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Dissertations / Theses on the topic 'Traitement de gaz à haute température'
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Villot, Audrey. "Filtration par électro-précipitation des gaz issus de la gazéification de la biomasse à haute température (300-1000°C)." Chambéry, 2010. http://www.theses.fr/2010CHAMS023.
Full textAbstract:
L'augmentation de la demande énergétique mondiale, l'épuisement des ressources fossiles et la sensibilisation croissante aux risques environnementaux liés aux émissions de gaz à effet de serre conduisent à porter un intérêt grandissant pour la « biomasse-énergie ». Dans le contexte actuel, la biomasse est potentiellement une des énergies renouvelables les plus abondantes et la seule à pouvoir prétendre répondre à la demande en carburant pour les transports. Parmi les procédés envisagés pour développer la production des biocarburants, notamment celle des carburants dits de seconde génération, la transformation thermochimique de la biomasse a été identifiée comme une des voies les plus prometteuses. Elle consiste en la production d'un gaz de synthèse (H2, CO, CH4, CO2, H2O) via un procédé de gazéification, suivi d'une synthèse Fischer-Tropsch dont l'avantage est de produire des biocarburants directement utilisables. Pour pouvoir être utilisés en synthèse, les gaz sortants du gazéifieur doivent être exempts de toutes particules et impuretés. Il est également nécessaire pour des raisons énergétiques de mettre en œuvre un procédé d'épuration des gaz de synthèse à une température la plus haute possible. Pour répondre à cette problématique, une étude sur la filtration des gaz issus de la gazéification de la biomasse par un procédé de précipitation électrostatique à hautes température (500 -1000°C) et pression (0,1 - 1 MPa) a été réalisée. L'étude paramétrique a montré la possibilité de travailler avec des électrofiltres sous ces conditions contraignantes de température et de pression, notamment grâce aux effets antagonistes de ces deux paramètres. Puis, les essais de filtration réalisés directement en aval d'un gazéifieur ont démontré la possibilité d'utiliser un procédé d'électroprécipitation pour épurer les gaz de synthèse a des températures allant jusque 700/800°C. Au-delà de cette température, les technologies existantes ne permettent pas de concevoir un électrofiltre pouvant répondre aux exigences d'exploitation d'un site industriel de production de biocarburants de seconde générationThe increasing global energy demand, the depletion of fossil resources and the increasing awareness about the environmental risks linked to the omissions of greenhouse gases lead to take a growing interest in “biomass energy”. In this context, the biomass is potentially one of the most profuse renewable energies and the only to be able to provide for the transportation fuel needs. Among the projected technologies for the biofuel production, in particular this so-called second generation biofuels, the thermochemical conversion of biomass has been identified as one of the most promising. It constitutes of a biomass gasification process followed by a Fisher-Tropsch synthesis which has the advantage to produce biofuels directly usable. To be used in synthesis process, the gases from biomass gasification must be free of particles and impurities. For energy reasons, it is also necessary to implement a filtration process at a temperature as high as possible. To address this issue, a study on the filtration of gases from the gasification of biomass with an electrostatic precipitator at high temperature (500 -1000°C) and pressure (0,1 - 1 MPa) was conducted. A parametric study has shown the possibility to use an electrostatic precipitator under these conditions of temperature and pressure, notably thanks to antagonistic influence of these two parameters. Then, filtration tests carried out directly downstream of a gasifier demonstrated the feasibility of implementing an electrostatic precipitator to purify the synthesis gases at temperatures of up to 700/800°C. Over this temperature, existing technologies do not allowed to develop an electrostatic precipitator which will answer at the operational requirements of industrial sites of second generation biofuel production
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Fourcault, Alice. "Modélisation d’un étage haute température alimenté par une torche à plasma pour la dégradation des goudrons présents dans les gaz de synthèse." Pau, 2010. http://www.theses.fr/2010PAUU3015.
Full textAbstract:
La gazéification de biomasse et/ou des déchets produit un biogaz combustible composé de CO, H2, CH4, mais qui est aussi ensemencé d’impuretés telles que les goudrons. La société Europlasma propose un procédé de craquage des goudrons par plasma : le TurboPlasma®. Le biogaz combustible issu d’un gazéifieur est surchauffé par une torche à plasma dans un réacteur haute température. La torche à plasma produit un gaz plasmagène à 4000 K. Cela permet de porter localement le gaz combustible au-dessus de 1400 K, conduisant à une dégradation efficace des goudrons, même des plus lourds. Ce procédé est modélisé par deux études numériques. La première repose sur un modèle de réacteur parfaitement agité, la seconde utilise le code de calcul Fluent V6. Cette dernière étude permet de comprendre l’aérodynamique interne du réacteur et de préciser son design pour atteindre les objectifs d’abattement des polluants goudronnés. Le gaz obtenu répond aux critères d'utilisation des moteurs à combustion interneBiomass and/or waste gasification produces a fuel biogas mainly composed by CO, H2, CH4, but it also includes by-products like tars. Europlasma company advises a process for tar removal assisted by plasma : the TurboPlasma®. The fuel biogas originally from a gasification unit is overheating by a plasma torch in a high temperature stage reactor. The plasma torch produces a plasma gas with a temperature higher than 4. 000 K. So the fuel gas is locally heated up to 1. 400 K, which allows an efficient degradation of almost tars, even of the heaviest. This process is modelized thanks to two numerical studies. The first one relies on a completely stirred tank reactor model, the second one uses the Fluent code. This last study allows to understand the internal aerodynamics of the reactor and to specify its design to reach the tar removal objectives. The gas that is obtained is suitable for a use in gas engine
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Vounki, Brenda. "Adsorbants à base de phosphates pour l'abattement des métaux lourds en phase gazeuse." Electronic Thesis or Diss., Ecole nationale des Mines d'Albi-Carmaux, 2023. http://www.theses.fr/2023EMAC0015.
Full textAbstract:
Les normes environnementales concernant les émissions de polluants dans l'air deviennent de plus en plus restrictives avec de nouveaux seuils d'émission à obligatoirement respecter. A cet effet, il est nécessaire de développer ou d'améliorer les techniques actuelles d'abattement des émissions de métaux lourds à haute température (> 240°C). Ce travail de thèse se place dans cette problématique et a pour objectif le développement d'adsorbant à base de phosphates de calcium aux propriétés contrôlées permettant l'élimination des métaux lourds en phase gazeuse à haute température. Si les procédés d'élimination de ces métaux lourds à basse température (< 240°C) existent, ceux à haute température (> 240°C) restent rares. Dans un premier temps, différentes synthèses de phosphates de calcium ont été réalisées afin d'identifier l'influence des conditions opératoires sur les propriétés physico-chimiques et thermiques du solide. Le rapport liquide/solide et la vitesse d'agitation se sont avérés comme les paramètres les plus influents sur les propriétés finales du produit obtenu. Une hydroxyapatite avec une surface spécifique comprise entre 90 et 100 m2 /g a été obtenue. Sur la base des résultats obtenus, l'hydroxyapatite retenue pour les essais d'adsorption du cadmium ou du plomb en lit fixe à l'échelle laboratoire a été celle présentant les meilleures caractéristiques en termes de stabilité thermique, physique et chimique. Néanmoins, ce manuscrit couvre en grande partie les travaux sur l'adsorption du cadmium. Une deuxième hydroxyapatite fournie par l'industriel (surface spécifique :119 m2 /g) a également été utilisée pour les essais d'adsorption. Les différents tests d'adsorption ont été réalisés en faisant varier des paramètres tels que le débit de gaz (1-3 L/h), la température (700-1000°C), le temps de contact, la concentration initiale du métal lourd et la hauteur du lit de poudre d'adsorbant (0,5-1,5 cm). Les résultats ont montré la capacité de ces adsorbants à capter les métaux lourds sous des contraintes thermiques (T > 700°C). Les données expérimentales d'adsorption du cadmium ont ensuite été modélisées à l'aide d'un modèle mathématique basé sur la cinétique des processus d'adsorption, et les phénomènes de transfert de matière. Il a permis de prédire la dynamique d'adsorption du cadmium par l'hydroxyapatite à travers les courbes de percée décrivant le profil de concentration du cadmium en fonction du temps. Ce travail a démontré que les hydroxyapatites synthétisées présentent des propriétés de surface, d'écoulement, thermiques et thermomécaniques intéressantes permettant d'envisager leur application à haute température à l'échelle industrielle dans une unité d'incinération des déchetsEnvironmental standards for emissions of pollutants into the air are becoming increasingly restrictive, with new emission thresholds that must complied with. It is therefore necessary to develop and/or improve current techniques to remove heavy metals. This thesis aims to develop a calcium phosphate sorbent with controlled properties to remove heavy metals from the gas phase at high temperature (> 240°C). Although the process from getting the removal of heavy metals at low temperature (< 240°C), the one for high temperature conditions are still scarce. Initially, various syntheses of calcium phosphates were carried out to identify the influence of operating conditions on the physico-chemical and thermal properties. The liquid/solid ratio and the stirring speed proved to be the most influential parameters to control the final properties of the product. A hydroxyapatite with a specific surface area of between 90 and 100 m2/g was obtained. Based on the results obtained, the hydroxyapatite chosen for the laboratory-scale fixed-bed cadmium or lead adsorption tests was the one with the best characteristics in terms of thermal, physical, and chemical stability. Nevertheless, this manuscript mostly covered the work on cadmium adsorption. A second hydroxyapatite was also used for the adsorption tests. The adsorption tests were carried out by varying parameters such as the gas flow rate (1-3 L/h), the temperature (700-1000 °C), the contact time, the initial concentration of the pollutant and the height of the adsorbent powder bed (0.5-1.5 cm). The results demonstrated the ability of these sorbents to capture heavy metals under thermal stress (T > 700°C). Experimental data on cadmium adsorption were modelled using a mathematical approach based on the kinetics of adsorption processes and mass transfer phenomena. The model was used to predict the dynamic of cadmium adsorption on hydroxyapatite using breakthrough curves describing the cadmium concentration profile as a function of time. This work has shown that the synthesised hydroxyapatites have interesting surface, flow, thermal and thermomechanical properties, showing their possible application at high temperatures at industrial scale in a waste incineration unit
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Stock, Pierre-Côme. "Etude de revêtements métalliques pour la protection des surchauffeurs d'usines d'incinération de déchets urbains." Nancy 1, 2000. http://www.theses.fr/2000NAN10076.
Full textAbstract:
Actuellement, la combustion des ordures ménagères dans les usines d'incinération conduit à la formation de gaz comme HC1 et SO2, très corrosifs à l'égard des installations. La tendance actuelle des exploitants est l'utilisation de revêtements protecteurs moins coûteux que les matériaux massifs. Les travaux de cette thèse se sont donc focalisés sur cet aspect, avec une articulation en trois parties. Dans un premier temps, une caractérisation physico-chimique de huits rvêtements a été entreprise. Celle-ci a consisté en une étude métallographique approfondie (composition chimique, microstructure, dureté, porosité,. . . ) des différents revêtements bas carbone. Dans un second temps, l'ensemble des revêtements a été testé en corrosion dite "aux arrêts" (corrosion: produite par la réhydratation des scories et la condensation' des gaz corrosifs). L'étude a été conduite par le biais des méthodes électrochimiques classiques" dans un milieu acide fortement concentré en chlorures, simulant les conditions rencontrées industriellement. Dans ce même type de conditions a également été étudiée l'influence d'oxydes obtenus après différents traitements thermiiques (variation, de la température et de la durée ). Cette étude a donc permis de déterminer les oxydes les plus protecteurs vis-à-vis de ce type de corrosion et donc les revêtements à utiliser. Enfin, un protocole a été mis au point pour tester les différents revêtements en conditions incinération. Dans cette optique, trois températures et deux compositions gazeuses ont été retenues. Les différents revêtements ont alors été enfouis dans une scorie d'incinérateur et testés dans ces conditions. A l'issue de ces essais, les observations des échantillons ont permis de remonter au mécanisme de dégradation, et d'effectuer un classementAt present, the combustion of household refuse in incineration plants leads to the forming of gas such as HC1 and SO2, which are very corrosive to the installation. Industrials today tend to use protective coating, less expensive than solid materials. This study is thus focused on this particular aspect, and is structured in three parts. In a first phase, a physico-chemical characterization of 8 coatings was carried out, which consisted of a thorough metallographic study (chemical composition, microstructure, hardness, porosity. . . ) of the various coatings deposited on low carbon steel. In a second phase, all the coatings were tested in a corrosion known as "stand by" ( a corrosion due to the rehydratation of deposits and the condensation of corrosive gas. )This study was carried out through the standard electrochemical methods, in a acid environment highly concentrated in chlorides, simulating the conditions met by the industries. In a same type of conditions the influence of the oxydes obtained after differents thermals processings (variations in the temperature and the durations) were studied. This study thus allowed us to determine which oxides give the best protection against this type of corrosion. Finally, a protocol for testing the various coatings in incineration conditions has been completed. For this purpose, three temperatures and two gas composition were used. The coatings were embedded in incinerator deposits and tested in those conditions. After these tests, the observations of the samples allowed us to go back to the degradation mechanisms and to establish a classification. This classification seems to be in good agreements with industrials tests realized in plants
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Le, Guern François. "Ecoulements réactifs à hautes températures, mesures et modélisations." Paris 7, 1988. http://www.theses.fr/1988PA077222.
