaux et des sulfates dissous; de déterminer la nature minéralogique des phases porteuses des métaux lourds et d’étudier leur cycle géochimique par MET et MEB couplés à la EDXS ; de mettre en évidence la présence d’échange de matière entre les eaux usées et les biofilms par CLSM et MET et d’étudier les conditions hydrodynamiques impliquées dans cet échange dans un réacteur pilote (Couette-Poiseuille). On montre que les données isotopiques permettent d’évaluer la présence des évolutions de concentration des éléments transportés dans le réseau. Le rôle du réseau en tant que réacteur apparaît dans l’évolution de la nature minéralogique des phases phosphatées vers l’aval du réseau et dans la précipitation des métaux lourds dans les compartiments anaérobiques sous forme de phases sulfurées néoformées. Les dépôts des regards de façade et les biofilms sont les lieux de cette néoformation. A l’échelle de la matière organique, l’auto-épuration est révélée par les échanges entre les biofilms et les matières en suspension (MES) suite à la présence des fibres de cellulose dans la structure des biofilms et de morceaux de biofilms au sein de la MES. La majeure partie de ces évolutions se situe en amont du réseau où les contrastes physicochimiques sont les plus importants. Finalement, les expériences modèles au sein du réacteur ont montré l’implication de l’hydrodynamisme dans le détachement des biofilmsThis work describes the sewer system as an integrated part of the wastewater treatment system. The main objectives of this study were: identification and quantification of water sources collected in sewer system, referring to isotopic signatures of water and dissolved sulfates; identification of the mineralogical nature of trace element carriers and determination of their geochemical evolution within the sewer by TEM and SEM coupled with EDSX ; Evidencing exchanges between sewage and biofilms, using CLSM and TEM, and investigating hydrodynamic conditions controlling this exchange in an experimental set-up (Couette-Poiseuille reactor). The results indicate that isotopic data may be used to study the tightness of sewer lines and to evaluate the evolution of element concentrations along sewer. Implication of the sewer system as a true biophysicochemical reactor is evidenced in our study by the evolution of the mineralogical nature of phosphate phases downstream of the sewer and by heavy metal precipitations in anaerobic conditions as neoformed sulfide phases. Sump pit deposits and biofilms represent the earlier stage of this neoformation. Organic matter biodegradation was revealed by TEM examination of SM whereas the exchange between biofilms and SM was shown by CLSM. Cellulose fibers from SM were found embedded in exopolymer biofilm matrices and detached fragments from biofilms were identified in sewage. The majority of these evolutions are located upstream of sewer system in which the contrast in physicochemical properties are the most significant. Finally, biofilm model investigations and image processing showed that hydrodynamic conditions are largely implicated in biofilm detachment
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Paola, Ercole De. "Modélisation du fonctionnement d'un réacteur d'épitaxie à barillet." Toulouse, INPT, 1999. http://www.theses.fr/1999INPT005G.
Full textAbstract:
Ce travail de recherche est realise en collaboration avec la societe epitech, filiale de sumitomo sitix group. Il consiste a apporter des ameliorations aux reacteurs de production par la mise au point d'une modelisation des phenomenes de transfert thermique, d'ecoulement et de transfert de matiere. La societe effectue des depots de silicium epitaxies dopes ou non a partir de trichlorosilane sous atmosphere d'hydrogene dans des reacteurs de cvd (chemical vapor deposition) a barillet fonctionnant a pression atmospherique. L'epitaxie constitue l'une des premieres etapes de la fabrication de composants electroniques. L'operation de depot chimique a partir de la phase vapeur consiste a mettre en contact un ou plusieurs substrats avec un ou plusieurs gaz reactifs dans une enceinte reactionnelle. Les gaz reagissent chimiquement avec les substrats afin de deposer sur ces derniers un film solide. L'objectif de cette recherche est de determiner les origines des heterogeneites en epaisseur des depots obtenus experimentalement et d'apporter des solutions. Le code de calcul estet, reconnu pour son efficacite quant a la determination des ecoulements, est adapte aux traitements des equations de transfert de matiere liees a la chimie complexe du reacteur. Il a ete montre que les ecoulements etablis au voisinage des substrats sont instables a la realisation de depot uniforme. Une etude de plusieurs configurations geometriques d'injection montre qu'aucune amelioration n'est constatee. Une proposition de la modification de l'injection des gaz dans le reacteur a donc abouti a l'adaptation d'une nouvelle methode d'injection sur les reacteurs de production. Les simulations ont permis de determiner les conditions operatoires optimales pour cette nouvelle configuration d'injection. Les reacteurs de production sont actuellement tous equipes de ce nouveau type d'injecteur. Un modele chimique complet integrant a la fois les reactions en phase gazeuse et les reactions de surface est etabli. Les donnees cinetiques correspondantes sont determinees. Une validation du modele est realisee par comparaison avec les profils experimentaux de la vitesse de depot. Il a ete montre que le gaz source de silicium initialement introduit dans le reacteur (sihcl 3) contribue, au plus, a 5% au depot total. Sih 2cl 2 et sicl 2 contribuent, pour leur part, respectivement a 43% et a 52% du depot total. Les reactions chimiques en phase gazeuse sont donc tres importantes pour notre systeme chimique. Au niveau de la surface de depot, des reactions d'equilibre d'adorsption-desorption ont ete considerees pour les especes sources de silicium qui deposent en competition avec l'hydrogene. Une relation importante entre la temperature de la surface du suscepteur et la vitesse de depot est mise en evidence. Les heterogeneites de l'epaisseur des couches realisees sont essentiellement dues au profil thermique non uniforme de la surface de depot. Celui-ci est, a son tour, influence par l'ecoulement du melange gazeux au voisinage du barillet. Les parametres importants du systeme sont donc ceux qui agissent directement sur l'ecoulement.
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Hijazi, Houssam. "Réactivité chimique des aérosols d'iode en conditions accidentelles dans un réacteur nucléaire." Thesis, Lille 1, 2017. http://www.theses.fr/2017LIL10098/document.
Full textAbstract:
Lors d’un accident nucléaire grave, plusieurs produits de fission peuvent être libérés dans l'environnement. Parmi ces produits, l'iode radioactif (131I) est un des produits les plus dangereux en raison de ses conséquences radiologiques élevées durant les premières semaines suivant l'accident. Cet iode radioactif va principalement former des aérosols (CsI et AgI) dans le système de refroidissement du réacteur. Ils pourront ensuite réagir dans une atmosphère oxydante et humide pour former l’iode moléculaire gazeux I2. L'objectif de ce travail est d'étudier la réactivité des aérosols d'iodure afin d’identifier des voies chimiques possibles conduisant à la formation d'espèces d'iode volatiles. Nous avons mené une étude théorique basée sur la théorie fonctionnelle de la densité, comprenant les corrections de Van Der Waals, pour définir les mécanismes des réactions chimiques se produisant à la surface des aérosols. Les résultats montrent que l'adsorption de l'eau sur les particules CsI et AgI n'est possible qu’a basse des températures et pour des taux d’humidité élevées, non représentatives des conditions présentes dans l’enceinte de confinement mais pouvant être rencontrées à l’extérieur de cette même enceinte. Plusieurs voies de réaction conduisant à la formation d'espèces d'iode volatiles (I2, IOH et IH) ont été explorées. Ces travaux montrent que la formation de ces espèces nécessite une double oxydation de la surface. L’oxydant le plus réactif est OH°, résultant de la radiolyse à la vapeur. Dans ce cas, l'énergie d'activation pour formation d'I2 est respectivement de 1,2 eV et 1,0 eV pour CsI et du AgIIf a nuclear severe accident happens to a nuclear power plant, fission products can be released in the environment by some leakages of the nuclear containment building. Among them radioactive iodine is one of the most dangerous species due to its high radiological consequences during the first weeks after the accident, mainly due to 131I isotope. Some iodide aerosols, formed in the reactor coolant system, are expected to reach the containment, typically CsI and AgI, and next can react in moist oxidizing atmosphere resulting from steam/oxygen radiolysis to form gaseous molecular iodine, I2. The aim of this work is to study the reactivity of iodide aerosols, it means understand/identify possible chemical pathways leading to the formation of volatile iodine species. Theoretical study based on density functional theory (DFT) including Van Der Waals corrections were performed to study at the molecular scale the chemical reactivity at the aerosol surfaces. Thermodynamic model was used also to determine the effect of temperature and pressure on the reactivity.The results show that adsorption of water on the CsI and AgI particles is only possible at low temperatures, not representative of severe accident conditions. Several reaction pathways leading to the formation of volatile iodine species (I2, IOH and IH) were explored. These works show that formation of these species requires the oxidation the surface twice. One type of oxidant were tested which is OH°, resulting from steam radiolysis and initially present in the containment after radiolysis of water. The activation energy of I2 formation using OH° oxidants is respectively 1.2 and 1.0 eV for CsI and AgI oxidation processes
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Madad, Nidal. "Fractionnement et polymérisation enzymatique des lignosulfonates de sodium : études structurale, chimique, physico-chimique et cinétique." Thesis, Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2011. http://www.theses.fr/2011INPL055N/document.