Full textAbstract:
Mise au point et réalisation d'une méthode de prélèvement des gaz volcaniques qui permet de reconstituer la composition élémentaire d'une source gazeuse à haute température. Cette résolution est basée sur la minimisation de l'enthalpie globale du système par calcul sur une banque de données. Cette méthode a été testée sur plusieurs volcans : Mt St Helens, l'Etna, le mont Usu. La modélisation de l'évolution physico-chimique des gaz volcaniques lors de leur refroidissement permet de relier la composition des gaz magmatiques à la genèse des aérosols atmosphériques, à la formation des incrustations fumerolliennes ou à la genèse de certains gîtes métallifères
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Roske, Laurent. "Packaging de composants grand gap haute température et haute tension." Thesis, Toulouse 3, 2015. http://www.theses.fr/2015TOU30049/document.
Full textAbstract:
En électronique de puissance, un des principaux axes de recherche, concerne la montée en température. L'encapsulation et la passivation du module de puissance constituent, sous cette contrainte, des verrous technologiques. En effet, les matériaux polymères habituellement utilisés ne peuvent plus satisfaire des exigences en température fixée dans notre étude à 350°C sans pertes importantes de leurs propriétés diélectriques. L'isolation gazeuse a été alors envisagée et quelques résultats encourageants ont été dégagés. Le seuil d'apparition des décharges dans des gaz est étudié en vue de leur utilisation dans des modules de puissance à haute température. Deux gaz ont été sélectionnés pour leurs propriétés diélectriques et leurs GWP faibles : l'octafluoropropane (C3F8) et l'octafluorocyclobutane (c-C4F8), l'azote (N2) faisant référence pour comparaison. Au préalable, une étude sur les céramiques les plus utilisées à haute température est réalisée. Cette étude montre un changement du mécanisme de conduction de l'alumine et de l'AlN passant d'un régime capacitif à un régime résistif et modifiant au passage les propriétés de surface en facilitant l'écoulement des charges dans le volume du matériau tandis que le Si3N4 conserve un comportement capacitif et les charges en surface même à haute température. L'échauffement local des gaz met en évidence une diminution du seuil d'apparition des décharges avec la température et ce quel que soit le gaz étudié. La modification de la distance inter-électrodes permet de diminuer la variation du seuil d'apparition avec la température pour de faibles distances. Des expériences complémentaires ont été menées afin de comparer ces résultats à ceux obtenus lors d'un chauffage global. L'utilisation de gaz dans des packaging de puissance s'avère donc prometteuse mais demande une meilleure compréhension et maîtrise des mécanismes en jeuIn power electronics, one of the main research topics concerns high temperature operation of the components. Under such a constraint, the encapsulation and the passivation of the semiconductors devices in power module appear as physical and technological bottleneck. As a matter of fact, usual polymeric materials are unable to endure the temperature requirements set out in our study (350 °C) without significant loss of their dielectric properties. Therefore, gas insulation is considered and encouraging results have been obtained. The Discharges Inception Voltage is studied for different gases that could be used in high temperature power modules. Thanks to their dielectric properties and their low GWP, two gases have been selected: octafluoropropane (C3F8) and octafluorocyclobutane (c-C4F8), nitrogen (N2) being used as reference in this study. In a first step, the high temperature behaviors of the most widely used substrate materials (ceramics) are studied. A change of the conduction mechanism from a pure capacitive behavior (at low temperature) to a pure resistive one (at high temperature) is observed for both alumina and AlN samples. On the contrary, Si3N4 remains capacitive whatever the temperature. Such a behavior has an impact on the charges located at the surface. They disappear quickly for the two formers while they slowly decrease for the later. The field reinforcement associated to their existence and its impact on the DIV will not be the same. Whatever the gas under study, a local heating leads to a decrease in the DIV with temperature. A decrease of the distance between the two electrodes, leads to a decrease of the DIV changes vs Temperature. These results are compared to the measurements performed when the samples were uniformly heated. The use of gas in power packaging seems to be promising but it still needs a better understanding of the mechanisms involved
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Ousegui, Abdellah. "Traitement haute pression - basse température : étude des phénomènes de transfert." Nantes, 2005. http://www.theses.fr/2005NANT2089.
Full textAbstract:
La technologie des hautes pressions intéresse de nombreux secteurs industriels, en particulier l'agroalimentaire. Le procédé de décongélation par haute pression représente une des applications innovantes qui met à profit l'abaissement de la température du point de congélation sous l'effet de la pression. (–22°C à 220 MPa). Ceci autorise une décongélation rapide des produits tout en évitant les contaminations microbiologiques puisque la décongélation se réalise à basse température. L'objectif essentiel de ce travail consiste à modéliser ce procédé de décongélation dans une enceinte haute-pression. Les phénomènes majeurs considérés sont les transferts internes avec changement d'état et la convection naturelle entre la surface du produit et le fluide de chauffage. Nous avons dans un premier temps étudié une des difficultés spécifiques à ce procédé : la variation des propriétés thermophysiques avec la température et la pression. La simulation a été réalisée tout d'abord à pression atmosphérique afin de valider le modèle développé avec le code de calcul CFX5. 5. Nous avons ainsi analysé les champs thermique et dynamique en régime instationnaire et observé une adéquation très satisfaisante avec les résultats expérimentaux sur maquette. L'influence de la pression a ensuite été prise en compte en terme de chaleur de compression et modification des propriétés du produit et du fluide. Les simulations ont également été validées d'un point de vue thermique sur une enceinte pilote et le modèle a ainsi permis d'évaluer l'effet de la pression sur le temps de décongélation. Enfin, une étude paramétrique a été menée afin de rechercher des solutions permettant d'optimiser la décongélation dans une enceinte industrielle contenant plusieurs produits. L'intérêt d'un régime de convection forcée a ainsi été clairement démontré et l'étude du taux de remplissage présente des pistes à exploiterMany industries are interested in the High Pressures technology, especially the food industry. High pressure thawing, which makes profitable the decrease of the temperature of the freezing point with the pressure (-22°C at 220 MPa), is one of the most innovative applications. Thawing is then faster than conventional methods and, as it is carried out at low temperature, it avoids microbial contamination. The main objective of this work consists in modelling the high pressure thawing process. The major phenomena considered are the internal transfers with phase change and the natural convection between the surface of the food and the heating medium. We firstly studied the variation of the food properties with the temperature and the pressure. The simulation was carried out at atmospheric pressure in order to validate the model developed using the CFD code CFX5. 5. The analysis of temperature and velocity fields in non stationary regime lead to some observations of the process. The predictions performed on an experimental set-up were in a good agreement with the experimental data. The influence of the pressure, heat of compression and modification of food and medium properties was then taken into account. Simulations were also validated from a thermal point of view on a pilot-scale vessel and the model was then used to study the effect of the pressure on thawing time. Lastly, a parametric study was performed in order to evaluate some modifications and to optimize the process at an industrial scale. The potential benefit of forced convection was clearly demonstrated and the study of the filling rate open the way to further works
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Artizzu, Paola. "Combustion catalytique du méthane à haute température : application dans les turbines à gaz." Lyon 1, 1996. http://www.theses.fr/1996LYO10261.
Full textAbstract:
L'objectif de ce travail etait de synthetiser des catalyseurs actifs pour la reaction de combustion du methane, qui se realise dans le dernier etage de travail des turbines a gaz ou la temperature atteint des valeurs comprises entre 1200c et 1400c. En plus d'une activite intrinseque en oxydation, ces catalyseurs doivent conserver leur activite meme apres un traitement a haute temperature. Ces catalyseurs sont constitues par une matrice hexaaluminate de baryum (baal#1#2o#1#9), oxyde mixte thermostable, dans laquelle un ou plusieurs ions aluminium sont substitues par des ions actifs (ions des metaux nobles et ions des metaux de transition). La composition des catalyseurs sera bam#xal#1#2#-#xo#1#9 avec m egal a mn, cu, pd, ir et rh et x compris entre 0,5 et 4. Dans le cas de l'incorporation des metaux nobles, des problemes ont ete rencontres avec le palladium et l'iridium: a cause de la faible stabilite thermique des oxydes correspondants, ces metaux n'ont pu etre introduits dans la structure hexaaluminate. Par contre, un faible pourcentage du rhodium a pu etre incorpore dans la maille hexaaluminate, et le reste se trouvant occlus dans l'aluminate de baryum, phase intermediaire dans la formation de l'hexaaluminate de baryum. En revanche, l'incorporation des ions des metaux de transition donne des resultats plus encourageants. L'introduction d'un ion manganese et d'un ion cuivre dans la maille hexaaluminate conduit a des catalyseurs dont les activites a l'etat frais et a l'etat vieilli sont comparables. La substitution de plusieurs ions aluminium par le cuivre n'est pas possible, sans doute a cause des differences de charges entre les ions al#3#+ substitues et les ions cu#2#+ substituants. L'introduction progressive de plusieurs ions manganese dans la maille hexaaluminate (bamn#xal#1#2#-#xo#1#9, x compris entre 0,97 et 4) permet l'obtention de catalyseurs plus performants pour la reaction de combustion du methane et stables dans les conditions de travail des turbines a gaz. Le solide bamn#2#,#7al#1#1o#1#9 est le catalyseur le plus actif dans la reaction d'oxydation et son application dans les turbines a gaz serait envisageable
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Thiévin, Jonathan. "Spectroscopie d'émission et d'absorption infrarouge en écoulements de gaz raréfiés : application aux gaz à très haute température et aux complexes moléculaires à très basse température." Rennes 1, 2007. http://www.theses.fr/2007REN1S056.
Full textAbstract:
Une source de forte enthalpie a été développée pour élever la température d’un gaz jusqu’à 2000 K et générer des écoulements hypersoniques. Ce dispositif a été couplé à un interféromètre par transformée de Fourier à haute résolution pour l’étude de l’émission infrarouge de gaz à très haute température. Un protocole expérimental a été mis au point pour l’extraction des sections efficaces d’absorption raie par raie des spectres du méthane et de l’acétylène. Ces données sont nécessaires pour la modélisation des enveloppes circumstellaires des naines brunes et des étoiles riches en carbone. Un système à réflexions multiples a été mis au point pour sonder les couches de choc hypersoniques par spectroscopie par absorption infrarouge. En parallèle, a été réalisée l’étude spectroscopique des complexes de van der Waals Arn (CO2)m formés à très basse température dans une détente supersoniqueA high enthalpy source has been developped to heat gases up to 2000 K and to produce hypersonic flows. This prototype has been coupled to a high resolution Fourier transform interferometer for the investigation of the infrared emission of very hot gases. An experimental procedure has been developped to extract the line-by-line absorption cross sections of methane and acetylene. These data are needed to model the circumstellar envelop of brown dwarves and carbon rich stars. A multipass optical system has been designed to probe hypersonic shock layers by absorption spectroscopy. In parallel, the spectroscopy of Arn (CO2)m van der Waals complexes formed in a supersonic expansion at very low temperature was investigated
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Karnis, Aurélie. "Traitement à haute pression et haute température de déchets de métaux lourds vers de nouveaux matériaux stables." Phd thesis, Université Paris-Est, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00551293.
Full textAbstract:
Les REFIOM (Résidus d'Epuration des Fumées d'Incinération des Ordures Ménagères) issus de l'incération des déchets ménagers contiennent des métaux lourds comme le plomb ou le cadmium et sont en France uniquement stockés en centre d'enfouissement technique de classe 1 pour dangereux, en étant stabilisés par une vitrification. Afin de trouver des solutions pour le stockage ou la valorisation à long terme des REFIOM sans danger pour l'environnement, nous avons ciblé les vitrocéramiques et les céramiques frittées à hautes températures et hautes pressions. Nous avons utilisé des méthodes de la minéralogie physique par l'intermédiaire de synthèses à hautes températures, de synthèses à hautes températures et à hautes pressions en autoclave à chauffage externe, d'observations en microscopie électronique à balayage, de microanalyses chimiques EDX (Energy Dispersive X-Ray spectrometry), d'analyses en microsondes, de caractérisation structurale par diffraction de rayons X et d'expériences de lixiviation dynamique. Nous avons mis au point des protocoles de synthèses et d'analyses. Par ce biais, nous constatons pour les vitrocéramiques que le plomb ou le cadmium sont incorporés dans des cristallites et dans des nouvelles phases cristallines, eux-mêmes englobés dans une matrice vitreuse. Cette voie dite "double barrière" (cristaux + verre) semble prometteuses pour l'immobilisation du plomb et du cadmium (au regard des analyses EDX et des expériences de lixiviation). Pour les céramiques frittées, comme pour les SYNROC (SYNthetic ROCk) synthétisées pour les déchets nucléaires, de nouvelles phases cristallines incorporant Pb et Cd sont observées et seraient a priori résistantes pour le stockage de ces éléments toxiques. Dans ces deux cas de nouveaux matériaux capables d'incorporer massivement du plomb et du cadmium ont été mis en évidence. Des tests de durabilité permettront d'envisager une valorisation éventuelle de tels matériaux
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Variot, Bruno. "Modélisation des transferts de chaleur par rayonnement dans les systèmes gaz-solide à haute température." Perpignan, 1993. http://www.theses.fr/1993PERP0165.