Full textAbstract:
Ce travail a pour objectif d’étudier l’effet de la diafiltration et de la polymérisation enzymatique sur l’hétérogénéité, la composition chimique et les propriétés physico-chimiques des lignosulfonates en solution. Le fractionnement par procédé membranaire a été mené par diafiltration. Les lignosulfonates ont été fractionnés en cinq fractions de différents poids moléculaire et polydispersité variant de 1400 g.mol-1 à 19500 g.mol-1 et de 1,4 à 3,5 respectivement. Les résultats indiquent que la diafiltration permet d’obtenir des fractions qui présentent des propriétés augmentées et/ou différentes du produit non fractionnés et une distribution moins hétérogène. Les fractions de poids moléculaire en poids de 2500 g.mol-1 et 4300 g.mol-1 ont la plus grande concentration en groupements hydroxyles et sulfoniques, ce qui affecte leurs propriétés, puisqu’elles présentent des activités de surface et antioxydantes supérieures aux lignosulfonates non fractionnés. La polymérisation enzymatique des lignosulfonates par la laccase a été étudiée en présence ou en absence de médiateur. La polymérisation des lignosulfonates a été constatée comme produit de leurs oxydations (SEC). Les principaux facteurs influant sur la polymérisation des lignosulfonates sont (i) une très grande concentration en lignosulfonates, (ii) l’utilisation des laccases fongiques (laccase de Trametes versicolor) avec un potentiel redox élevé et (iii) l'utilisation de l’acétosyringone ou l’acide violurique comme médiateur. L’effet du mode de conduite (discontinu, continu et semi continu) de la réaction de polymérisation des lignosulfonates a été rapporté. La comparaison des résultats des trois modes de mise en œuvre a indiqué que le mode en continu conduit à une augmentation importante du poids moléculaire (30600 Da) et à la diminution la plus importante de la polydispersité des polymères synthétisés (3,7). Ainsi, ce mode de conduite de la réaction est plus adapté pour obtenir des produits homogènesThis work aims to study the effect of diafiltration and enzymatic polymerization on the heterogeneity, the chemical composition and physicochemical properties of lignosulfonates in solution. Membrane fractionation process was carried out by diafiltration. The lignosulfonates were fractionated into five fractions with different molecular weights and polydispersity ranging from 1400 g mol-1 to 19500 g mol-1 and from 1.4 to 3.5, respectively. The results indicate that diafiltration allows obtaining fractions which have enhanced and/or different properties from unfractionated product and a less heterogeneous distribution. Fractions with a weight average molecular weight between 2500 g mol-1 and 4300 g mol-1 have the largest concentration of hydroxyl and sulfonic groups which affect their properties, since they exhibit surface and antioxidant activities higher than unfractionated lignosulfonates. The enzymatic polymerization of lignosulfonates by laccase was studied in the presence or absence of mediator. The polymerization of lignosulfonates was observed as a product of their oxidation by SEC. The main factors influencing the polymerization of lignosulfonates are (i) a very high concentration of lignosulfonates (ii) the use of fungal laccases (laccase from Trametes versicolor) with a high redox potential (iii) the use of acetosyringone or violuric acid as mediator. The effect of the reactor mode (batch, continuous and semi continuous) of the polymerization of lignosulfonates has been reported. Comparison of the results of the three modes has shown that the continuous mode led to a significant increase in molecular weight (30600 Da) and the largest decrease of the polydispersity of the synthesized polymers (3.7). Thus, this mode of conducting the reaction is more suitable for homogeneous products
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Wiss, Jacques. "Contribution à l'étude de la sécurité des réacteurs chimiques au point d'ébullition par utilisation du refroidissement par évaporation : techniques d'évaluation des risques, méthodes de conception d'installations sûres." Mulhouse, 1992. http://www.theses.fr/1992MULH0250.
Full textAbstract:
L'étude de la sécurité ou de la conception d'un procédé chimique sous des conditions de reflux comprend quatre volets : 1) les données thermo-chimiques de la réaction déterminées par une nouvelle méthode de mesure de l'enthalpie de réaction et du flux de chaleur grâce à un calorimètre à flux de chaleur ; 2) la puissance de refroidissement maximale du condenseur est calculée afin d'éviter la dispersion d'un nuage de vapeurs inflammables et/ou toxiques dans l'atmosphère ; 3) une nouvelle corrélation permettant de prévoir l'engorgement du tube des vapeurs est proposée. La puissance thermique maximale admissible dépend de l'enthalpie de vaporisation du solvant et de la section du tube des vapeurs ; 4) la puissance thermique maximale possible pour éviter le trop plein du réacteur induit par l'augmentation du volume apparent à l'ébullition est calculée. Ces paramètres peuvent être calculés à l'aide du logiciel de simulation qui a été développé. Une méthodologie récapitulant la marche à suivre pour la conception et l'étude de la sécurité de tels procédés est présentée sous forme d'un arbre de décisions
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Benbelkacem, Hassen. "Modélisation du transfert de matière couplé avec une réaction chimique en réacteur fermé." Toulouse, INSA, 2002. http://www.theses.fr/2002ISAT0024.
Full textAbstract:
L'étude a trait aux réactions gaz-liquide appliquées à l'ozonation d'eaux résiduaires. La première partie présente un modèle de description global d'un réacteur gaz-liquide semi-fermé où ont lieu transfert de matière et réactions chimiques irréversibles. Développé dans Matlab, il reprend la résolution du modèle du film et en intègre les résultats dans les bilans matière d'évolution des espèces. Une attention particulière est portée au régime intermédiaire. L'utilisation d'un facteur d'épuisement D associé au facteur d'accélération E permet de comparer l'importance de la réaction dans le film à celle au sein du liquide. La deuxième partie concerne le traitement d'eaux résiduaires par l'ozone. Les expériences sont effectuées en colonne à bulles sur les acides maléique et fumarique. En confrontant les profils expérimentaux et ceux du modèle, les constantes de vitesse d'ozonation sont déterminées. Les profils de E et D permettent de connaître la fraction d'ozone qui réagit dans le filmThis work is related to ozone treatment of organic wastes, a gas-liquid reaction. In the first part, a model is proposed for the description of a semi-batch gas-liquid reactor. This model accounts for mass transfer and for irreversible chemical reactions. Using Matlab, the film model is solved and the results are included in the mass balances within the reactor. The 'intermediate regime' is specially studied by introducing a new parameter, the depletion factor D. Associated with the enhancement factor E, it allows the determination of the part of reaction occurring within the film. The second part of this work is specifically related to ozone treatment of organic wastes. Experiments on maleic acid and fumaric acid ozonation are conducted in a bubble column reactor. The rate constants are determined by a trial and error method which compares experimental and numerical results. The ozone fraction reacting within the film is also determined by following the variation of E and D with time
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Ajzenberg, Nancy. "Étude et modélisation d'une polymérisation en suspension dans un réacteur tubulaire." Toulouse, INPT, 1999. http://www.theses.fr/1999INPT009G.
Full textAbstract:
Le sujet de cette etude porte sur la copolymerisation du methacrylate de 2-hydroxyethyle (hema) avec un reticulant, le dimethacrylate d'ethylene glycol (egdma) dans un reacteur tubulaire. Le poly(methacrylate de 2-hydroxyethyle) (phema) est un polymere hydrophile qui a trouve de nombreuses applications dans le domaine biomedical. Les particules de phema reticulees sont utilisees pour generer des embolies artificielles mais sont aussi utilisees comme supports en chromatographie. Dans cette etude, des experiences isothermes a l'analyse enthalpique differentielle (aed) sont menees afin de determiner la quantite de chaleur degagee par la reaction, l'evolution de la conversion avec le temps, les taux de reactivite ainsi que les constantes de vitesse de dissociation et de terminaison. L'effet de gel est considere comme un parametre important dans ce type de copolymerisation. Il a ete pris en compte par deux modeles qui ont ete compares. Par la suite, un modele dynamique considerant le regime laminaire a ete etabli dans un reacteur tubulaire. Les bilans de matiere des reactifs et des moments d'ordre zero et un ont ete consideres. Ces modeles ont permis de suivre l'evolution de la reaction ainsi que l'effet de gel dans le reacteur tubulaire en fonction du nombre de reynolds, de la temperature, et des concentrations initiales des reactifs.
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Aujollet, Yvan. "Etude des interactions chimiques iode-peinture dans un réacteur nucléaire (réacteur à eau pressurisée) en situation d'accident grave." Aix-Marseille 3, 1999. http://www.theses.fr/1999AIX30085.
Full textAbstract:
Dans le scenario d'un accident grave d'un reacteur nucleaire a eau pressurisee, 10 a 12 kg d'iode actif s'echapperait du cur entrainant des risques importants pour les populations. Dans les experiences de type phebus, il a ete retrouve de faibles proportions d'iodures organiques provenant de l'interaction de l'iode avec les surfaces peintes du reacteur. Le but de cette etude etait de comprendre les interactions entre l'iode et le polymere organique de la peinture pour entrevoir les mecanismes de relargage de ces iodures organiques. Notre etude a eu pour objet d'identifier tous les composants organiques de la peinture, de determiner la structure de base d'un maillon de polymere, de synthetiser divers fragments pouvant simuler le polymere et enfin de tester ces modeles dans differentes conditions (variations de la temperature et de la nature du rayonnement). Ainsi, d'apres ces modeles, la retention d'iode se ferait a partir de reactions avec les amines secondaires ou tertiaires, formant des complexes de type transfert de charge. Dans certains cas, si l'amine complexee est tertiaire, des reactions d'oxydation ont ete observees. De plus, le polymere de type epoxy possedant un enchainement bisphenol presente une grande fragilite a 130\c et en presence de rayonnement gamma. Malgre les differentes reactions de degradation du polymere, cette etude a montre la difficulte d'interpreter des reactions organiques presentant de tres faibles rendements, en particulier les reactions de production d'iodures d'alkyle.