Full textAbstract:
Le but de ce travail est d'etudier l'influence du rayonnement sur les transferts de chaleur dans les systemes gaz-solide. La diffusion anisotrope du rayonnement, caracteristique des milieux particulaires, est prise en compte. Les particules ont un diametre grand devant la longueur d'onde du rayonnement. Apres une synthese bibliographique sur les milieux diffusants, on detaille dans le second chapitre la resolution de l'equation de transfert radiatif en geometrie monodimensionnelle. La methode utilisee est celle des ordonnees discretes, des validations sont effectuees sur des cas d'ecole. Les aspects concernant l'indicatrice de diffusion (optique geometrique) sont developpes. Le probleme des transferts couples par conduction, convection, et rayonnement dans un lit fixe, traverse par un gaz, et chauffe par rayonnement sur une face, est resolu dans le troisieme chapitre. Pour garder un caractere general, le probleme est formule de facon adimensionnelle et utilise les nombres de planck n. (conduction-rayonnement) et de boltzmann bo (convection-rayonnement). Globalement, n influe sur les gradients de temperature des zones proches de la source et bo sur le niveau de temperature des zones lointaines. L'etude du regime transitoire met en evidence des phenomenes dynamiques (en particulier inversion des temperatures entre solide et gaz). Le quatrieme chapitre est consacre a la modelisation des transferts couples dans des systemes a haute temperature: lits fixes multicouches, echange lit fluidise - paroi, ecoulements plasma charges en particule. La modelisation est basee sur l'hypothese non grise (modele a bandes). Des comparaisons entre solutions completes, solutions simplifiees et resultats experimentaux sont presentees
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Hervier, Zéline. "Étude d'alliages de titane haute température : microstructure, fluage, corrosion sous contraite." Toulouse, INPT, 2007. http://www.theses.fr/2007INPT075H.
Full textAbstract:
Les rouets et les flasques des turbomachines d'hélicoptères aujourd'hui en alliage de titane sont soumis à des sollicitations thermiques accrues. L'objectif de ce travail est d'évaluer les propriétés mécaniques à haute température (fluage et corrosion sous contrainte) des traitements thermomécaniques effectués sur ces pièces par la société Aubert et Duval dans le but d'accroître la résistance mécanique à chaud des alliages de titane. L'observation des microstructures a souligné le rôle majeur de la vitesse de refroidissement après traitement thermique sur le taux d'alpha primaire final, et ce d'autant plus qu'il est effectué à haute température. La croissance des nodules est en effet contrôlée par la diffusion. L'étude du fluage a été axées sur la construction de courbes d'iso-amplitude de déformation primaire, d'iso-vitesses stationnaire et d'iso-durée de vie dans le plan contrainte / température. La superposition des courbes tracées a permis de constater que sur la plage de contraintes et températures étudiée, le Ti6242 forgé, apporte un faible gain en fluage, par comparaison au Ti6242 forgé •/,. L'IMI834 apporte quant à lui un gain plus important. A partir de ces courbes, des lois de comportement et d'endommagement du Ti6242 forgé•/, ont été identifiées. Une modélisation du fluage sur éprouvette entaillée a alors été mise en oeuvre. Enfin, les risques d'initiation de fissure encourus lors de dépôts de sel sur les rouets fonctionnant en environnement maritime (off-shore) à hautes températures ont été évalués. Les courbes d'iso durée de vie tracées mettent en évidence un abattement d'un facteur supérieur à 10 sur les durées de vie en fluage, avec le cycle actuel (contrainte constante et cycles thermiques de 24h). Un cycle plus représentatif des missions devra être défini pour préciser pour chaque contrainte la frontière thermique délimitant l'apparition du phénomène de corrosion sous contrainteFuture turbine engine applications require titanium parts to wishstand higher temperatures. This requires optimising the thermomechanical treatments of the parts in order to improve their creep life. The aim of this study is to evaluate the microstructure, creep life and stress corrosion cracking properties of the titanium alloy. The observation of the microstructure reveals that the rate of cooling has a great influence on the primary alpha content, especially if it is a high temperature heat treatment : the diffusion controls the growth of the primary alpha. The study of creep is based on the drawing of iso-primary creep strain, iso-steady-state strain rate and iso-creep-life lines in a stress - temperature field. Regarding their creep properties, the gain obtained with the ,-forged Ti6242 on the •/, forged is small, compared to the gain obtained with the •/, forged IMI834. From the plot of iso-steady-state strain rate and iso-time to rupture, numerical models to predict the steady strain rate and time to rupture at each stress and temperature are identified and discussed. The stress corrosion cracking properties are also evaluated
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Grisch, Frédéric. "Contribution à l'étude du rayonnement haute température des gaz de combustion en situation de couche limite." Rouen, 1988. http://www.theses.fr/1988ROUES010.
Full textAbstract:
Etude expérimentale et théorique sur les propriétés radiatives des molécules de CO2 et H2O à haute température. Réalisation d'un dispositif expérimental constitué d'un brûleur méthane-oxygène associé à une plaque plane. Discussion de différents modèles de transfert radiatif
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Baylet, Alexandre. "Oxydation du méthane à basse et haute température, application de procédés plasma et/ou catalyse." Poitiers, 2008. http://theses.univ-poitiers.fr/26682/2008-Baylet-Alexandre-These.pdf.
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Les travaux de recherche de cette thèse concernent les problèmes liés à l’oxydation du CH4, gaz à effet de serre notoire provenant dans le cas présent du transport routier, et plus précisément l’élimination du CH4 issu des gaz d’échappement des moteurs de type Diesel. L’oxydation totale du CH4 a été étudiée : - A basse température par procédé Plasma/Catalyse : de tous les systèmes testés, la combinaison d’un système plasma froid de type DBD coaxial associé à un catalyseur Pd/Al2O3 en position POSTplasma permet l’oxydation de 30 % du CH4 avec une énergie déposée de 225 J. L-1 (Q=600 mL. Min-1, N2/O2/CO2/H2O/0,5%CH4, T=250 °C, H=150 mm) tout en minimisant la production de O3 et en ne générant pas de NOx. Cependant, les puissances consommées (> kW) sont trop importantes pour une éventuelle application sur véhicules. - A basse température sur catalyseurs Pd/Al2O3 (température de light-off) : L’étape de ré-oxydation de Pd° est plus rapide sur des petites particules mais l’activation du CH4 y est plus difficile en raison d’une stabilisation plus importante des petites particules de PdO par le support. Une série de pulses réducteurs (CH4 ou C3H6) en conditions isothermes permet d’activer le catalyseur et d’atteindre un maximum de conversion. - A haute température sur catalyseurs Pd/(oxyde modifié) (pics haute température) : la synthèse d’une alumine dopée (La, Sr, Ba, Mn) avec une surface spécifique de l’ordre de 50 m2. G-1 permet d’atteindre des taux de conversion de 90 % du CH4 à 700 °C tout en maintenant une excellente stabilité thermique. Un mécanisme redox de type Mars et van-Krevelen, avec transfert de l’oxygène du support vers les particules de palladium est proposé pour expliquer les différences en termes d’activité catalytique et de stabilité thermique en comparaison au catalyseur de référence Pd/Al2O3This research work deals with CH4 oxidation coming from road transport, CH4 being a well-known greenhouse gas, with CH4 removal from exhaust gas of Diesel engine. Total CH4 oxidation has been studied : - At low temperature by Plasma/Catalysis process : from all the systems tested, the combination of a coaxial DBD non-thermal plasma combined with Pd/Al2O3 catalyst in POST-plasma position allows to convert 30 % of CH4 with an energy of 225 J. L-1 (Q=600 mL. Min-1, N2/O2/CO2/H2O/0. 5%CH4, T=250 °C, H=150 mm) while minimising O3 production and avoiding NOx production. However, the power consumed (> kW) is too significant for prospective vehicle applications. - At low temperature on Pd/Al2O3 catalysts (light-off temperature) : the re-oxidation step of Pd° is faster on small particles but CH4 activation is more difficult due to stabilization of small PdO particles by the support. A series of reductant pulses (CH4 or C3H6) in isothermal conditions allows to activate the catalyst and to reach a maximum of conversion. - At high temperature on Pd/(modified oxide) catalysts (peak at high temperature) : (La, Sr, Ba, Mn) doped alumina preparation with a specific surface area of 50 m2. G-1 allows to reach 90 % of CH4 conversion at 700 °C and to maintain an excellent thermal stability. A Mars and van-Krevelen mechanism, with oxygen transfer from support to palladium particles is proposed in order to explain catalytic activity and thermal stability differences in comparison to the Pd/Al2O3 reference catalyst
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Legrand, Anne-Claire. "Thermographie multispectrale haute et basse température : application au contrôle non destructif." Dijon, 2002. http://www.theses.fr/2002DIJOS014.
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Langlois, Stéphane. "Etudes théorique et expérimentale des intensités des raies de H20 et CO2 à haute température." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1992. http://www.theses.fr/1992ECAP0254.
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Une base de données spectroscopiques est requise dans de nombreuses applications industrielles ou intervient le rayonnement I. R. De gaz chauds. La première partie du travail est consacré à une étude expérimentale sur les données spectroscopiques relatives à CO2 jusqu'à 800 K. Un dispositif expérimental, utilisant un laser à diode, a été conçu pour mesurer les intensités de raies chaudes des gaz. Nous avons déterminé, à partir de l'obtention des transmittivités expérimentales au centre des raies et de méthodes d'élimination des contributions des raies voisines, les intensités d'une trentaine de transitions appartenant à des bandes vibrationnelles telles que Δ1"=0 et Δv3=1. Nous en avons déduit les intensités des huit bandes, dont trois n'avaient pas, à notre connaissance, été déterminées expérimentalement. Les résultats sont en accord à mieux que 4% avec des résultats expérimentaux existants, obtenus par Johns à température ambiante et valident un calcul D. N. D. De Wattson pour les trois bandes non encore étudiées expérimentalement. A partir d'une cellule de grande dimension (1m), permettant d'isoler une colonne de gaz isotherme, nous avons mesuré des spectres a moyenne résolution entre 300 et 750 K, pour des pressions ≤ 1 atm, autour de 2. 7 m et 4. 3 m. Ces spectres nous ont permis de valider la méthode expérimentale grâce à la comparaison avec des spectres synthétiques calculés par un code raie par raie, de tester la qualité de certaines bases de données et de valider des modèles pragmatiques permettant de tenir compte du couplage entre raies grâce à l'utilisation de facteur de forme. La deuxième partie a trait à la constitution d'une base approchée de données relatives à H2O valable au moins jusqu'à 2600 K pour des applications requérant une résolution de l'ordre de 10 cm-1. Le modèle utilise l'approche de Tyuterev pour les énergies et la prise en compte d'oscillateurs de morse pour le calcul de la partie vibrationnelle des intensités des bandes chaudes : ceci conduit à la détermination des positions et intensités des raies chaudes des trois bandes 010<-000, 100<-000 et 001<-000. Dans une deuxième phase, les positions et intensités des raies des bandes chaudes centrées en 1. 9, 2. 7 et 6 m sont déduites des précédentes. Le critère de coupure sur l'énergie rovibrationnelle du niveau bas de la transition a été fixé, dans tous les cas, à 13000 cm-1. Les données de départ sont extraites, d'une part, de la base HITRAN, d'autre part, d'une base due à J. M. Flaud et C. Camy-Peyret, valable à 1000 K autour de 4. 3 m. Nous avons validé la base approchée obtenue à 900, 1200 et 1500 K, en montrant une interprétation correcte des spectres expérimentaux dus à Burch et du spectre expérimentale à 2550 K dû à Ludwig.
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Mouti, Mostafa. "Etude de la relaxation vibrationnelle dans un écoulement gazeux à haute température : couplage vibration-dissociation, application aux mélanges." Aix-Marseille 1, 1996. http://www.theses.fr/1996AIX11039.
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Le processus de relaxation dans un melange gazeux o#2-n#2 hors d'equilibre a l'aval d'une onde de choc est decrit par les equations cinetiques (couplees aux equations de conservation) conduisant a l'equilibre vibrationnel et chimique. Ces equations permettent d'obtenir la population vibrationnelle de chaque niveau de vibration des deux molecules ainsi que les vitesses de dissociation par niveau. Pour des temperatures plus elevees (2600 k, 5600 k) l'effet de dissociation est pris en compte selon le modele de treanor-marrone que l'on generalise. La formation de no est negligee. Les sections efficaces vibrationnelles utilisees proviennent d'un calcul analytique base sur la methode des distorted waves. Un travail original est mene pour exprimer les probabilites de dissociation des molecules d'oxygene et d'azote en fonction de la seule temperature t. En l'absence de dissociation, les molecules de o#2 s'excitent plus rapidement que celles de n#2. Dans le cas des echanges complets (tv+vv) ; les echanges vv jouent pour o#2 le role de processus exothermique et ralentissent l'action produite par les echanges tv, alors que pour n#2, ils jouent le role de processus endothermique et accelerent les effets des echanges tv. En presence de dissociation, on constat tres pres du front de l'onde de choc, un fort couplage entre la vibration et la dissociation. Globalement en fin d'evolution, le nombre des molecules de n#2 est pratiquement conserve alors que celui de o#2 a sensiblement varie
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Nozahic, Françoise. "Production de gaz de synthèse par interactions à haute température du gaz, des goudrons et du résidu carboné issus de la pyrolyse de biomasses." Phd thesis, Toulouse, INPT, 2008. http://oatao.univ-toulouse.fr/7688/1/nozahic.pdf.
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Cette thèse vise à comprendre et modéliser les mécanismes mis en jeu dans un réacteur de traitement de gaz de pyrolyse (RTGP) de biomasses sur un lit fixe constitué du résidu carboné. L'objectif est de produire un gaz de synthèse (CO + H2) ayant une teneur en goudrons inférieure à 0,1 mg/Nm3. Au niveau conceptuel le système matériel a été caractérisé et un schéma réactionnel simplifié a été identifié à l'aide de composés modèles sélectionnés pour être représentatifs des goudrons en terme de réactivité, révélateurs des mécanismes réactionnels et traceurs en entrée et sortie du RTGP. Un dispositif expérimental à échelle réduite, mini-RTGP, a été développé et les méthodes et protocoles d'analyse mis au point. Des expériences ont été menées afin de comprendre les mécanismes de dégradation du méthane et des composés modèles et de gazéification du résidu carboné ainsi que d'apporter des informations préliminaires sur les cinétiques. Un modèle du RTGP a également été développé.
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Audebert, Philippe. "Contribution a l'étude de l'évaporation d'une particule sphérique liquide, en mouvement relatif dans un gaz à haute température." Poitiers, 1987. http://www.theses.fr/1987POIT2262.
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Colbert, Mehdi. "Etude du comportement de gaz rares dans une matrice céramique à haute température : Modélisation par approches semi-empiriques." Thesis, Aix-Marseille, 2012. http://www.theses.fr/2012AIXM4066/document.
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Le dioxyde d'uranium UO2 est utilisé en tant que combustible standard dans les réacteurs à eau pressurisée (REP). Pour cette raison il est très important de bien connaître ses propriétés mécaniques, thermiques et physico-chimiques dans les conditions de fonctionnement normales ou accidentelles (600K - 2000K). Lors des réactions de fission de l'uranium, des gaz rares tels que le Xe et Kr sont générés. Ces atomes présentent une très faible solubilité dans la matrice combustible et vont donc soit être relâchés, soit former des bulles de gaz (intra ou intergranulaires) au sein de l'UO2. La présence de ces bulles modifie les propriétés thermomécaniques du combustible. Les enjeux en terme de sûreté, liés à la présence de ces bulles, ont donné lieu à d'importants travaux, tant sur le plan expérimental que théorique, afin d'accroître la compréhension de l'ensemble des propriétés physiques et du comportement du combustible. L'objectif de nos travaux est de mieux comprendre l'impact de bulles de gaz intragranulaires sur le comportement du combustible au moyen de modélisations atomistiques. Dans un premier temps, l'impact de cavités intragranulaires sur les propriétés thermomécaniques (comportement élastique, dilatation thermique et conductivité thermique) ont été étudiées par des approches semi-empiriques. Un soin particulier a été porté à l'étude des effets d'interfaces pour ces cavités nanométriques. Dans un deuxième temps, nous avons procédé à un remplissage physique de ces cavités par du xénon et nous avons étudié la microstructure et les pressions régnant au sein des bulles
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Yeugo, Fogaing Edwige. "Caractérisation à haute température des propriétés d'élasticité de réfractaires électrofondus et de bétons réfractaires." Limoges, 2006. http://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/f546e23e-57e8-4c20-a1d0-0b58d72417db/blobholder:0/2006LIMO0061.pdf.
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Ce travail, réalisé dans le cadre d'un programme national de recherche (PROMETHEREF), rapporte les résultats d'une étude par échographie ultrasonore des variations à haute température du module d'Young de plusieurs matériaux réfractaires industriels, notamment, des bétons réfractaires et des réfractaires électrofondus. Ces matériaux, considérés comme représentatifs de deux classes importantes de réfractaires, ont permis d'identifier plusieurs paramètres influents en corrélation avec les évolutions microstructurales causées par les traitements thermiques. Ces derniers sont en particuliers responsables de la création d'endommagements, à cause des désaccords dilatométriques entre les constituants, et de l'apparition à haute température de phases vitreuses qui favorisent la guérison des défauts. Ces phénomènes peuvent être identifiés dans les matériaux réfractaires hétérogènes en général. Par ailleurs, le comportement mécanique des matériaux s'est révélé très sensible à l'histoire thermiqueThe present work has been realized as part of the national research programme (PROMETHEREF) and deals with ultrasonic measurements of the variations at high temperature of the Young's modulus of several industrial refractory materials, namely, refractory castables and fused-cast refractories. These materials, considered as representatives of two important classes of refractories, allowed the idenfification of several influential parameters related to microstructural evolutions due to thermal treatments. These latters tend to cause especially damages, because of thermal expansion mismatches between the phases, but also the appearance at high temperature of vitreous phases that favour the healing of defects. These phenomena could mostly be identified in heteregoneous refractory materials. In addition, the mechanical behaviour of materials was found to be very sensitive to the thermal history
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Couhert, Carole. "Pyrolyse flash à haute température de la biomasse ligno-cellulosique et de ses composés : production de gaz de synthèse." Phd thesis, École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00271260.
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La pyrolyse est la première étape de tout traitement thermique de la biomasse et conditionne la formation de gaz de synthèse pour la production d'électricité, d'hydrogène ou de carburants liquides. L'objectif de ces travaux est d'établir une relation entre la composition d'une biomasse et ses rendements en gaz de pyrolyse. Nous étudions la pyrolyse flash de façon expérimentale et fixons les conditions opératoires qui maximisent les quantités de gaz tout en visant un régime intrinsèque (particules d'environ 100 μm) : température de 950°C et temps de séjour d'environ 2 s. Puis nous tentons de développer un outil de prévision des rendements en gaz d'une biomasse quelconque en fonction de sa composition, applicable dans cette situation où l'équilibre thermodynamique n'est pas atteint. Nous montrons qu'une loi d'addition ne permet pas de corréler les rendements en gaz d'une biomasse avec les fractions massiques de cellulose, d'hémicellulose et de lignine contenues dans cette biomasse. Plusieurs explications sont proposées et investiguées une à une : différence de comportement pyrolytique d'un même composé selon la biomasse de laquelle il est extrait, interactions entre composés et influence de la matière minérale. En vue d'une application industrielle, nous étudions la pyrolyse de particules de tailles millimétrique et centimétrique, et réalisons une simulation numérique des réactions de reformage des gaz de pyrolyse. Cette simulation montre que le choix de la biomasse affecte largement les quantités de gaz de synthèse obtenues.
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Vrinat, Mathieu. "Contribution au développement d’un absorbeur surfacique à air pressurisé haute température pour centrale solaire à concentration à tour." Perpignan, 2010. http://www.theses.fr/2010PERP1030.
Full textAbstract:
L’objectif de ce travail de thèse, effectué en partenariat entre le laboratoire LITEN-LETH du CEA de Grenoble et le laboratoire PROMES du CNRS à Odeillo, a été de contribuer au développement d’une technologie d’absorbeur solaire surfacique métallique à air pressurisé haute température. Cet absorbeur doit permettre de chauffer de l’air à plus de 750°C, pour les futures centrales solaires thermiques à concentration à tour de type HSGT (Hybrid Solar Gas Turbine). L’absorbeur envisagé se fonde sur les avancées technologiques dans le domaine des échangeurs de chaleur compacts à haute température. Deux technologies ont été sélectionnées suite à une étude bibliographique : la technologie Printed Circuit Heat Exchanger (PCHE) et une technologie innovante développée en interne au LITEN du CEA de Grenoble. Des simulations thermo hydrauliques et une campagne expérimentale menée sur des maquettes de 10 kWth, ont permis de comprendre le comportement de chacune des technologies soumises à une forte concentration de flux solaire (jusqu’à 400 kW/m²), d’en déterminer les performances (corrélations thermo hydrauliques) et les limites. La maquette PCHE a produit de l’air à des températures atteignant 800°C avec des coefficients expérimentaux d’échange thermique projeté jusqu’à 2300 W/m². K. La maquette LITEN a permis, malgré une température de paroi supérieure limitée à 600°C, de chauffer de l’air jusqu’à 488°C avec de bonnes performances d’échange projeté, jusqu’à 1300 W/m². K. Les résultats obtenus au cours de cette thèse ont abouti à la recommandation d’une technologie et au dimensionnement d’un module d’absorbeur solaire destiné à intégrer le futur récepteur solaire à air pressurisé Mini Pégase dans le cadre du programme de recherche Pégase sur la centrale Thémis à TargassonneThe objective of this PhD thesis, carried out in partnership between LITEN-LETH laboratory at CEA of Grenoble and CNRS-PROMES laboratory in Odeillo, was to contribute to the development of a high temperature pressurized air metallic surface absorber technology for hybrid solar gas turbine tower (HSGT). An objective of 750°C for the outlet air temperature has been settled. The envisaged absorber is relying on technological breakthroughs in the field of high temperature compact heat exchangers. Two technologies have been selected subsequently to a literature review : the Printed Circuit Heat Exchanger technology (PCHE) proposed by the manufacturer Heatric, and an innovative technology developed internally at LITEN. Thermal hydraulic simulations were carried out to understand the behavior of each technology under a high concentrated solar flux and to determine respective performances (determination of thermal hydraulic correlations) and limitations. A 10 kWth absorber mock up has been designed and manufactured for each technology. It was then experimentally characterized under high concentrated solar flux (up to 400 kW/m²). The PCHE mock up produced air at outlet temperature up to 800 ° C with an experimental heat transfer coefficient of 2300 W/m². K The LITEN mock up, despite a wall temperature limited to 600°C, heated the air up to 488°C with good thermal performances reaching 1300 W/m². K. The results obtained during this PhD work resulted in the recommendation of a technology and in the design of a solar absorber module intended to integrate the futur air solar receiver Mini Pegase, within the french research program called Pegase on the Themis solar site in Targassonne
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Chung, Chian Javier Ricardo. "Stratégies de séchage à haute température pour le bois à valeur ajoutée." Thesis, Université Laval, 2006. http://www.theses.ulaval.ca/2006/23612/23612.pdf.
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Dal, Pont Stefano. "Lien entre la perméabilité et l'endommagement dans les bétons à haute température." Phd thesis, Ecole des Ponts ParisTech, 2004. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00001001.
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Le béton est un matériau de construction qui trouve son champ d'utilisation dans pratiquement tous les domaines du génie civil. Actuellement il est sans doute le plus utilisé pour les avantages économiques et techniques qu'il présente. Cependant, bien que largement utilisé depuis presque deux siècles, il s'agit d'un matériau dont le comportement n'a pas encore été totalement compris. Sa microstructure poreuse rend son comportement difficilement prévisible, spécialement dans des conditions particulières comme, par exemple, pendant une élévation de température. Celle-ci peut se produire essentiellement dans deux cas: des conditions accidentelles (par exemple un incendie) et des conditions normales d'utilisation (par exemple un stockage de déchets nucléaires). Ce travail vise à apporter une contribution à l'étude des phénomènes mis en jeu dans une telle situation et, en particulier, vise à étudier l'évolution de la perméabilité intrinsèque en fonction de l'évolution des caractéristiques du béton. La caractérisation de la perméabilité intrinsèque (qui n'est pas facilement mesurable à chaud) est, en fait, indispensable pour décrire et modéliser de manière correcte les phénomènes de transport qui se produisent dans un milieu poreux. Une étude expérimentale en collaboration avec le CEA a été menée sur une éprouvette cylindrique à échelle réelle pour la mesure de l'évolution des températures et des pressions du gaz dans le béton. Nous avons modélisé la maquette à l'aide de deux modèles mathématiques: un modèle thermo-hydro-chimique (THC) et un modèle thermo-hydrochémo-mécanique (THCM). L'utilisation du modèle THC, implémenté à l'aide de la méthode des volumes finis, a permis une première étude, qualitative, du comportement du béton soumis à un chauffage. Cette modélisation, qui, par souci de simplicité, a négligé les effets liés à la mécanique, a permis une première description des phénomènes de transport, changement de phase, évolution de la microstructure auxquels le béton est sujet lorsqu'on élève la température. Ensuite, la modélisation a été complétée à l'aide du modèle THCM par éléments finis, implémenté dans le code de calcul Hitecosp (développé à l'université de Padoue). Ce code donne une description très complète du comportement du béton et prend en compte les effets liés à la mécanique à l'aide d'une loi de comportement du béton élastiqueendommageable. Grâce à une comparaison entre les résultats issus des analyses expérimentales et numériques, nous avons pu aboutir à la proposition d'une loi pour décrire l'évolution de la perméabilité intrinsèque en fonction de l'endommagement total.