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Susianto. "Absorption simultanée de SO 2 et NO 2 dans un réacteur gaz-liquide mécaniquement agité." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2001. http://www.theses.fr/2001INPL015N.
Full textAbstract:
Dans le cadre du traitement d'un effluent gazeux contenant simultanément du dioxyde de soufre (SO 2) du dioxyde d'azote (NO 2), l'objectif de l'étude est d'utiliser, après absorption des deux réactifs dans une phase aqueuse, le caractère réducteur des ions sulfites pour transformer les ions nitrites en produits moins pénalisants vis-à-vis de l'environnement, la réaction étant effectuée a une température voisine de la température ambiante. La réaction entre les ions sulfites et nitrites est étudiée a 25 °c dans un réacteur ferme mécaniquement agite en présence d'un excès de sulfites. Elle dépend fortement du ph. Pour les ph fortement acides (pH < 1), la réaction conduit a la formation de protoxyde d'azote (N 2O). En milieu légèrement acide (pH compris entre 4 et 5), les ions nitrites sont transformes en acide hydroxylamine disulfonique (HADS). Pour des ph compris entre 2 et 3, la transformation fait apparaitre les deux étapes précédentes et une troisième étape correspondant a une disparition de l' HADS. Enfin, pour des ph neutres et basiques, il n'y a aucune interaction entre les ions nitrites et sulfites. La cinétique de la réaction entre les pH 4 et 5 est du premier ordre pour chacun des deux réactifs et pour les ions h , la valeur de la constante de vitesse a 25°c étant égale a 3,92 x 10 [puissance]3 mol -2. L 2. S -1. L’absorption simultanée du dioxyde de soufre et du dioxyde d'azote est ensuite étudiée dans réacteur gaz-liquide mécaniquement agite, ferme pour la phase liquide et ouvert pour la phase gazeuse. Après avoir précise la nature de l'écoulement de la phase gazeuse au sein du réacteur, les caractéristiques de transfert gaz-liquide des deux réactifs sont évaluées de manière indépendante pour chacun des deux réactifs a pH 4 et 5. Les variations du débit de réactif transféré et de l'efficacité du transfert gaz-liquide sont précisées en fonction du débit volumique de phase gazeuse. L’absorption simultanée des deux réactifs montre que le transfert du SO 2 est limite par la résistance diffusionnelle en phase gazeuse. En revanche, celui de NO 2 est modifié et augmente sensiblement par suite de la réaction entre les ions nitrites et sulfites. Une modélisation simplifiée du réacteur gaz-liquide permet de rendre compte des variations au cours du temps des concentrations de sulfites et de nitrites de la phase aqueuse du réacteur gaz-liquide mécaniquement agité.
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Faid, Farid. "Mesures locales, chimique et électrochimique, des effets des ultrasons dans diverses configurations réacteur-émetteur." Toulouse, INPT, 1994. http://www.theses.fr/1994INPT028G.
Full textAbstract:
Les ultrasons de puissance ont des effets physiques et chimiques remarquables, en particulier sur les milieux polyphasiques, mais l'evaluation locale de ces effets reste une preoccupation majeure des chercheurs et industriels. Diverses methodes de mesure existent: des mesures globales (radiation, electrique, chimie,) quelquefois absolues et des mesures locales (thermique,) plutot relatives. Nous avons retenu pour cette etude le capteur electrochimique (mesure du coefficient de transfert de matiere solide-liquide) ainsi qu'un capteur chimique (oxydation de l'iodure de potassium ki) que nous avons mis en uvre localement, conjointement a la mesure calorimetrique de la puissance dissipee dans le milieu pour assurer le controle de l'emission. Une bonne similitude des mesures a ete observee. Ces metrologies ont ete appliquees a l'investigation de trois types de reacteurs: cup horn, sonde plongeante et tube vibrant. L'influence des parametres ultrasonores (frequence et surtout puissance) et de la geometrie (position de l'emetteur et hauteur de liquide) a ete etudiee sur les distributions locales. Les ondes stationnaires observees a faible intensite (surtout dans le cup horn), disparaissent a haute intensite (sonde) ou l'on a un fort amortissement des effets par le nuage de cavitation. C'est le tube qui fait apparaitre la meilleure homogeneite des profils aussi bien axiaux que radiaux
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Heinry, Didier. "Pompe à chaleur chimique solide-gaz : comportement d'un réacteur régénéré par des gaz chauds." Perpignan, 1992. http://www.theses.fr/1992PERP0132.
Full textAbstract:
Cette etude concerne l'utilisation des pompes a chaleur chimiques dans des systemes de climatisation utilisant comme source d'energie des gaz chauds. Un prototype de quelques kw, fortement instrumente, a ete realise et a permis, tout d'abord, de demontrer la faisabilite du systeme. Il a en outre permis par identification avec une modelisation de caracteriser l'element primordial, c'est-a-dire le reacteur-echangeur, par un certain nombre de parametres en vue d'une optimisation. Celle-ci est principalement basee sur un critere energetique
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Magro, Christian. "Valorisation des pailles de blé par fractionnement thermo-mécano-chimique dans un réacteur bivis." Toulouse, INPT, 1995. http://www.theses.fr/1995INPT057G.
Full textAbstract:
Le fractionnement des pailles de blé a été réalisé par injection de solutions de soude dans un réacteur bivis clextral du type BC 45. Les produits issus de ce traitement sont des fibres cellulosiques et un filtrat basique contenant une fraction ligneuse et des hémicelluloses. L'étude présentée comprend donc une étude bibliographique concernant les caractéristiques physico-chimiques des pailles de blé et les valorisations actuelles des produits du fractionnement. L'étude du procédé de fractionnement en réacteur bivis a nécessité d'une part la mise au point de l'analytique en ligne et d'autre part l'optimisation des conditions expérimentales. A la suite de ces résultats, il a été mis en place un procédé complet pour l'isolement des hémicelluloses et les traitements des effluents. Pour conclure, plusieurs voies de valorisation des fibres cellulosiques et des hémicelluloses sont proposées.
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Rodriguez, Ruvalcaba J. Ramiro. "Contribution à l'étude du fonctionnement d'un réacteur de CVD à lit fluidisé." Toulouse, INPT, 1997. http://www.theses.fr/1997INPT044G.
Full textAbstract:
Le procede de depot chimique a partir d'une phase vapeur (cvd pour chemical vapor deposition) presente une grande importance dans de nombreux secteurs industriels. Une de ses applications les plus recentes et prometteuse concerne le traitement de poudres en couche fluidisee, susceptible de creer des revetements protecteurs, ou bien de deposer des amas de matiere active a la surface de particules microporeusesconstituant ainsi des catalyseurs. Pour contribuer au developpement de cette technique, ce travail presente dans une premiere partie des experiences de depot de silicium sur des poudres compactes, a partir de silane. Une analyse des principaux incovenients du procede, tels que l'apparition de perturbations thermiques, la prise en masse de la couche et la production de fines indesirables a ete realisee. Les resultats de l'experience ont ete confrontes avec la simulation. Le bon accord obtenu entre les experiences et la simulation confirme les explications avancees. Dans une deuxieme partie, une etude hydrodynamique des couches fluidises sous vide en fonction de la pression et de la temperature a ete realisee qui permet d'affiner la comprehension des phenomenes se produisant lors des depots. Enfin, dans une troisieme partie sont presentees des experiences sur des particules poreuses a partir de silane et de disilane a pression atmospherique et sous vide. Les caracteristiques des pores avant et apres le depot ont ete determines par la methode d'adsorption bet et de desorption d'azote liquide. Les resultats montrent que les reactifs se deposent sur toute la surface des pores, que ce soit a pression atmospherique ou sous vide, a partir de silane ou de disilane, pour les conditions testees.
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Fongarland, Pascal. "Etude cinétique de l'hydrodésulfuration de composés soufrés de gazoles en réacteur continu parfaitement agité." Lyon 1, 2003. http://www.theses.fr/2003LYO10123.
Full textAbstract:
L'hydrodésulfuration (HDS) de composés soufrés de gazoles (7600 et 138 ppm de soufre total initial) issus de la distillation atmosphérique est étudiée pour des températures comprises entre 300 et 380 ʿC et 3,2 MPa de pression sur CoMo/ Al2O3. Le réacteur Mahoney-Robinson, continu agité, est choisi pour mesurer directement les vitesses de réaction. Les transferts de matière ont été mesurés pour s'assurer du régime chimique. Une analyse détaillée des composés soufrés permet de quantifier leurs vitesses de disparition. Les résultats obtenus confirment certaines données publiées: l'étude du rapport de réactivité implique l'existence des deux voies d'hydrogénation et d'hydrodésulfuration directe. Cependant, ils montrent des ordres variables par rapport à certains réactifs (négatif à faible conversion et premier ordre à forte conversion) qui impliquent de reconcevoir les modèles cinétiques. En HDS profonde, des dibenzothiophènes résiduels plus réfractaires que le 4,6-DMDBT ont été détectés.
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Crouslé, Olivier. "Analyse, mise au point et méthodes d'exploitation d'un réacteur chimique pilote pour calorimétrie de réaction." Lyon 1, 1996. http://www.theses.fr/1996LYO10191.
Full textAbstract:
Les calorimetres de reaction sont tres utiles dans la mise au point et les etudes de securite des procedes de l'industrie chimique. La modelisation dont ils font l'objet et leur systeme de regulation en font egalement des bancs d'essai reels interessants de la transferabilite industrielle d'algorithmes sophistiques d'automatique et de traitement du signal en vue de leur utilisation industrielle. La reconstruction du thermogramme, le flux de chaleur produit dans le reacteur, necessite toutefois une modelisation dynamique adaptee de l'appareil pour limiter les distorsions. Il requiert en plus une excellente resolution de l'acquisition numerique des temperatures, largement inferieure au centieme de degre celsius, pour limiter le bruit et les incertitudes de quantification des mesures lors des phases transitoires. A cote de cet aspect instrumental, des methodes de deconvolution de modele ou de signal ont ete proposees et appliquees
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Diaz-Salgado, Maria del Castanar. "Analyse par interferometrie holographique du champ thermique d'un réacteur de dépôt chimique en phase gazeuse." Perpignan, 1987. http://www.theses.fr/1987PERP0031.
Full textAbstract:
Les profils de temperature autour d'un substrat cylindrique ont ete obtenus pour des gaz neutres: ar, n::(2), avec une temperature de surface comprise entre 800 et 1200**(o)c et une pression totale dans le reacteur variant de 30 a 80 kpa. Une modelisation des profils de temperature est presentee dans le cas d'un echantillon cylindrique
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Mezghani, Mouhiba. "Commandes prédictives et par apprentissage itératif appliquées à la conduite thermique d'un réacteur chimique discontinu." Toulouse, INPT, 1999. http://www.theses.fr/1999INPT015G.
Full textAbstract:
Dans le domaine de la chimie fine, le reacteur discontinu est l'appareil autour duquel s'organise la production. La maitrise de ces reacteurs se ramene a un probleme de controle thermique qui reste tres delicat. Leur conduite thermique est essentiellement conditionnee par les elements places en amont (preparation des charges de reactifs, choix de la temperature et de la pression), les dispositifs places en aval (notamment pour la separation des produits) et la nature du systeme thermique de chauffage/refroidissement mis en jeu (mono-fluide ou multi-fluide). Que ce soit pour le systeme multi-fluide ou mono-fluide, on a toujours a faire face a un probleme mono-sortie (la temperature du milieu reactionnel) et une entree hybride (action discrete : choix du fluide ; action continue : calcul de l'action de commande). Ce travail concerne l'etude du controle thermique des reacteurs chimiques. Son objectif est triple, tout d'abord, il s'agit de developper un modele nominal pour la commande independant de la nature du fluide caloporteur mis en jeu. La methodologie consiste a interpreter la commande comme le flux thermique que doit fournir le systeme de chauffage/refroidissement au melange reactionnel. L'analyse, de ce flux permet de resoudre, d'une part, le probleme lie au choix du fluide en fonction des capacites calorifiques de chacun des fluides. D'autre part, une fois que ce choix est realise, cela permet de deduire la variable manipulee grace a une modelisation du systeme. Ce type de gestion constitue l'idee-cle de la conduite thermique de notre reacteur. Ensuite, deux types de commandes predictives sont elabores et etudies sur un simulateur. D'une part une commande predictive lineaire conventionnelle par analyse des fonctions de sensibilites usuelles. Ce type de commande lineaire a revele son handicap vis-a-vis du manque de connaissance des parametres cinetiques de la reaction mise en jeu. D'autre part, dans la mesure ou la plupart des reactions partagent la caracteristique essentielle d'etre repetitive, une commande predictive iterative a ete etudiee. Ce type de commande prend en compte des donnees entrees/sorties de l'experience precedente, ce qui permet d'ameliorer les performances en poursuite et regulation de l'experience courante. Enfin, ces differents types de commande ont ete valides sur un reacteur chimique multi-fluide de laboratoire.
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Prat, Laurent E. "Modélisation d'un réacteur thermo-mécano-chimique bi-vis utilisé en fractionnement de la matière végétale." Toulouse, INPT, 1998. http://www.theses.fr/1998INPT019C.
Full textAbstract:
Le developpement de nouvelles voies de valorisation chimique des productions agro-industrielles passe par une transformation susceptible d'apporter une valeur ajoutee, mettant en uvre des technologies proches de celles que ces industries maitrisent deja, et dont le dimensionnement est compatible d'une part avec leur capacite d'investissement et d'autre part avec les caracteristiques des productions vegetales (faible densite, couts de collecte et de transport). Les travaux effectues dans ce sens depuis plusieurs annees ont mis en evidence les possibilites offertes par le reacteur extrudeur bi-vis comme outil de fractionnement et de transformation des agroressources. L'adaptation de la configuration, du profil de vis et des conditions operatoires permettent d'exploiter le reacteur bi-vis comme un extracteur-raffineur des constituants de la matiere vegetale. Ce travail propose une premiere etape dans la modelisation d'un extrudeur bi-vis utilise en fractionnement de la matiere vegetale et plus particulierement en extraction solide/liquide. Il aborde la modelisation des phenomenes de transport d'un melange polyphasique solide/liquide au sein du reacteur grace a un modele monodimensionnel. Afin de predire les rendements d'extraction, un modele de transfert de matiere et de reaction est couple avec le modele de transport. Une methodologie est presentee pour acquerir en reacteur batch les grandeurs utiles au transfert de matiere au sein de matrices vegetales. Enfin, une approche energetique est proposee pour aborder la question de la repartition de la consommation en energie dans le reacteur et de sa modelisation.
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Fourdinier, Marion. "Etude d'un procédé industriel continu de synthèse catalytique d'un produit chimique." Phd thesis, Université d'Orléans, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00858400.
Full textAbstract:
Le glycérol est un coproduit de la filière des biocarburants obtenu par transestérification destriglycérides. Avec le développement des biocarburants, la production de glycérol est en pleine croissance.La consommation de glycérol comme additif dans les industries cosmétique, pharmaceutique et agroalimentairen'augmentant pas de manière aussi significative, l'excédent doit être valorisé. L'une des voies devalorisation est la synthèse du carbonate de glycérol qui est un intermédiaire intéressant pour la chimie fine.La méthode de synthèse utilisée au sein de l'industrie Novance est la carbonylation du glycérol par l'urée enprocédé discontinu. Cette réaction produit, en plus du carbonate de glycérol, une grande quantitéd'ammoniac gazeux extrait du milieu réactionnel par dépression. L'ampleur de ce dégagement gazeux ainsique son irrégularité au cours du temps représente la limitation de production du procédé discontinu. Le sujetde cette étude est de développer le procédé continu de cette synthèse afin de pallier ce problème. Pourréaliser le suivi de la réaction, des méthodes analytiques ont été développées dans un premier temps. Avecces outils, les connaissances du système discontinu ont été approfondies pour déterminer les critères dechoix du procédé continu. Une unité de désorption réactive a été ensuite conçue pour créer un systèmebiphasique gaz-liquide à contre-courant. Une série d'essais préliminaires a permis le développement duprocédé qui a été optimisé par un plan de Doehlert.
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Michau, Alexandre. "Dépôts chimiques en phase vapeur de revêtements à base de chrome sur surfaces complexes pour environnements extrêmes : expérimental et simulation." Thesis, Toulouse, INPT, 2016. http://www.theses.fr/2016INPT0088/document.
Full textAbstract:
La protection des gaines de combustible de réacteur nucléaire contre l’oxydation à haute température en conditions accidentelles est essentielle pour garantir leur intégrité, c’est-à-dire celle de la première barrière de confinement. Celle-ci peut s’effectuer par le dépôt d’un revêtement sur leur paroi interne et ce sont les procédés CVD qui sont les plus à même de le faire. Il s’agit plus précisément du procédé DLI-MOCVD qui a été utilisé ici pour déposer des revêtements à base de chrome (chrome métallique Cr(S) cristallisé) et de carbures de chrome (carbures de chrome CrxCy amorphes non recyclés, recyclés et CrxSizCy dopés au Si), réputés pour leur bonne résistance à l’oxydation. Afin d’améliorer la qualité des revêtements, le procédé de dépôt a été optimisé à l’aide de simulations numériques. Après une réflexion sur le mécanisme chimique, un modèle cinétique réactionnel du dépôt d’un revêtement CrxCy amorphe a pu être ajusté et validé. Il a aussi été montré que la solution utilisée de précurseur organométallique bis(arène)chrome et de solvant toluène pouvait être directement recyclée, augmentant ainsi le potentiel d’industrialisation du procédé. Les propriétés physico-chimiques et structurales des revêtements déposés avec ce procédé ont été caractérisées. Une étude des propriétés mécaniques de ces revêtements a par ailleurs été entreprise. Il en ressort que, comparés à des revêtements apparentés déposés par d’autres procédés, ceux déposés par DLIMOCVD possèdent notamment une dureté élevée (jusqu’à une trentaine de GPa), des contraintes résiduelles en compression, une bonne adhérence avec leur substrat et enfin une résistance à l’usure abrasive différente suivant la température. L’évaluation de leur résistance à l’oxydation à 1200 °C a révélé les excellentes performances des revêtements en carbures de chrome amorphes, qui permettent de retarder l’oxydation catastrophique de plus de deux heures pour une épaisseur de 10 µm. Tous les autres revêtements augmentent la tenue en température des substrats en zircaloy mais ne retardent pas autant l’oxydation catastrophiqueNuclear fuel cladding tubes resistance against high temperature oxidation during accident conditions is crucial because it means protecting the first containment barrier. This can be done by coating the inner wall of the cladding tube with CVD processes, which are most likely to do so. More specifically, we used DLI-MOCVD to grow chromium based (Cr(S), metallic crystalline chromium) and chromium carbides based (amorphous chromium carbides CrxCy, recycled CrxCy, silicon doped CrxSizCy) coatings, known for their good oxidation resistance. The coating process was optimized using numerical modelling to improve coatings performance. A reaction kinetics model of the deposition process of amorphous CrxCy coatings was adjusted and validated after the identification of the chemical mechanism. It was also shown that the liquid solution containing organometallic precursor (bis(arene)chromium) and solvent (toluene) could be directly recycled, thereby increasing the industrialization potential of such process. Physical, chemical and structural properties of coatings deposited with this process were characterized. A study of the coatings mechanical properties has also been undertaken. It shows that compared to related coatings grown with other processes, those deposited by DLI-MOCVD exhibit a particularly high hardness (up to 30 GPa), compressive residual stresses, good adhesion with the substrate and finally a different abrasive wear resistance depending on the temperature. The assessment of their oxidation resistance at 1200 °C revealed excellent performances of amorphous chromium carbides coatings, which can delay catastrophic oxidation up to two hours with only a 10 µm thickness. All the other coatings only increase the thermal resistance of zircaloy substrates
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Chehouani, Hassan. "Contribution à l'étude théorique et expérimentale de la phase gazeuse dans un réacteur de depot chimique." Perpignan, 1990. http://www.theses.fr/1990PERP0091.