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Scutaru, Dragos. "Etudes théorique et expérimentale de l'absorption infrarouge par CO2 à haute température : application à des modèles de rayonnement des gaz." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1994. http://www.theses.fr/1994ECAP0352.
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Le but de cette thèse est d'améliorer les connaissances des données spectroscopiques relatives à CO2, en vue de la modélisation précise des transferts radiatifs dans des systèmes en combustion ou dans des conditions de télédétection. La phase expérimentale a consisté à obtenir des spectres fiables de CO2, pur et mélangé à N2, à température relativement élevée et a moyenne résolution spectrale (environ 1 cm-1). Un premier objectif de la partie théorique a été d'engendrer une base spectroscopique approchée qui permette de calculer de façon fiable des spectres avec une résolution de l'ordre du cm-1. La nouvelle base conduit à des spectres calculés en très bon accord avec des spectres expérimentaux disponibles jusqu'à 2850 k et a moyenne résolution. Le deuxième objectif de la partie théorique a été d'utiliser la nouvelle base de données spectroscopiques pour construire les paramètres de plusieurs modèles de rayonnement des gaz (modèle statistique à bande étroite, modèle CK et modèle CKFG). Nous avons étudié la validité de ces modèles dans différentes conditions de transfert radiatif.
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Arayro, Jack. "Etude théorique de bulles de gaz rares dans une matrice céramique à haute température : modélisation par des approches semi-empiriques." Thesis, Aix-Marseille, 2015. http://www.theses.fr/2015AIXM4117/document.
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Le dioxyde d’uranium UO2 est le combustible standard dans les réacteurs nucléaires à eau pressurisée (REP). Durant le fonctionnement du réacteur les pastilles combustibles subissent des contraintes thermiques et mécaniques. Pour cette raison il est très important de bien connaître les propriétés de ce système à la fois dans les conditions de fonctionnement normales et accidentelles (300 à 2000K). Lors des réactions de fission de l’uranium, des gaz rares comme le xénon sont produits à l’intérieur du combustible. En raison de leur faible solubilité, ces gaz vont former des bulles intra- et inter- granulaires dans l’UO2. La présence de ces bulles dans le combustible a un impact sur les propriétés macroscopiques de ce dernier. A l'échelle nanométrique, les bulles intragranulaires prennent la forme d’un octaèdre facetté, essentiellement suivant les directions (111) et (100). Devant la complexité de l’étude de la stabilité de cet octaèdre, nous avons décomposé le problème afin de pouvoir l’étudier de façon plus systématique et de découpler les différents effets. Dans un premier temps, nous avons déterminé la stabilité des surfaces planes (111) et (100) de l’UO2 et les modifications de microstructure engendrées par leur relaxation. Dans un deuxième temps, nous avons caractérisé les isothermes d’adsorption du xénon sur ces surfaces relaxées, en les comparant à ceux de l’incorporation dans une boîte vide pour identifier les effets de surface. Une attention particulière a été portée sur la microstructure du xénon dans ces systèmes. Finalement, nous avons effectué une analyse des propriétés mécaniques (profils de pression et de contrainte au voisinage des surfaces)Uranium dioxide UO2 is the standard fuel in nuclear pressurized water reactors (PWR). During the operation of the reactor the fuel pellets undergo thermal and mechanical stresses. For this reason it is very important to understand these thermomechanical properties of this system both in normal operation conditions and accidental situations (300 to 2000K). During fission reactions of uranium, rare gases such as xenon are produced within the fuel. Due to their low solubility, these gases will either be released or form intra- and inter-granular bubbles inside the UO2. The presence of these bubbles in the fuel has an impact on the thermomechanical properties of the latter. We focus in this thesis on the study of intragranularbubbles and their impact on the thermomechanical properties of UO2 , through modeling at the atomic scale. At this scale, intragranular bubbles take the shape of an octahedron, presenting mainly (111) and (100) facets. Given the complexity of the study of the stability of this octahedron, we have simplified the problem in order to study it in a more systematic way and to decouple the various effects. First, the stability of (100) and (111) extended surfaces of UO2 and microscructural modifications generated by their relaxation were studied. In a second step, we dermined adsorption isotherms of xenon on these relaxed surfaces, and compared them to the incorporation ones inside an empty box in order to isolate surface effects. A specific attention has been given to the microstructure of xenon in these systems. Finally, an analysis of the mechanical properties (pressure and stress profiles near by the surface)
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Houngninou, Christelle. "Traitements de surface de matériaux métalliques par cémentation en caisse : étude de la réactivité à haute température." Dijon, 2004. http://www.theses.fr/2004DIJOS064.
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L'augmentation des températures de travail nécessite le développement de procédés et de matériaux pouvant résister aux atmosphères agressives à haute température. Pour les températures très élevées, les meilleurs matériaux sont les aluminiures intermétalliques. Néanmoins, leurs faibles propriétés mécaniques à basse température en limitent l'usage. Un moyen pour pallier cette lacune en conservant leurs propriétés à haute température, repose sur l'application de traitements de surface. Il s'agissait donc, dans cette étude d'établir par traitement de surface (cémentation en caisse) des composés intermétalliques à la surface d'aciers inoxydables. Certains sont également " dopés " à l'oxyde d'yttrium introduit par M. O. C. V. D. L'étude du comportement à l'oxydation à haute température des matériaux ainsi élaborés a ensuite été abordée par une analyse des cinétiques d'oxydation en régime isotherme, puis en condition de cyclage thermique. Le rôle de l'élément réactif a également été étudiéIndustrial applications need the development of materials which can resist in aggressive atmospheres at elevated temperatures. Aluminide compounds are the most effective materials at very high temperatures. Nevertheless, these alloys exhibit limited room temperature mechanical properties, which can be improved by the application of a surface treatment. As a consequence, this work is aimed at the elaboration of aluminide compounds by modification of stainless steel surface using a pack cementation process. Some of these materials are also doped with yttrium oxide which is introduced by metal organic chemical vapour deposition (MOCVD). The high temperature oxidation behaviour of the as aluminised alloys has been studied by submitting the materials to isothermal and cyclic oxidation tests. The role of the reactive element has also been analysed
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Voicu, Raluca. "Évolution microstructurale à haute température et propriétés mécaniques d'aciers austénitiques Fe-Cr-Ni." Toulouse, INPT, 2008. http://www.theses.fr/2008INPT132G.
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Les aciers austénitiques inoxydables HP40 1010 Nb sont utilisés pour la fabrication des tubes reformeurs utilisés dans l'industrie pétrochimique et en particulier par Air Liquide pour la réaction de craquage de l'hydrogène. Ces tubes constituent les composants essentiels des usines productrices d'hydrogène. La conception des tubes prévoit une durée d'exploitation d'environ 11 ans. Cependant, le fonctionnement des installations dans des conditions plus sévères diminue fortement la durée de vie de ces composants. La combinaison de facteurs tel que des surchauffes locales, un champ de contrainte complexe (induit par la thermique, la pression interne des gaz et le poids des tubes), un environnement corrosif à l'intérieur et oxydant à l'extérieur des tubes peut conduire à la rupture prématurée de ces pièces. L'objectif de cette étude est donc de comprendre les couplages entre le vieillissement microstructural et le comportement mécanique en fluage afin d'établir un nouveau critère de fin de vie des tubes reformeurs. Les examens microstructuraux des structures vieillies ont permis de souligner l'effet de plusieurs facteurs importants dont la composition chimique et de l'environnement ainsi que d'établir un diagramme TTT pour ces nuances d'aciers. L'étude systématique du comportement mécanique en fluage nous a permis de mettre en évidence plusieurs facteurs qui influencent la durée de vie de ces alliages dont le vieillissement et un changement de mécanisme de fluage au passage des fortes aux faibles contraintes. Les observations métallographiques et la quantification de l'endommagement ont confirmé les résultats de fluage. Un critère de fin de vie a pu être établi en intégrant ces données. Enfin, nous avons proposé deux protocoles de chargement thermique afin d'optimiser le temps à ruptureThe HP40-Nb modified austenitic stainless-steels are used for reformer tubes fabrication in the refining, petrochemical and fertilizer industries, and especially by Air Liquide for cracking reaction of hydrogen. These tubes are the main components of hydrogen production plants. The tubes are designed for exploitation duration of around 11 years. Nevertheless, the operation of the facilities under more severe conditions leads to a greatly decreases the lifetime of these components. These tubes are prone to various degradation mechanisms. The combination of factors such as local overheating, a complex stress field (induced by the heat, the internal gas pressure and weight of the tubes), a corrosive environment inside and an oxidant atmosphere outside of the tubes can lead to premature rupture, braking of these parts. The objective of this study is to understand the coupling between the microstructural aging and mechanical behaviour in creep regime in order to establish a new criterion for end of life of reformer tubes. Microstructural examinations of aged structures have allowed to highlight the effect of several important factors, like the chemical composition and the environment, and to establish a TTT diagram for these steel grades. The systematic study of the creep mechanical behaviour has enabled to identify several factors that influence the lifetime of these alloys, like aging and a change of creep mechanism when passaging from high to low stress levels. Metallographic observations and quantification of the damage confirmed the creep tests results. A criterion for the end of life has been established by integrating these data. Finally, we proposed two thermal loading protocols to optimize the time to rupture of these tubes
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Chamorro, Perez Eva Maria. "Les volatils dans le manteau terrestre : étude expérimentale à haute pression et haute température ; l'exemple de l'argon et du carbone." Université Joseph Fourier (Grenoble ; 1971-2015), 1997. http://www.theses.fr/1997GRE10178.
Full textAbstract:
La cellule a enclumes de diamant a chauffage laser co#2 a permis l'etude de la solubilite de l'ar dans les liquides silicates sous pression (p). L'evolution de la solubilite d'ar avec p dans sio#2 et mg#2sio#4 fondues presente un comportement jamais observe auparavant : une augmentation a peu pres lineaire a basse p, mais au dela de 5 gpa, elle chute soudainement d'un ordre de grandeur. Celle-ci est interpretee comme le resultat d'une competition entre deux phenomenes ayant lieu simultanement avec l'augmentation de p : l'elevation de la fugacite d'ar qui provoque une augmentation de la solubilite (loi de henry) et la densification du liquide qui entraine une diminution de la place disponible pour les atomes d'ar. L'adaptation du modele de la porosite ionique et de la distribution log-lineaire nous a permis de prevoir la chute de la solubilite pour le xe vers 2 gpa et pour l'he vers 8-10 gpa. Ce resultat implique une evolution de l'incompatible des gaz rares avec la profondeur. La presse multienclumes a permis l'etude du systeme silicate (et oxyde)- carbonate dans des conditions mantelliques. Le carbonate stable sous pression est la magnesite. Le carbone reste un element tres incompatible : les liquides formes lors des fusions partielles ont une composition 60% en moles de carbonate. Ces experiences ont mis en evidence l'existence d'une solution solide partielle enstatite-magnesite, dont le minimum de magnesite dissoute est de 0. 6% en poids. L'olivine, la wadsleyite et (fe,mg)o, semblent egalement presenter une solution solide avec la magnesite tout aussi importante, meme lors des fusions partielles. Cette faible solution des carbonates dans les silicates et oxydes porte des consequences importantes dans le cycle interne du carbone, car la totalite du carbone estime etre contenu dans le manteau peut se trouver sous la forme de solution solide. La magnesite ne se trouverait sous la forme d'une phase separee que quand la concentration est superieure a 6%.
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Dawi, Kamel. "Corrosion à haute température de fontes GS à matrice ferritique et austénitique sous atmosphères complexes." Compiègne, 2009. http://www.theses.fr/2009COMP1803.
Full textAbstract:
Le mémoire présenté s’articule autour de sept chapitres. Les premier et deuxième chapitres, qui constituent la synthèse bibliographique, présentent d’abord quelques généralités sur les fontes et leur procédé d’élaboration, ainsi que sur l’action et la ségrégation des principaux éléments d’alliage (chapitre I) ; le deuxième chapitre présente des généralités sur l’oxydation des métaux à haute température, l’oxydation du fer, des alliages Fe-Si, et des fontes ; puis plus spécifiquement sur la corrosion haute température dans les milieux soufrés et du l’effet de la vapeur d’eau. Ce chapitre se termine par des éléments bibliographiques. Le chapitre suivant (chapitre III) est consacré à la description expérimentale des essais et des techniques de caractérisation, ainsi qu’à un bref descriptif de l’outil de calcul thermochimique ThermoCalc. Dans le quatrième chapitre, une étude microstructurale des fontes étudiées est présentée. Elle est basée sur des observations microstructurales et des analyses élémentaires effectuées après différentes attaques chimiques, complétées par des calculs thermodynamiques. Dans les cinquième et sixième chapitres sont présentés les résultats expérimentaux et les discussions concernant respectivement les essais de corrosion sur les fontes SiMo et les essais sur la fonte Ni-Resist. La dernière partie de ce manuscrit constitue une synthèse globale de ce travail sous forme de conclusion générale et de perspectives.