Full textAbstract:
Le depot chimique a partir d'une phase gazeuse est un procede qui suscite un grand interet pour l'industrie de demain. La plupart des applications existant au niveau industriel necessitent une connaissance approfondie des mecanismes physico-chimiques mis en jeu par ce procede. Notre contribution est l'etude theorique et experimentale de l'hydrodynamique et de la thermique de la phase gazeuse dans un reacteur de vapodeposition a paroi froide. Sur le plan experimental, nous avons utilise l'interferometrie holographique pour determiner la cartographie des temperatures dans le reacteur. Cette technique optique ne perturbe pas le milieu et offre un suivi en temps reel du comportement thermique de la phase gazeuse. Nous nous sommes attaches a l'amelioration du traitement de l'information contenue dans un interferogramme axisymetrique en utilisant un dispositif de traitement d'images pour augmenter la precision de la mesure et la rapidite de l'acquisition. Sur le plan theorique, nous avons propose un modele fonde sur la formulation et la resolution des equations de navier-stokes et de l'energie ecrites en formulation elliptique. Le code de calcul ainsi realise nous a permis d'avoir une description fine des ecoulements bidimensionnels et des champs de temperature et de vitesse en tout point du reacteur. Dans la derniere partie, nous avons confronte les previsions theoriques et experimentales. Ces comparaisons ont permis de valider le modele sur le plan thermique et ont montre que celui-ci etait un outil tout-a-fait adapte a la description de la thermique et l'hydrodynamique dans un reacteur de vapodeposition
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Maupome, Carvantes Alejandro. "Équilibre thermodynamique, transfert de matière et cinétique chimique dans un réacteur agite gaz-liquide sous pression." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1987. http://www.theses.fr/1987NAN10305.
Full textAbstract:
Étude de l'absorption avec réaction dans un réacteur agité à interface plane pour le système CO2-DEA (diéthanolamine) en phase aqueuse à 303 k pour des pressions de 0,1 à 10 MPa. On suit l'influence de la pression sur les trois paramètres du titre. Le coefficient de transfert de matière volumétrique côté liquide est indépendant de la pression, et décroit avec la pression côté gaz. La pression n'influe pas sur l'ordre partiel de la réaction vis-à-vis de CO2 et DEA
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Tighezza, Ammar. "Etude cinétique des réactions : C1 + CH4 et H + iC4H10 par la technique du réacteur à écoulement rapide et décharge micro-onde couplée à un spectromètre de masse." Lille 1, 1989. http://www.theses.fr/1989LIL10059.
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Hassnaoui, El Hassan. "Etude mathématique, simulation et contribution à la modélisation d'un réacteur de craquage catalytique." Saint-Etienne, 1992. http://www.theses.fr/1992STET4020.
Full textAbstract:
Dans ce travail, on présente une étude mathématique et numérique d'un modèle décrivant l'évolution des espèces chimiques dans un réacteur de craquage catalytique. Dans une première partie, on présente la modélisation du réacteur. Le modèle présenté fait intervenir une famille d'équations aux dérivées partielles non linéaires de type convection-diffusion-réaction. Dans la seconde partie, on propose une étude mathématique du problème. Dans cette étude, on distingue le cas stationnaire du cas non stationnaire. Pour le premier cas, on a une famille d'équations elliptiques non linéaires. Des résultats d'existence et de régularité de la solution sont obtenus, et sous certaines conditions sur les paramètres cinétiques, un résultat d'unicité est établi. Pour le cas non stationnaire, on a un système d'équations paraboliques non linéaires, des résultats d'existence et d'unicité sont obtenus. Enfin dans la dernière partie, on applique une méthode itérative de linéarisation au problème stationnaire. La convergence de cette méthode est établie. On utilise, ensuite, de façon à obtenir une formulation discrète, un schéma aux différences finies. Quant aux résultats numériques, ils sont compatibles avec les résultats expérimentaux réalisés sur sites industriels
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Guillaumé, Mathieu. "Modélisation de l'interaction entre le cœur fondu d'un réacteur à eau pressurisée et le radier en béton du bâtiment réacteur." Thesis, Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2008. http://www.theses.fr/2008INPL107N/document.
Full textAbstract:
Les accidents graves de centrales nucléaires ont une probabilité d’occurrence très faible, mais compte tenu des risques encourus, il est nécessaire de savoir prédire l’évolution de l’accident. Dans le scénario le plus critique, le dégagement de chaleur induit par la désintégration des produits de fission entraînerait la fusion du cœur et la formation d’un magma (« corium ») qui tomberait sur le radier en béton du bâtiment réacteur, provoquant sa fusion. L’objectif des études est d’évaluer la vitesse de fusion du béton. Dans ce contexte, le travail effectué dans cette thèse se situe dans la continuité du modèle de ségrégation de phases développé par Seiler et Froment, et s’appuie sur les résultats expérimentaux des essais ARTEMIS. D’une part, nous avons développé un nouveau modèle de transferts à travers le milieu interfacial. Ce modèle fait intervenir trois mécanismes de transfert : la conduction, la convection et un dégagement de chaleur latente. D’autre part, nous avons revu la modélisation couplée du bain et du milieu interfacial, ce qui a conduit au développement de deux nouveaux modèles : « le modèle liquidus », pour lequel on suppose qu’il n’y a pas de résistance au transfert de soluté, et le « modèle à épaisseur de milieu interfacial constante », pour lequel on suppose qu’il n’y a pas de dissolution du milieu interfacial. Le modèle à épaisseur de milieu interfacial constante permet de prédire correctement les valeurs expérimentales de la vitesse de fusion du béton et de la température du bain, dans les essais 3 et 4 tandis que le modèle liquidus, appliqué aux essais 2 et 6, prédit correctement l’évolution de la vitesse de fusion et de la température du bainSevere accidents of nuclear power plants are very unlikely to occur, yet it is necessary to be able to predict the evolution of the accident. In some situations, heat generation due to the disintegration of fission products could lead to the melting of the core. If the molten core falls on the floor of the building, it would provoke the melting of the concrete floor. The objective of the studies is to calculate the melting rate of the concrete floor. The work presented in this report is in the continuity of the segregation phase model of Seiler and Froment. It is based on the results of the ARTEMIS experiments. Firstly, we have developed a new model to simulate the transfers within the interfacial area. The new model explains how heat is transmitted to concrete: by conduction, convection and latent heat generation. Secondly, we have modified the coupled modelling of the pool and the interfacial area. We have developed two new models: the first one is the “liquidus model”, whose main hypothesis is that there is no resistance to solute transfer between the pool and the interfacial area. The second one is “the thermal resistance model”, whose main hypothesis is that there is no solute transfer and no dissolution of the interfacial area. The second model is able to predict the evolution of the pool temperature and the melting rate in the tests 3 and 4, with the condition that the obstruction time of the interfacial area is about 105 s. The model is not able to explain precisely the origin of this value. The liquidus model is able to predict correctly the evolution of the pool temperature and the melting rate in the tests 2 and 6
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Moussa, David. "Destruction du tributylphosphate par effluvage électrique. Utilisation d'un réacteur à décharges glissantes." Rouen, 1999. http://www.theses.fr/1999ROUES045.
Full textAbstract:
L'industrie nucléaire fait appel au procédé PUREX pour recycler le combustible usé par séparation de l'uranium et du plutonium des produits de fission. Ce procédé utilise les propriétés complexantes du tributylphosphate (TBP). La forte radioactivité et l'agressivité chimique élevée du milieu altèrent le TBP qui perd ses qualités extractantes. Le solvant constitue alors un déchet organique liquide hautement actif qui doit être minéralisé avant son conditionnement. Nous avons ainsi élaboré un procédé qui permet de minéraliser le TBP grâce à un dispositif générateur de plasma d'air humide utilisant une décharge glissante (glidarc). L'air humide donne par apport d'énergie sous forme de décharge électrique des espèces très réactives. Ces espèces sont susceptibles d'accélérer l'oxydation et la dégradation d'un substrat organique. La décharge glissante s'obtient en appliquant une tension élevée entre deux conducteurs de profil divergent disposés symétriquement autour d'un jet de gaz. L'arc qui s'amorce au minimum d'écartement des conducteurs est soufflé et génère un panache de plasma trempé auquel est soumis le TBP disposé sur une couche d'eau. Notre dispositif permet ainsi de minéraliser 40 pour-cent du TBP traité. Le produit majoritaire de dégradation est l'acide phosphorique et sa cinétique d'apparition d'ordre nul a été interprétée par un modèle de réaction en surface. Une partie du TBP est convertie en dépôt de phosphates sur les électrodes et en oxyde de phosphore sous forme de fumées blanches. Grâce a des analyses chromatographiques et spectroscopiques nous avons identifié l'acide dibutylphosphorique comme principal produit de dégradation partielle. Les avantages du glidarc par rapport aux autres techniques plasmas sont un faible coût, une facilité de mise en oeuvre, et la possibilité d'utiliser des puissances élevées (plusieurs kw pour une unité).
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Roux, Corinne. "Hydrogénation de l'adiponitrile en hexamethylenediamine sur nickel de Raney : cinétique et transfert de matière en réacteur agité." Lyon 1, 1990. http://www.theses.fr/1990LYO1A001.
Full textAbstract:
La méthodologie d'étude des réactions catalytiques en milieu gaz-liquide-solide est connue, pourtant sa mise en oeuvre reste délicate et rarement concrétisée dans les conditions réelles de réactions industrielles complexes. Cette étude concerne un exemple concret, l'hydrogénation de l'adiponitrile (ADN) en hexaméthylène-diamine (HMD) sur nickel de Raney, dans un réacteur agité par mobile auto-aspirant. Cette réaction s'effectue en deux étapes consécutives (l'intermédiaire étant l'amino-nitrile correspondant) et est très sélective lorsqu'elle est mise en oeuvre avec le solvant et le catalyseur industriels. . .
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Choi, Yong-Joon. "Étude numérique 0D-multiD pour l'analyse de perte de réfrigérant dans une enceinte de confinement d'un réacteur nucléaire." Université de Marne-la-Vallée, 2005. http://www.theses.fr/2005MARN0257.
Full textAbstract:
Dans le cadre d’accident grave (perte de réfrigérant) de REP, les propriétés thermodynamiques à l’intérieur de l’enceinte résultant de la condensation de la vapeur d’eau conditionnent de manière importante le risque. Il est donc nécessaire de connaître précisément les distributions de température, de pression et de concentrations des espèces gazeuses. Cependant, la complexité des géométries et le coût élevé des calculs sont une forte contrainte pour mener des simulations entièrement 3D. Dans cette thèse, nous présentons donc une approche alternative, à savoir le couplage entre un modèle-0D et un modèle-MultiD. Ce couplage repose sur l’introduction d’une "fonction de transfert " entre les deux modèles et vise à l’abaissement des temps de calcul. En premier lieu, nous étudions les modèles de condensation en paroi d’Uchida et de Chilton-Colburn qui sont utilisés dans le code CAST3M/TONUS. Nous procédons, pour ce faire, à des calculs stationnaires avec le module TONUS-0D et nous comparons les résultats obtenus avec ceux issus de la littérature. Afin d’établir la "fonction de transfert", nous modélisons la convection naturelle au sein d’une cavité rectangulaire partitionnée représentant une géométrie simplifiée de l’enceinte réacteur, et nous étudions les transferts de chaleur au travers de la paroi centrale. Un modèle incompressible avec approximation de Boussinesq et un modèle asymptotique bas Mach sont utilisés pour résoudre les équations de conservation. La méthode des éléments finis SUPG et un schéma implicite sont appliqués pour la discrétisation. La méthode d’extrapolation de Richardson nous permet d’obtenir des valeurs "Exactes" indépendamment des tailles de maillage. Ces méthodes sont validées sur un cas académique de cavité carrée différentiellement chauffée. L’analyse des résultats porte sur les variations du nombre de Nusselt (Nu) en fonction de l’épaisseur de paroi (0. 01 ≤ γ ≤ 0. 2) et du rapport des conductivités entre la paroi et le fluide (1 ≤ σ ≤ 10 [puissance] 5 ). Finalement, nous introduisons une "fonction de transfert" basée sur la résistance thermique de la paroi et nous procédons à sa validation par la simulation d’une ’demi-cavité’In the case of PWR severe accident (Loss of Coolant Accident, LOCA), the inner containment ambient properties such as temperature, pressure and gas species concentrations due to the released steam condensation are the main factors that determine the risk. For this reason, their distributions should be known accurately, but the complexity of the geometry and the computational costs are strong limitations to conduct full three-dimensional numerical simulations. An alternative approach is presented in this thesis, namely, the coupling between a lumped-parameter model and a CFD. The coupling is based on the introduction of a "heat transfer function" between both models and it is expected that large decreases in the CPU-costs may be achieved. First of all, wall condensation models, such as the Uchida or the Chilton-Colburn models which are implemented in the code CAST3M/TONUS, are investigated. They are examined through steady-state calculations by using the code TONUS-0D, based on lumpedparameter models. The temperature and the pressure within the inner containment are compared with those reported in the archival literature. In order to build the "heat transfer function", natural convection heat transfer is then studied by using the code CAST3M for a partitioned cavity which represents a simplified geometry of the reactor containment. At a first step, two-dimensional natural convection heat transfer without condensation is investigated only. Either the incompressible-Boussinesq fluid flow model or the asymptotic low Mach model are considered for solving the time dependent conservation equations. The SUPG finite element method and the implicit scheme are applied for the numerical discretization. The computed results are qualified by the second-order Richardson extrapolation method which allows obtaining the so-called "Exact values", i. E. Grid size independent values. The computations are also validated through non-partitioned cavity case studies. The discussion is focused on heat transfer characteristics such as the variations of the average Nusselt number (Nu) versus the dimensionless thickness of the partition (0. 01 ≤ γ ≤ 0. 2) and conductivity ratio of the partition wall to the fluid (1 ≤ σ ≤ 10 [puissance] 5 ). Finally, a "heat transfer function" is suggested based upon the thermal resistance of the partition wall. The validity of the model is assessed thanks to comparisons with ’half-cavity’ simulations
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Prebende, Claude. "Mécanismes physico-chimiques mis en jeu dans le processus CVD d'élaboration de céramiques à base de carbure de silicium en réacteur à parois chaudes." Bordeaux 1, 1989. http://www.theses.fr/1989BOR10566.
Full textAbstract:
On mene une approche des processus de depot de si dans le systeme si-h-cl proche de celui utilise pour sic(di-c-h-cl). Les etapes chimiques du depot de sic a partir du precurseur ch#3sicl#3/h#2 sont determinees sur la base d'un calcul thermodynamique relatif aux equilibres homogenes et heterogenes, mettant en evidence une sursaturation tres elevee. La modelisation des transferts de chaleur, de quantite de mouvement et de masse, realisee pour le systeme sih#2cl#2(h#2, est utilisee pour valider le choix de l'ensemble experimental chambre de depot/substrat (reacteur a zone chaude isotherme, geometrie cylindrique). Les variations de la vitesse de depot de si et sic en fonction des parametres experimentaux (temperature, pression, debits) mettent en evidence des transitions entre des processus cinetiques de depot controles par des reactions de surface ou des transferts de matiere. Une tentative de correlation entre la nature chimique des ceramiques deposees et leur cinetique de croissance, ainsi que des mecanismes reactionnels de depot, sont proposes
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Chamayou, Alain. "Étude d'une réaction polyphasique de chimie fine : modélisation - mise au point d'un réacteur pilote continu." Toulouse, INPT, 1993. http://www.theses.fr/1993INPT022G.
Full textAbstract:
La mise en uvre des syntheses de chimie fine resulte la plupart du temps de la determination a la paillasse de conditions operatoires optimisees; les changements d'echelle successifs du procede sont ensuite geres de maniere empirique. Dans le cas de reactions en milieu polyphasique cette attitude peut conduire a des limites a cause des couplages entre les cinetiques physiques de transfert de matiere et les cinetiques chimiques. Dans ce travail, nous avons voulu sur l'ensemble de la synthese de l'amiodarone proposer une demarche plus rationnelle: sur la base d'un modele complet, decrivant de maniere detaillee l'ensemble des processus physiques et chimiques, nous avons identifie les etapes limitantes du procede et propose un modele simplifie permettant de faciliter le passage en continu de cette synthese. Dans ce contexte nous avons aborde la mise au point d'un procede alternatif pouvant se substituer aux cuves agitees continues traditionnelles et base sur la mise en uvre des melangeurs statiques dans un reacteur boucle. Apres une synthese bibliographique generale sur les melangeurs statiques et leurs applications potentielles nous presentons les resultats obtenus sur ce nouveau reacteur en ce qui concerne la synthese de l'amiodarone base
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Paolucci-Jeanjean, Delphine. "Hydrolyse enzymatique d'amidon de manioc en réacteur à membrane. Conception et étude d'un nouveau procédé. Modélisation cinétique." Montpellier 2, 2000. http://www.theses.fr/2000MON20006.