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Nuzzo, Manon. "Influence de l'environnement gazeux sur les performances électrochimiques de cellules à oxyde solide (SOC) en mode Electrolyse à Haute Température (EHT)." Paris 6, 2013. http://www.theses.fr/2013PA066141.
Full textAbstract:
L’Electrolyse de la vapeur d’eau à Haute Température (EHT) est un procédé prometteur pour la production d’hydrogène, vecteur énergétique d’avenir. La production massive d’hydrogène par EHT reste difficile compte tenu de la dégradation prématurée des performances de cellule à oxyde solide (SOC) liée aux conditions expérimentales sévères (température de fonctionnement (700-1000°C), atmosphère oxydante, densité de courant élevée). Dans ces conditions, la dégradation de SOC est due à la réactivité de ses constituants, l’évolution de la microstructure des couches et aux contraintes internes accentuées par les gradients de température et de composition gazeuse. Ce travail a été consacré à l’étude de l’influence de l’environnement gazeux sur les performances électrochimiques de SOC en mode EHT et au développement d’une méthode d’apport en gaz plus homogène afin d’uniformiser le fonctionnement de SOC et ainsi de diminuer les contraintes internes. Pour cela, des SOC commerciales à électrolyte support de type Ni/CGO – 3YSZ – LSM/YSZ ont été utilisée. Dans un premier temps, le comportement électrochimique des SOC avec un montage expérimental classique a été étudié in situ par chronopotentiométrie et par spectroscopie d’impédance en fonction des conditions expérimentales (rapport H2O/H2, taux de conversion, débit gazeux). Dans un second temps, des montages spécifiques ont été développés afin de faire varier l’homogénéité de l’apport de la phase gazeuse coté hydrogène. L’influence de la variation de la méthode d’apport en gaz sur le comportement électrochimique initial de la SOC puis sur sa tenue au vieillissement a été étudiéeHigh Temperature Steam Electrolysis (HTSE) is a promising technology for hydrogen production, leading candidate as future fuel. However, massive hydrogen production remains difficult considering the fast performance degradation of solid oxide electrolyser cells (SOEC) mainly due to extreme experimental conditions (high working temperature (700-1000°C), oxidising atmosphere, high current density). In these conditions, degradation is due to reactivity between SOEC components, evolution of their microstructure and internal stresses emphasized by temperature and gas composition gradients. This work is dedicated to the study of the influence of the gaseous environment on electrochemical performance on SOEC in HTSE mode and to the development of a homogeneous method for gas distribution over the SOEC surface to enable a more uniform cells operation and limit internal stresses. Commercial electrolyte supported cells are studied (Ni/CGO–3YSZ–LSM/YSZ). First to start with, the SOEC electrochemical behaviour is studied with a traditional experimental set-up. Electrochemical characterisations are carried out in situ through chronopotentiometry and impedance spectroscopy. Secondly, new specific experimental sets-up were developed in order to vary the homogeneity of the gas distribution over the hydrogen electrode. To finish with, the influence of the gas distribution method has been studied on the initial electrochemical behaviour and then on the SOEC durability
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Lasserre-Gagnaire, Marina. "Modélisation des phénomènes de corrosion du Zircaloy-4 sous mélanges oxygène-azote à haute température." Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00949122.
Full textAbstract:
Les gaines de zircaloy-4, assurent la première barrière de confinement des combustibles des Réacteurs à Eau Pressurisée. Plusieurs situations accidentelles au cours desquelles les gaines de crayons combustibles sont exposées l'air à haute température ont été envisagées. L'azote généralement utilisé en tant que gaz inerte, joue un rôle primordial lorsqu'il est combiné à l'oxygène à haute température. Les courbes cinétiques obtenues par la technique de thermogravimétrie révèlent la présence de deux domaines cinétiques : le domaine pré-transitoire et le domaine post-transitoire. Durant le domaine post-transitoire, la vitesse de corrosion augmente. Les images obtenues en microscopie optique révèlent l'existence de régions corrodées caractérisées par une couche de zircone poreuse et par la présence de précipités de nitrure de zirconium (ZrN) à l'interface métal - oxyde. La corrosion des plaquettes de Zy4 à 850°C sous mélanges oxygène - azote a été étudiée durant le domaine post-transitoire. Trois réactions successives permettent d'expliquer la présence des différentes phases. Ainsi, la dégradation catastrophique du métal est due à la progression auto-catalysée par ZrN du front de croissance des zones attaquées.Les hypothèses de modélisation ont été validées durant le domaine post-transitoire. L'étape déterminante a été identifiée. La réaction d'interface externe du mécanisme d'oxydation des précipités de ZrN impose sa vitesse aux autres étapes du mécanisme de croissance des régions corrodées. Par analogie avec les modèles de germination - croissance utilisés dans le cadre de la transformation thermique des poudres, nous avons pu décrire l'évolution des zones attaquées.
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Demarthon, Romain. "Modélisation et simulation d’un étage haute température pour la purification d’un gaz chargé en goudrons et en particules carbonées par assistance plasma." Thesis, Pau, 2013. http://www.theses.fr/2013PAUU3001/document.
Full textAbstract:
Afin de répondre aux besoins croissants en énergie primaire, le groupe Europlasma a développé le procédé CHO-Power permettant de valoriser énergétiquement un mélange de refus de tri d’ordures ménagères et de résidus de biomasse. L’une des particularités de ce procédé est l’utilisation d’un réacteur de dégradation thermique des goudrons et des particules solides fines par assistance plasma. L’objectif de cette étude de mieux appréhender les mécanismes réactionnels mis en jeu lors de l’épuration thermique du gaz. Dans cette optique, un réacteur pilote a été dimensionné puis construit sur la plate-forme de Recherche et Développement d’Europlasma. Il a été ensuite nécessaire de modifier le schéma réactionnel permettant la modélisation numérique de la dégradation des goudrons. Ce schéma réactionnel, couplé à l’utilisation d’un logiciel de mécanique des fluides numérique, permet de représenter les processus couplés (chimie, aéraulique, transferts thermiques) se déroulant au sein du réacteur. Deux modifications importantes ont été alors apportées au modèle cinétique simplifié jusque-là utilisé : la modélisation d’une phase discrète réactive permettant de prendre en compte la gazéification des particules de résidus carbonés et l’ajout de nouvelles voies réactionnelles afin de mieux modéliser la formation des particules de suie et de ses précurseurs. À terme, la comparaison des valeurs expérimentales à celle issues de la modélisation numérique permettra de valider ou non le schéma réactionnel dans sa globalitéIn order to contest to the high world demand for primary energy, the Europlasma group developed a new process, called CHO-Power, to enhance the thermochemical potential of a mixture of urban waste and biomass residues. One of the characteristics of this process is the use of a high temperature reactor assisted by a plasma torch for tar and soots thermal cracking. The aim of this study to improve the knowledge of the global reaction mechanism involved during the thermal treatment of gas. In this context, a pilot plant reactor was designed and built on the Europlasma Research and Development Center. During this work, the reaction pathway used to represent tars cracking at high temperature has been enhanced. Coupled to a computational fluid Dynamics Software, allow simulating the complex processes occurring within the reactor (aeraulics, reaction, and heat transfer). Two major changes were made to the simplified kinetic model previously used: the modeling of a discrete and reactive phase to take into account the possible particle gasification of carbonaceous residues and the addition of new reaction pathways to enhance the modeling of the formation of soot and its precursors. The comparison between the experimental and numerical values will validate or not the global reaction scheme and will give important information about the next evolution of the tar degradation scheme
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Rabillaud, Fabienne. "Réactivité à haute température des fibres de carbone en atmosphère oxydante : effets de gaz inertes et du chlore sur la cinétique d'oxydation." Mulhouse, 1991. http://www.theses.fr/1991MULH0188.
Full textAbstract:
Les fibres de carbone sont les constituants essentiels des matériaux composites C/C (renforts fibreux) et, bien qu'elles possèdent de remarquables propriétés mécaniques en milieux neutres ou réducteurs, elles sont très vulnérables aux milieux oxydants dès 500°C. L'étude porte sur un domaine de températures compris entre 800 et 1400°C. Les protections solides ne permettent pas de conserver intacts les matériaux carbones à ces températures en raison de contraintes mécaniques et thermiques (décohésion de l'interface carbone/solide conduisant à la perte d'efficacité de la couche protectrice). Les travaux envisagent des méthodes de protection gazeuse en milieu inerte (gaz rares et argon) et/ou halogènes (chlore) expérimentés sur la fibre de carbone haut-module. Les techniques expérimentales utilisées sont plus particulièrement la thermogravimétrie et l'analyse par spectrométrie de masse qui permettent de déterminer les cinétiques d'oxydation et la composition gazeuse du milieu réactionnel. La nature du gaz inerte influe sur la cinétique d'oxydation dans la mesure ou ces derniers créent une barrière de diffusion gazeuse autour du solide carbone. L'inhibition est de nature chimique pour les températures inférieures à 1000°C (création de complexes C/Cl) ; le facteur d'inhibition atteint à 800°C est de l'ordre de 40 et le phénomène présente une rémanence lorsque le débit chloré est stoppé. Aux températures supérieures, l'interaction C/Cl est moins efficace et elle est fragilisée par les chocs moléculaires entre la surface carbonée et les molécules gazeuses
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Maminska, Karolina. "Optimisation microstructurale d’un acier HP pour des applications à haute température." Thesis, Saint-Etienne, EMSE, 2013. http://www.theses.fr/2013EMSE0696/document.
Full textAbstract:
L’objectif de ce travail est d’améliorer la durée de vie en fluage d’un alliage résistant à haute température. L’alliage étudié, nommé « C », appartient à la classe des aciers austénitiques de type HP utilisés pour la fabrication des tubes de reformage. L’évolution microstructurale de l’alliage « C » a été étudiée dans une vaste gamme de températures, s’étendant de 700 à 1040°C pour des temps de vieillissement allant jusqu’à 1000 h. La caractérisation de ces états vieillis a été réalisée au moyen de la microscopie électronique (MEB-FEG, MET) et de la diffraction des rayons X. L’accent a été mis sur une caractérisation fine de la précipitation secondaire présente Ces résultats ont ensuite été utilisés afin d’identifier les conditions thermiques optimales pour l’affinement de la précipitation en vue d’amélioration du comportement macroscopique de l’alliage. La cinétique de précipitation a été modélisée à l’aide du logiciel PRISMA ThermoCalc. Un bon accord entre la simulation et les mesures expérimentales a pu être obtenu.Dans la gamme de températures étudiée, la précipitation secondaire est majoritairement constituée de deux carbures : M23C6 (M=Cr, Fe) et NbC. En condition de service (980°C), la croissance du M23C6 est rapide. La coalescence des précipités survient dès 200 h de vieillissement. Nous avons prouvé qu’un vieillissement à des températures plus basses (700-750°C) permet d’affiner cette précipitation. De plus, notre étude a montré l’efficacité d’un prétraitement à des températures basses, effectué avant la mise en service du matériau à 980°C. Une nette amélioration de la résistance en fluage dans des essais accélérés a été obtenue pour l’alliage « C » ayant subi le prétraitement cité ci-dessus. Outre l’affinement et le retardement de la coalescence du M23C6, la présence d’une précipitation nanométrique du NbC sur des lignes de dislocations est probablement à l’origine de cet effetThe purpose of this work is to optimise the microstructure of a creep-resistant alloy of the type HP, called “C” (industrial denomination). These austenitic steels are used for the manufacture of reformer tubes. The microstructural evolution of the alloy "C" has been studied in a wide range of temperatures, ranging from 700 to 1040 °C for aging times up to 1000 h. The characterization of these aged states was performed using electron microscopy (FEG-SEM, TEM) and X-ray diffraction, with emphasis on a detailed characterization of this secondary precipitation. This knowledge was then used to identify the optimal thermal conditions for the refinement of precipitation to improve the macroscopic behaviour of the alloy. The precipitation kinetics was modelled using the PRISMA ThermoCalc. A good agreement between simulation and experimental measurements has been obtained.In the studied range of temperature, the secondary precipitation consists mainly of two carbides M23C6 (M = Cr, Fe) and NbC. In the service conditions (980°C), the growth of M23C6 is fast. The coalescence of the precipitates starts after only 200h of aging. Aging at lower temperatures (700-750°C) refines this precipitation. Our study showed the efficacy of pre-treatment of the alloy at low temperatures, before the service of the material at 980°C. In the alloy "C", treated in such conditions, a significant increase in creep resistance was obtained in accelerated testing. In addition to refinement of the secondary precipitation and delaying the effects of coalescence of M23C6, the presence of a nanoscale precipitation of NbC on dislocation lines is probably the origin of this effect
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Chauvet, Thierry. "Possibilités d'inversion de population et d'émission laser dans l'ultraviolet du vide d'un excimère ionique gaz-rare/alcalin excité à haute pression et haute température par un faisceau d'électrons relativistes." Aix-Marseille 1, 1991. http://www.theses.fr/1991AIX11366.