Full textAbstract:
L'hydrolyse d'amidon de manioc par la termamyl (novo nordisk) en reacteur continu a membrane a recyclage (rcmr) a ete etudiee. Ce procede presente deux principaux avantages par rapport au procede traditionnel tel qu'effectue en reacteur ferme avec deux etapes de liquefaction et saccharification : d'une part, le rcmr permet la reutilisation des enzymes et amene directement a la production de sirops exempts d'enzyme et d'amidon non hydrolyse ; d'autre part, la termamyl, preparation enzymatique liquefiante tres performante, permet la production d'oligosaccharides de degre de polymerisation faible a partir d'amidon natif en une seule etape. Apres une etude preliminaire de l'hydrolyse en reacteur ferme, la faisabilite de l'operation en reacteur a membrane a ete prouvee. En effet, le colmatage des membranes est limite puisque la densite de flux de permeat reste egale a 80 l. H - 1. M - 2 apres 6h d'hydrolyse et l'accumulation des composes de hauts poids moleculaires n'est pas trop importante. Par ailleurs, la perte d'activite enzymatique est suffisamment faible pour obtenir des taux de conversion en oligosaccharides de degre de polymerisation inferieur ou egal a 5 compris entre 50 et 70%. L'etude de l'hydrolyse en reacteur continu a permis la mise en avant des conditions optimales: un ph de 5,8, une temperature de 80\c, une concentration en amidon egale a 100 g. L - 1, une concentration enzymatique comprise entre 1,8 et 3,7 ml. L - 1, et un temps de passage inferieur a 1,2 h. Avec ces conditions optimales, une hydrolyse de 12 h a ete menee sans probleme majeur. Une modelisation cinetique de l'hydrolyse en reacteurs ferme et continu a finalement ete realisee.
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Nieto, Jean-Pierre. "Analyse et modélisation d'un réacteur de CVD à fonctionnement continu : application au dépôt de SiO² pur et dopé." Toulouse, INPT, 2001. http://www.theses.fr/2001INPT024G.
Full textAbstract:
Cette étude traite de la modélisation du fonctionnement d'un réacteur industriel continu de dépôt en phase vapeur à pression atmosphérique (APCVD). Cet appareil est utilisé dans l'industrie micro-électronique pour déposer des couches minces de dioxyde de silicium, pur ou dopé aux oxydes de bore et/ou de phosphore. Le modèle combine les équations régissant l'hydrodynamique des gaz, le transfert thermique, le transfert de matière, et les vitesses de réactions chimiques des différentes espèces ; il utilise comme base le logiciel commercial ESTET. Les dépôts de dioxyde de silicium pur sont réalisés à partir de mélanges de tétraéthoxylane (TEOS) et d'ozone, dilués dans l'azote. Dans ce cas, le modèle exploite un schéma chimique proposé par des chercheurs antérieurs, mais qui a dû être repris et perfectionné, jusqu'à ce que le modèle reproduise convenablement les données expérimentales. Une fois qu'il a été mis au point, le modèle a été exploité pour déterminer l'influence des paramètres principaux du procédé. Cette étude a permis de déterminer d'intéressantes possibilités d'augmentation de la productivité du réacteur et d'amélioration de la qualité des dépôts ; ces propositions devront être confirmées par des essais industriels.
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Ballestas, Castro Dairo. "Études d'un réacteur micro-ondes monomode de type cuve agitée pour la synthèse chimique et proposition d'une méthodologie d'extrapolation." Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00867748.
Full textAbstract:
Le chauffage par micro-ondes (MO) est employé depuis plus de 20 ans dans nombreux laboratoires pour l'activation de réactions en synthèse chimique. Il existe un débat sur l'existence d'effets MO sur la vitesse des réactions puisque des augmentations des vitesses des réactions ont été parfois observées. Des caractéristiques du chauffage MO peuvent être intéressantes pour l'intensification des procédés mais cette technique a rarement fait l'objet de productions à grande échelle. Peu de méthodes d'extrapolation de ces applications ont été proposées et celles qui existent sont purement empiriques. Nous avons voulu établir une méthodologie d'extrapolation de réacteurs MO en nous servant d'observations expérimentales fiables. La méthodologie des travaux a d'abord consisté au choix d'une réaction cible pour nos études : l'estérification de l'acide acétique avec le pentanol catalysée par une résine acide d'échange ionique. Nous avons conçu et construit un réacteur agité avec application monomode des MO. Des études dans le pilote ont montré le comportement hydrodynamique parfaitement agité du réacteur, la reproductibilité et la haute efficacité du chauffage. De plus, aucun gradient de température dans le réacteur n'a été mis en évidence. Des tests chimiques sous MO en réacteur fermé et en continu, ainsi qu'en milieu peu polaire ont montré que l'application des MO n'a pas eu d'influence sur la cinétique de la réaction cible. Finalement, nous avons développé une procédure d'extrapolation de réacteurs micro-ondes de type cuve agitée, qui est basée sur l'absence d'effet MO sur la chimie et sur le contrôle des zones chaudes dans le réacteur
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Vafaei, Alamdari Mahvand. "Étude d’un réacteur chimique structuré de type échangeur à plaques hautes performances à l’aide d’un modèle à compartiments détaillé." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2006. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/INPL/2006_VAFAEI_ALAMDARI_M.pdf.
Full textAbstract:
La mise en œuvre de réactions chimiques exothermiques est fortement limitée par la dissipation de l’énergie libérée. Afin de proposer une solution à ce problème, un nouveau type de réacteur multifonctionnel a été développé par la société Alfa Laval. Ce réacteur chimique est un échangeur de chaleur à hautes performances au sein duquel des chicanes ont été introduits pour améliorer le mélange. Par ailleurs, les réactifs peuvent être injectés à différents points du réacteur. De plus, de nombreuses configurations de circulation des fluides réactifs et caloporteur sont possibles. L’OPR (Open Plate Reactor) contenant 3 passes, l’écoulement de ces deux fluides peut être alterné à co- ou contre-courant dans chaque passe d’où 8 configurations sera possible. Afin d’étudier l’écoulement, des mesures de Distribution des Temps de Séjour (DTS) ont été réalisées pour de nombreuses conditions opératoires et pour différentes viscosités de fluide. L’écoulement a été modélisé par le modèle des mélangeurs en cascade avec échange avec une zone stagnante. Les temps d’échange et la proportion de volume stagnant ont été précisément estimés en fonction des débits et des viscosités. Les bilans de chaleur et de matière ont été inclus dans ce modèle afin de simuler trois réactions chimiques en milieu liquide homogène et pour lesquelles les cinétiques de réaction sont connues : Hydrolyse alcaline de l’acétate d’éthyle, Hydrolyse alcaline de l’éthylène glycol diacétate, Oxydation du thiosulfate par le peroxyde d’oxygène. Un accord satisfaisant a été obtenu entre les résultats expérimentaux et le modèle au niveau de la productivité, conversion et de la sélectivité des réactions. Pour la réaction exothermique, les profils de température expérimentaux ont été comparés avec ceux obtenus par le modèle. Les résultats obtenus par le modèle s’accordent bien avec ceux des expériences. Cet accord est moins satisfaisant pour certaines conditions opératoires où la température du point chaud est surestimée. Cet écart a été imputé à la conduction axiale dans le solide, non considérée dans le modèle. Le modèle a aussi été utilisé pour étudier le comportement du réacteur dans des configurations pour lesquelles il n’y a pas de données expérimentales. De plus, un nouveau concept de modèle à compartiments a été développé pour simuler les résultats obtenus avec des réactions tests de micromélange au niveau des injections des réactifsThe implementation of exothermic chemical reactions is strongly limited by the dissipation of the heat generated. Because of this, a new concept of structured heat exchanger reactor has been developed by Alfa Laval. This reactor is named OPR (Open Plate Reactor). This reactor is based on high performances heat plate exchanger in which small inserts allow a good mixing of the reactants. Moreover the reactants may be injected in several points whereas numerous configurations allow to alternate co-current and counter-current flows between reactive fluid and cooling fluid depending on the needs. Residence Time Distribution (RTD) experiments have been carried out to characterize the fluid behaviour. The experiments have been conducted in a large range of operating flow-rates and for several viscosities. The flow behaviour has been modelled by the perfect mixing cells in series exchanging with a stagnant zone. The time of exchanging and the volume of the stagnant zone have been precisely estimated as a function of viscosities and flow-rates. The heat and mass balances have been added into this model in order to simulate three chemical reactions in homogeneous liquid medium for which the kinetic’s is well known : Alkaline hydrolysis of ethyl acetate, Alkaline hydrolysis of ethylene glycol diacetate, Oxidation of sodium thiosulphate by hydrogen peroxide. A reasonable agreement has been found between experimental results and simulations both for productivity and selectivity of the reactions. For the exothermic reaction the experimental and simulated temperature profiles have been compared. The model gives a reasonable representation except under certain conditions for which the amplitude of the hot point is over estimated. This difference provides that the axial conduction in the solid is not taken into account in the model. The model has been used to study the behaviour of the reactor for several configurations for which experimental results are not still available. Moreover a new concept of compartmental model has been developed to simulate the results obtained with reaction tests for micro mixing evaluation of the reactant’s inlet
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Ballestas, Castro Dairo. "Études d’un réacteur micro-ondes monomode de type cuve agitée pour la synthèse chimique et proposition d’une méthodologie d’extrapolation." Thesis, Lyon 1, 2010. http://www.theses.fr/2010LYO10114/document.
Full textAbstract:
Le chauffage par micro-ondes (MO) est employé depuis plus de 20 ans dans nombreux laboratoires pour l’activation de réactions en synthèse chimique. Il existe un débat sur l’existence d’effets MO sur la vitesse des réactions puisque des augmentations des vitesses des réactions ont été parfois observées. Des caractéristiques du chauffage MO peuvent être intéressantes pour l’intensification des procédés mais cette technique a rarement fait l’objet de productions à grande échelle. Peu de méthodes d’extrapolation de ces applications ont été proposées et celles qui existent sont purement empiriques. Nous avons voulu établir une méthodologie d’extrapolation de réacteurs MO en nous servant d’observations expérimentales fiables. La méthodologie des travaux a d’abord consisté au choix d’une réaction cible pour nos études : l’estérification de l’acide acétique avec le pentanol catalysée par une résine acide d’échange ionique. Nous avons conçu et construit un réacteur agité avec application monomode des MO. Des études dans le pilote ont montré le comportement hydrodynamique parfaitement agité du réacteur, la reproductibilité et la haute efficacité du chauffage. De plus, aucun gradient de température dans le réacteur n’a été mis en évidence. Des tests chimiques sous MO en réacteur fermé et en continu, ainsi qu’en milieu peu polaire ont montré que l’application des MO n’a pas eu d’influence sur la cinétique de la réaction cible. Finalement, nous avons développé une procédure d’extrapolation de réacteurs micro-ondes de type cuve agitée, qui est basée sur l’absence d’effet MO sur la chimie et sur le contrôle des zones chaudes dans le réacteurMicrowave (MW) assisted organic synthesis has been employed in many laboratories since more than 20 years. There is a controversy concerning the effects of MW on the kinetics of reactions since some enhancement of reaction rates have been observed. While MW heating advantages could be of interest for processes intensification, this technique has rarely been employed for large-scale productions. Scaling-up methods are rare and the existed techniques are generally empirical. The aim of our project is to propose a methodology for the extrapolation of MW reactors, using experimental reliable observations. Our research strategy has enabled us the choice of the target reaction to be carried out under MW irradiation: the esterification of acetic acid with pentanol over an acidic cation-exchange resin. A stirred reactor with MW single mode application was designed and constructed. Studies on the pilot have showed the perfectly stirred hydrodynamic behaviour of the reactor, the stability and the high heating efficiency. Moreover, no thermal gradients in the reactor have been observed. Tests in the reactor operated in batch and continuous mode, as well as in weak polar media, showed that there is no influence of MW heating on the kinetics of the target reaction. Finally, a guideline for the scaling-up of MW reactors was developed, based on the absence of MW effects on the reaction kinetics and on the control of hot zones in the reactor
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Plissonnier, Marc. "Étude du dépot chimique de tungstène à partir d'une phase vapeur sur la base d'un nouveau concept de réacteur." Grenoble INPG, 1995. http://www.theses.fr/1995INPG0022.
Full textAbstract:
Depuis une quinzaine d'annees, le depot chimique en phase vapeur est etudie pour la metallisation des circuits integres. Neanmoins, les differents equipements industriels disponibles n'ont pas donne une entiere satisfaction car aucun d'entre eux n'est parvenu a eviter un depot de tungstene parasite sur la face arriere du substrat et sur le dispositif de chauffage. Pour resoudre ce probleme, le l. E. T. I a developpe un nouveau concept de reacteur. L'objet de cette etude porte sur la mise au point de ce reacteur prototype afin d'obtenir un depot de tungstene sur un substrat de silicium conforme aux exigences de l'industrie micro-electronique. Les transferts thermiques intervenant entre le dispositif de chauffage et le substrat ont ete etudies en fonction des conditions experimentales. La modelisation des phenomenes de transport a apporte des renseignements sur le comportement de la phase gazeuse au sein du reacteur. Apres une breve presentation du procede c. V. D, le reacteur ainsi que la procedure experimentale sont decrites. L'etude des transferts thermiques realisee a l'aide de modeles thermiques et de mesures experimentales a permis d'evaluer l'influence des differents echanges thermiques dans le reacteur et de proposer des conditions experimentales susceptibles de minimiser l'ecart de temperature existant entre la chaufferette et le substrat. L'uniformite de la temperature sur la surface du substrat a pu etre optimisee. Enfin, la simulation des phenomenes de transport a permis d'etudier le comportement de la phase gazeuse et d'expliquer son influence sur des caracteristiques telles que la vitesse de depot et son uniformite sur la surface du substrat et le taux de conversion pour deux modeles de reactivite (regime cinetique et diffusionnel). La geometrie du reacteur et les parametres experimentaux du procede de depot ont ete optimises a l'aide de la modelisation afin d'obtenir des specifications correspondant aux exigences de l'industrie micro-electronique pour les trois caracteristiques enoncees precedemment. Nos resultats demontrent la potentialite du reacteur prototype c. V. D dans le but d'une industrialisation du depot de tungstene
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Chaix, Guillaume. "Simulation numérique de la croissance de carbure de silicium dans un réacteur CVD à parois froides." Perpignan, 2000. http://www.theses.fr/2000PERP0375.
Full textAbstract:
Les phénomènes de transport et de croissance cristalline mis en jeu pendant le dépôt de carbure de silicium à partir d'un mélange silane-propane-hydrogène ont été étudiés par simulation numérique. Les processus de transferts de chaleur et de quantité de mouvement ont été analysés à l'aide d'un logiciel commercial, et des conditions permettant de réduire les recirculations de fluide, dues aux forts gradients de température, ont été sélectionnées. Des simulations numériques du transfert de matière réactif ont été effectuées au moyen d'un code développé dans notre laboratoire. Un assez bon accord entre valeurs théoriques et expérimentales de la vitesse de dépôt a été obtenu avec le mécanisme chimique précédemment proposé par Annen et collaborateurs. Néanmoins, un mécanisme plus sophistiqué a été mis au point pour des simulations futures. Des simulations Monte Carlo Cinétiques (KMC) tridimensionnelles ont été réalisées pour analyser les processus de croissance du (beta-)SiC (100) à l'échelle atomique. Les principes et les hypothèses du code de calcul ont d'abord été présentées. En considérant un nombre réduit (5) d'espèces chimiques, une étude paramétrique a été réalisée dans le but d'étudier les modes de croissance de la couche. Seuls des résultats préliminaires ont été présentés dans cette thèse de doctorat. Les futures simulations KMC seront réalisées en utilisant des données cinétiques plus précises, et en prenant en compte des substrats désorientés.
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Durupt, Nicolas. "Etude de la réduction catalytique du nitrate d'uranyle par l'hydrogène : dimensionnement d'un réacteur triphasique." Toulouse, INPT, 1995. http://www.theses.fr/1995INPT021G.
Full textAbstract:
L'étude cinétique de la réductin du nitrate d'uranyle en nitrate uraneux par l'hydrogène en milieu acide sur catalyseur de platine a mis en évidence un changement des ordres réactionnels apparents en cours de réaction. Cette modification de la cinétique dépend du rapport de concentrations entre les ions uranyle et l'hydrogène dissous. Elle correspond vraisemblablement à un changement de réaction limitante dans le mécanisme catalytique. Ces phénomènes sont cependant influencés par les transferts de matière interne et externe liquide/solide. Le modèle cinétique en deux parties, qui a été établi, inclut ces limitations diffusionnelles. L'étude hydrodynamique d'un réacteur gazosiphon, destiné à la mise en oeuvre de cette réaction, a permis d'analyser l'évolution du taux de rétention gazeuse, de la vitesse du liquide, de la répartition du solide et du coefficient de transfert gaz/liquide en fonction de différents paramètres. A partir d'une modélisation du gazosiphon incluant l'hydrodynamique et la cinétique chimique, des simulations ont montré que le transfert gaz/liquide est fortement limitant. Dès lors, le débit de gaz, la pression ou la hauteur de la partie escendante sont les seules caractéristiques qu'il est intéressant de modifier pour atteindre l'objectif industriel de 95% de taux de conversion.
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Grohens, Régis. "Méthode globale numérique pour la prédiction des performances en combustion des foyers de statoréacteurs." Toulouse, ENSAE, 2000. http://www.theses.fr/2000ESAE0023.
Full textAbstract:
Une méthode originale, basée sur la création d'un réseau de réacteurs chimiques élémentaires, est mise au point et utilisée pour l'étude des performances globales de chambres de combustion. Cette méthode entièrement numérique est dérivée de techniques expérimentales en hydraulique, aérodynamique et écoulements diphasiques développées à l'ONERA/DMAE. Cette approche, appelée approche globale, est parfaitement adaptée à la prédiction rapide des rendements de combustion et des plages de stabilité et peut intervenir lors d'études d'avant-projet afin de sélectionner les chambres de combustion. En premier, la méthodologie est présentée, puis les différents outils numériques sont proposés. Enfin, la méthode est validée sur deux types différents de chambres de combustion de statoréacteur. Plus précisément, cette approche numérique est une combinaison de quatre outils. En premier lieu, un calcul Navier-Stokes non réactif est réalisé. L'étape suivante est un calcul lagrangien de la phase liquide (pour le carburant) en one-way coupling. Les caractéristiques des réacteurs élémentaires et leur connexion sont ensuite déterminées à l'aide d'un code de calcul spécifique ZALCART, qui résout l'équation de transport d'un traceur passif. Un important effort pour le développement de ce code est réalisé, surtout au niveau de l'utilisation en multidomaine. Enfin, les rendements de combustion sont obtenus avec un modèle de cinétique chimique pour toutes les richesses injectées. L'ensemble de cette approche est utilisé avec succès sur plusieurs configurations tridimensionnelles et multidomaines. L'importance de la précision à donner à l'injection et au suivi du carburant liquide est mise en évidence.