Full text
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Plennevaux, Cécile. "Etude des risques de corrosion et de rupture différée des aciers en présence d'H2S dans les conditions d'exploration de pétrole et de gaz à haute pression et haute température." Thesis, Lyon, INSA, 2012. http://www.theses.fr/2012ISAL0101.
Full textAbstract:
L'exploitation des champs de pétrole et de gaz sous haute pression (HP) et haute température (HT) a augmenté ces dernières années, nécessitant de réévaluer les risques de corrosion dans ces milieux de plus en plus sévères. Afin de contribuer à une meilleure évaluation des risques de rupture différée des aciers en présence d'H2S (SSC, Sulfide Stress Cracking) dans ces conditions, trois axes de recherche ont été suivis. Nous avons d'abord identifié un besoin d'amélioration de prédiction des conditions corrosives sous haute pression et haute température, et en particulier pour le calcul du pH in situ. Un modèle a été développé ; il prend en compte le comportement non-idéal des phases en équilibre, et permet un calcul plus précis du pH et de la fugacité des gaz acides à haute pression et haute température. Dans un deuxième temps, nous avons étudié l'effet de la pression partielle de CO2 (PCO2) sur les réactions de surface et sur les risques de SSC. Cette étude, réalisée à l'aide de mesures électrochimiques en l’absence d’un film de sulfure de fer, a permis de montrer que la présence de CO2 augmente sensiblement les cinétiques des réactions cathodiques à la surface de l'acier ainsi que le chargement en hydrogène, en particulier lorsque la pression partielle en H2S (PH2S) est faible. Enfin, des essais SSC ont été mis en œuvre dans des conditions fixes de pH et de PH2S, en faisant varier PCO2 entre zéro et 100 bar. L'objectif était de vérifier que la présence de CO2 sous forte pression augmentait bien les risques de fissuration, comme prévu par les résultats des essais électrochimiques. Les difficultés liées à la mise en œuvre d'essais en autoclave sous pression n'ont pas permis d'apporter une conclusion définitive. Néanmoins, ces travaux montrent qu'il peut exister un risque de sous-estimation de la sévérité des milieux dans les pratiques conventionnelles, lorsque PCO2 est significativement plus élevée que PH2S. Dans ces conditions spécifiques, les résultats de ce travail peuvent servir à améliorer les critères de choix de matériaux pour les milieux HP/HTThe production of high pressure (HP) and high temperature (HT) wells has considerably increased in the last decade. It is therefore needed to reassess the risks of corrosion in always more severe environments. This work was three fold to better assess the risk of Sulfide Stress Cracking (SSC) in these environments. Firstly, there was a need to improve prediction methods for the evaluation of HP/HT environments severity, especially the in situ pH calculation. A model was which taking into account the non-ideal behaviour of gas and liquid phases in equilibrium. The determination of the in situ pH and the acid gas fugacity at high pressure and high temperature is more accurate. In a second part of the work, the impact of CO2 partial pressure (PCO2) on surface reactions and hence on the risk of SSC was examined. Electrochemical and hydrogen permeation measurements in the absence of an iron sulphide film showed that CO2 induces an increase of both cathodic reactions kinetics and hydrogen charging in the steel, especially at low H2S partial pressure (PH2S). In the last part of this work, SSC tests were performed at constant pH and constant PH2S, with various PCO2 from 0 to 100 bar. The objective was to experimentally confirm that increasing PCO2 increases the SSC risk, as inferred from the electrochemical study. Unfortunately, experimental artefacts linked with autoclave test conditions did not lead to clear conclusions on this point. However, this work shows that conventional tools might lead to underestimate SSC risks at high PCO2 and low PH2S. In these specific conditions, the new results presented in this report may contribute to improve materials selection criteria for high pressure and high temperature conditions
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Plennevaux, Cécile. "Etude des risques de corrosion et de rupture différée des aciers en présence d'H2S dans les conditions d'exploration de pétrole et de gaz à haute pression et haute température." Electronic Thesis or Diss., Lyon, INSA, 2012. http://www.theses.fr/2012ISAL0101.
Full textAbstract:
L'exploitation des champs de pétrole et de gaz sous haute pression (HP) et haute température (HT) a augmenté ces dernières années, nécessitant de réévaluer les risques de corrosion dans ces milieux de plus en plus sévères. Afin de contribuer à une meilleure évaluation des risques de rupture différée des aciers en présence d'H2S (SSC, Sulfide Stress Cracking) dans ces conditions, trois axes de recherche ont été suivis. Nous avons d'abord identifié un besoin d'amélioration de prédiction des conditions corrosives sous haute pression et haute température, et en particulier pour le calcul du pH in situ. Un modèle a été développé ; il prend en compte le comportement non-idéal des phases en équilibre, et permet un calcul plus précis du pH et de la fugacité des gaz acides à haute pression et haute température. Dans un deuxième temps, nous avons étudié l'effet de la pression partielle de CO2 (PCO2) sur les réactions de surface et sur les risques de SSC. Cette étude, réalisée à l'aide de mesures électrochimiques en l’absence d’un film de sulfure de fer, a permis de montrer que la présence de CO2 augmente sensiblement les cinétiques des réactions cathodiques à la surface de l'acier ainsi que le chargement en hydrogène, en particulier lorsque la pression partielle en H2S (PH2S) est faible. Enfin, des essais SSC ont été mis en œuvre dans des conditions fixes de pH et de PH2S, en faisant varier PCO2 entre zéro et 100 bar. L'objectif était de vérifier que la présence de CO2 sous forte pression augmentait bien les risques de fissuration, comme prévu par les résultats des essais électrochimiques. Les difficultés liées à la mise en œuvre d'essais en autoclave sous pression n'ont pas permis d'apporter une conclusion définitive. Néanmoins, ces travaux montrent qu'il peut exister un risque de sous-estimation de la sévérité des milieux dans les pratiques conventionnelles, lorsque PCO2 est significativement plus élevée que PH2S. Dans ces conditions spécifiques, les résultats de ce travail peuvent servir à améliorer les critères de choix de matériaux pour les milieux HP/HTThe production of high pressure (HP) and high temperature (HT) wells has considerably increased in the last decade. It is therefore needed to reassess the risks of corrosion in always more severe environments. This work was three fold to better assess the risk of Sulfide Stress Cracking (SSC) in these environments. Firstly, there was a need to improve prediction methods for the evaluation of HP/HT environments severity, especially the in situ pH calculation. A model was which taking into account the non-ideal behaviour of gas and liquid phases in equilibrium. The determination of the in situ pH and the acid gas fugacity at high pressure and high temperature is more accurate. In a second part of the work, the impact of CO2 partial pressure (PCO2) on surface reactions and hence on the risk of SSC was examined. Electrochemical and hydrogen permeation measurements in the absence of an iron sulphide film showed that CO2 induces an increase of both cathodic reactions kinetics and hydrogen charging in the steel, especially at low H2S partial pressure (PH2S). In the last part of this work, SSC tests were performed at constant pH and constant PH2S, with various PCO2 from 0 to 100 bar. The objective was to experimentally confirm that increasing PCO2 increases the SSC risk, as inferred from the electrochemical study. Unfortunately, experimental artefacts linked with autoclave test conditions did not lead to clear conclusions on this point. However, this work shows that conventional tools might lead to underestimate SSC risks at high PCO2 and low PH2S. In these specific conditions, the new results presented in this report may contribute to improve materials selection criteria for high pressure and high temperature conditions
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Benachour, Mohand. "Conception et étude d'un absorbeur à base d'un venturi haute énergie en vue du traitement de gaz acides par voie semi-sèche." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1990. http://www.theses.fr/1990INPL086N.
Full textAbstract:
La recherche effectuée porte sur la conception et l'étude d'un absorbeur à base d'un venturi a haute énergie en vue du traitement de gaz acides par voie semi-sèche. L'association du venturi suivi d'un cyclone constitue l'absorbeur VEHECYC I. L'introduction d'une colonne vide entre le venturi et le cyclone afin d'augmenter le temps de contact constitue l'absorbeur VEHECYC II. Les pertes thermiques des dispositifs en absence d'alimentation d'eau sont estimées en absence et en présence de calorifugeage. Les capacités d'évaporation d'eau des dispositifs dans différentes conditions opératoires sont précisées pour différents paramètres opératoires à savoir: le débit massique d'alimentation, la nature de la buse éjectrice, le temps de passage du gaz, la géométrie du réacteur et la température d'entrée du gaz. Les résultats sont interprétés à l'aide de modèles simplifiés basés sur l'hypothèse d'écoulement idéaux des phases liquide et gazeuse. Les capacités d'absorption réactionnelle des dispositifs sont déterminées dans des conditions opératoires identiques et pour les mêmes paramètres opératoires que l'évaporation. Une comparaison des résultats obtenus permet d'affirmer que le dispositif VEHECYC II(encore améliorable) est aussi performant sinon mieux que ceux décrits dans la littérature. Un modèle réactionnel à deux étapes permet d'interpréter convenablement les taux de conversion de SO2 observés dans les deux dispositifs. Enfin, des suggestions sont faites afin d'améliorer le dispositif VEHECYC II. Les résultats obtenus dans le nouveau dispositif sont encourageants et nous permettent d'être optimistes sur un éventuel développement du procédé à l'échelle industrielle
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Lebel, Florimonde. "Étude des phénomènes de corrosion à haute température en environnement type UVED : développement d’un pilote laboratoire et quantification des paramètres clés gouvernant les mécanismes." Thesis, Nancy 1, 2008. http://www.theses.fr/2008NAN10012/document.
Full textAbstract:
L’incinération des déchets ménagers permet de réduire leur volume tout en assurant une production d’énergie. Cependant cette technique se heurte à des obstacles liés à la durabilité des matériaux, notamment au niveau de la résistance à la corrosion des tubes des échangeurs de chaleur. Cette corrosion est due à l’association de cendres riches en éléments chlore et soufre et des gaz de combustion contenant des agents agressifs tels que HCl, SO2 et les chlorures alcalins et de métaux lourds. Ils subissent également de l’érosion par les cendres volantes transportées par les gaz de combustion. Un pilote permettant de réaliser, des essais de corrosion des matériaux utilisés dans les incinérateurs en présence de gaz et de cendres corrosifs a été construit. L’originalité de ce dispositif porte sur la reproduction du gradient de température rencontré à l’interface fumées/tube/vapeur d’eau (Tfumées ? Tmétal) et de la vélocité des gaz et des particules. Un plan d’expériences faisant intervenir les principaux paramètres influant sur la corrosion : Tfumées, PHCl, PSO2 et la composition de la cendre a été établi. Les paramètres de dégradations considérés sont la vitesse de corrosion et la caractérisation des produits de corrosion. Les résultats obtenus a conduit à l’indentification de deux mécanismes de corrosion : à basse température, la cinétique de dégradation du matériau est principalement régie par une attaque gazeuse (PHCl favorise la corrosion contrairement à PSO2 qui a effet inhibiteur) alors qu’à haute température, ces dernières sont essentiellement dues à la formation de phases fondues. Enfin, la teneur en chlorures dans les cendres augmente la corrosionMunicipal Solid Waste Incineration (MSWI) allows reducing the disposal volume and creates energy from a waste source. Waste to Energy (WTE) plants are equipped with heat exchangers that recover the heat produced from burning solid waste through metallic tubes inside steam circulates. The municipal solid waste combustion generates highly corrosive flue gas containing species like HCl, SO2, alkali and metals chlorides and ashes containing alkali chlorides and sulphates. Moreover, velocity of flue-gas containing ashes can influence the tube degradation. An innovative laboratory-scale corrosion pilot, which reproduces MSWI boilers conditions, was built. The temperature gradient at flue-gas/tube interface and the velocity of flue-gas throughout the tubes are reproduced. This way, the material degradations are simulated, as realistic as possible. The main parameters responsible of the materials corrosion were studied and controlled: temperature difference between gases and metallic tube, partial pressure of HCl and SO2 and ash composition. In order to evaluate the material degradation during the corrosion tests, some parameters were carefully observed: corrosion rate, identification of the corrosion products and the thickness of different corrosion layers. The analysis of the results led to the identification of two corrosion mechanisms: at low temperature the corrosion is caused by the gas phase (high amounts of HCl increase corrosion rates, while SO2 contents tend to reduce), at high temperature the corrosion is caused by the action of melted phases. Finally, results showed that the corrosion rate is enhanced by the presence of alkali chloride in the ashes
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Alshunaifi, Ibrahim. "Caractérisation de la concentration et de la température d'un nuage de gaz par thermographie infrarouge : application à l'analyse des effluents gazeux." Thesis, Paris 10, 2011. http://www.theses.fr/2011PA100025/document.
Full textAbstract:
La thèse porte sur la cratérisation par télédétection de la température et de la concentration d’un nuage de gaz. La thermographie infrarouge est le moyen passif utilisé pour détecter dans un premier temps et quantifier dans un deuxième temps le gaz recherché. Après avoir analysé des paramètres intervenant dans l’équation de transfert radiatif de gaz, l’étude présente le résultat de simulation de plusieurs sources (moteurs, fuite de gaz,…).Différentes voies d’amélioration de l’imagerie donnée par une caméra sont proposées : filtrage optique à une ou deux longueurs d’onde, filtrage temporel par analyse des fréquences. Un appareillage hyperspectral a aussi été développé à partir de la conjugaison d’un spectromètre à transformée de Fourier ayant pour «détecteur» une caméra matricielle sensible dans l’infrarouge. L’ensemble des solutions proposées permet de gagner un facteur 10 à 50 sur la détection de sources. Un exemple quantitatif est en fin proposé : la détermination du volume de CO2 expiré par un sportif pendant un effort fourni. Ce volume augmente au cours de l’effort. Ce travail conduit donc à des applications de mesures sans contact en biométrieThe thesis focuses on the cratering of the temperature and the concentration of a gas cloud. The Infrared thermography is the means used at first to detect passive and second step in quantifying the target gas. After analyzing the parameters involved in the equation of radiatif transfer of gas, the study presents the simulation result from several sources (engines, gas leak ...). Different ways of improvement of imaging data by a camera are available : optical filtering in one or two wavelengths, temporal filtering by frequency analysis. hyperspectral equipment was also developed from the combination of a Fourier transform spectrometer with the "detector" a matrix camera sensitive in the infrared. All solutions can save a factor of 10 to 50 on the detection of sources. A quantitative example is finally proposed : determining the volume of CO2 exhaled by an athlete during an effort. This volume increases during exercise. This work therefore leads to non-contact measurement applications in biometrics
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Vialas, Nadia. "Étude de la détérioration par oxydation haute température et interdiffusion de systèmes revêtement-superalliage à base de nickel. Prévision de durée de vie." Toulouse, INPT, 2004. http://ethesis.inp-toulouse.fr/archive/00001125/.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse s'est intéressé à la détérioration, par oxydation et interdiffusion, de systèmes revêtement/superalliage à base de nickel, utilisés pour les aubes de turbine à gaz. Trois superalliages ont été étudiés : CMSX-4, SCB et IN792, revêtus par un aluminiure modifié au platine (RT22 ou CN91) ou par un revêtement NiCoCrA1YTa. Les cinétiques d'oxydation ont été déterminés entre 900°C et 1150°C. Des essais d'oxydation cyclique "long terme" de 15000h à 990°C et 1050°C, et "court terme" de 1800h à 1050°C, ont été effectués. Ils ont mis en évidence l'effet de la nature du superalliage, sur la résistance des systèmes RT22 ou CN91/superalliage et le rôle majeur de l'interdiffuion. Puis, le suivi des évolutions microstructurales et chimiques des systèmes revêtement/superalliage, a permis d'affiner les données à utiliser pour le modèle de prévision de durée de vie. Ces investigations ont mis en évidence la nécessité de prendre en compte, dans le modèle de diffusion, les transformations de phases, la présence de précipités et le déplacement des interfaces. Enfin, le critère de fin de vie le plus pertinent pour estimer la durée de vie des systèmes a été déterminé.
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Aicart, Jérôme. "Modélisation et validation expérimentale d'un co-électrolyseur de la vapeur d'eau et du dioxyde de carbone à haute température." Thesis, Grenoble, 2014. http://www.theses.fr/2014GRENI095/document.
Full textAbstract:
Cette étude porte sur la co-électrolyse de H2O et CO2 à 800°C dans une cellule à oxydessolides. Un modèle détaillé a été développé afin de rendre compte des phénomènesélectrochimiques, chimiques, thermiques et de transferts de matière, et introduisant unereprésentation macroscopique du mécanisme de co-électrolyse. Il permet d’estimer lesperformances et les compositions en sortie de cellule. Un protocole expérimental, visant àvalider les principales hypothèses de ce modèle, a été appliqué à deux types de cellulecommerciale à cathode support. À partir de courbes de polarisations, obtenues en électrolyseet en co-électrolyse, ainsi que d’analyses gaz, les densités de courant d’échange, illustrant lescinétiques électrochimiques, ont pu être estimées, et le mécanisme proposé a pu être validé.L’analyse des simulations a permis l’identification des processus limitant la co-électrolyse, laproposition de voies d’optimisation et l’établissement des cartographies de fonctionnementThis work investigates the high temperature co-electrolysis of H2O and CO2 in Solid OxideCells. A detailed model was developed, encompassing electrochemical, chemical, thermal andmass transfer phenomena, and introducing a macroscopic representation of the co-electrolysismechanism. This model allows predicting the performances and outlet compositions in singlecell and stack environments. An experimental validation protocol was implemented on twotypes of commercial Cathode Supported Cells, ranging from polarization curves, obtained insingle and co-electrolysis modes, to micro gas analyses. These tests aimed both at determiningthe different exchange current densities, representative of the kinetics of electrochemicalreactions, and validating the simulated cell global behavior and mechanism proposed.Comprehensive analysis of the simulations led to the identification of limiting processes andpaths for optimization, as well as to the establishment of co-electrolysis operating maps
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Souroullas, Charalambos. "Utilisation des changements d'état solide/liquide pour obtenir une cinétique de refroidissement contrôlée de pièces métallurgiques à haute température." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1987. http://www.theses.fr/1987ECAP0013.
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Ricoul, François. "Association d'un procédé de gazéification avec une pile à combustion haute température (SOFC) pour la production d'électricité à partir de biomasse." Thesis, Nantes, 2016. http://www.theses.fr/2016NANT4023/document.
Full textAbstract:
La pile SOFC, qui fonctionne entre 700 et 800°C, est appropriée pour valoriser du gaz issu de la gazéification de la biomasse en électricité. Son haut rendement électrique (50 à 60% ) permettrait de doubler celui des installations de cogénération par gazéification actuelles. Cette thèse, sous contrat Cifre entre la société S3D, l’Institut des Matériaux de Nantes et l’Ecole des Mines de Nantes, est associée au projet ValorPac, soutenu par l’ADEME et regroupant différents partenaires (IMN, Fiaxell, S3D et SAS Syngas). L’objectif est de prouver expérimentalement la faisabilité du couplage entre SOFC et gazéification de la biomasse. Les travaux ont abouti à la construction d’une unité pilo te de gazéification selon un concept breveté. Les tests ont validé le fonctionnement avec 7 kg.h - 1 de plaquettes de bois et 10 kg.h - 1 de granulés de bois. Une composition moyenne de 14% de CO, 15% d’H 2 , 20% de CO 2 , 1% de CH 4 et 49% de N 2 , a été obtenue. En parallèle le fonctionnement des cellules SOFC avec des gaz similaires à ceux de la gazéification de la biomasse a été validé. Les résultats ont montré que dans certaines conditions quelques ppmv d’H 2 S suffisent à dégrader de 20% les performances alors qu’ une teneur de 100 ppmv d’HCl n’affecte pas les réactions électrochimiques. Les travaux ont aussi validé l’utilisation de la Bauxaline® pour éliminer l’H 2 S à haute température. Il s’agit d’un coproduit industriel issu de l’extraction de l’alumine et contena nt 50% d’ oxydes de fer. Il a permis de réduire une teneur en H 2 S de 200 ppmv à moins de 8 ppmv pendant plusieurs heures. A 400°C et pour une percée de 1 ppmv la capacité de traitement a été estimée à 70 gS.kg - 1The SOFC, which operates between 700 and 800°C, is appropriate to convert the gas from biomass gasification into electricity. Its high electrical yield (50 - 60%) could double those of current CHP plants using gasification process. The objective of our work is to prove experimentally the feasibility of coupling SOFC and biomass gasification. This thesis is associated with ValorPac project in partnership with Institut des Matériaux of Nantes, S3D Company, Ecole des Mines of Nantes, Fiaxell and SAS Syngas compa nies and supported by ARNT and ADEME. During our work, a gasification pilot plant was built according to a patented concept. Its operation with 7 kg.h - 1 of wood chips and 10 kg.h - 1 of wood pellets was tested successfully. An average composition of 14% CO, 15% H 2 , 20% CO 2 , 1% CH 4 and 49% N 2 , was obtained. In parallel, operation of SOFC cells with gases similar to those of biomass gasification has been proved. Results showed that some ppmv of H 2 S lead to a 20% decrease of cell's power while 100 ppmv of HCl doesn’t affect the electrochemical reactions. Our work confirmed the use of Bauxaline® to eliminate H 2 S at high temperature. This material is an industrial byproduct derived from alu mina extraction which contains 50% of iron oxides. A content of 200 ppmv H 2 S can be reduced to 8 ppmv for several hours. Treatment capacity was estimated at 70 gS.kg - 1 with a breakthrough of 1 ppmv and an operating temperature of 400°C
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Kroemer, Eric. "Etude du déplacement collisionnel de la fréquence d'horloge du césium en présence du gaz tampon hélium ou xénon. Applications pour microcellules à haute température." Thesis, Besançon, 2015. http://www.theses.fr/2015BESA2047/document.
Full textAbstract:
Ce mémoire présente l'étude du déplacement collisionnel de la fréquence d'horloge du césium en présence du gaz tampon hélium ou xénon. L'introduction d'un gaz tampon dans les cellules à vapeur alcaline est nécessaire pour diminuer la largeur de raie de la résonance CPT par effet Dicke. Cependant, la présence de gaz tampon induit un déplacement quadratique de la fréquence d'horloge en fonction de la température de la cellule. Il est possible d'annuler la dépendance thermique du déplacement collisionnel en se plaçant à une température, dite d'inversion, déterminée par le ratio de gaz tampons introduits dans la cellule. Cette température est un point de fonctionnement de choix pour l'opération d'horloges atomiques miniatures et nécessite d'être de l'ordre de 90 voire 100 °C pour les applications à contraintes environnementales sévères. Nous avons mesuré les valeurs des coefficients de déplacement collisionnel de la fréquence d’horloge du césium en présence d’hélium et déterminé pour la première fois la valeur du coefficient quadratique en température. Concernant le xénon, les mesures des valeurs des coefficients de déplacement collisionnel sont incertaines en raison du caractère cubique non-attendu du déplacement collisionnel de la fréquence d’horloge du césium en présence de xénon. Ce comportement serait attribué à des interactions avec les molécules transitoires de van der Waals. Nous avons également établi qu'un mélange de gaz tampon néon-hélium permet d'obtenir des températures d'inversion supérieures à 80 °C. Des mesures dans des micro-cellules ont révélé des températures de l'ordre de 89 à 94 °C pour des mélanges à quelques pourcents d'héliumThis thesis presents a study on collisional shift of cesium clock frequency in the presence of helium or xenon buffer gas. Introduction of buffer gas in alkaline vapour cells is necessary to narrow the CPT line-width by Dicke effect. Nevertheless, buffer gas induces a quadratic shift of the clock frequency versus temperature cell. Cancellation of collisional shift temperature dependence is possible at a so-called inversion temperature depending on the buffer gas ratio. This inversion temperature is great working point for micro atomic clocks. This temperature is required to be 90 or even 100 °C, especially to work in harsh environmental constraints. We measured collisional shift coefficients of cesium clock frequency in presence of helium buffer gas and we determined for the first time the value of the quadratic coefficient. About xenon buffer gas, the measurement of collisional shift coefficients is more difficult because of non-expected cubic behavior of collisional clock frequency shift which could be linked to the interaction with van der Waals molecules. We established that a neon-helium buffer gas mixture could allow an inversion temperature superior to more than 80 °C. Inversion temperatures from 89 to 94 °C are measured in cesium vapor microcells filled with a mixture containing a few percent of helium
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Yoboue, N'Goran Pamela. "Etude technologique pour l'amélioration des performances d'un capteur de gaz à oxyde métallique: développement d'une plateforme chauffante haute température et intégration de couche sensible nanostructurée." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00509149.
Full textAbstract:
Avec les préoccupations actuelles de protection de l'environnement et des personnes, le développement des capteurs de gaz à base d'oxyde métallique connait un essor grandissant. Force est de constater que les capteurs commercialisés aujourd'hui présentent des performances mitigées avec une température de fonctionnement limitée à 450°C. Malgré une sensibilité intéressante avec des seuils de détection autour de quelques ppm, ils présentent une faible sélectivité et de grandes instabilités; ce qui limite leur utilisation à de simples détecteurs. Ces imperfections sont d'ailleurs le moteur de nombreux travaux de recherche notamment sur le développement de nouveaux matériaux de détection mais aussi de nouveaux transducteurs. Le but de cette thèse est de prouver qu'il est possible de bien améliorer les performances de ces capteurs à oxydes métalliques notamment sur les aspects consommation, stabilité mécanique et électrothermique. Pour cela notre travail a consisté dans un premier temps à redéfinir un nouveau design puis à optimiser les procédés technologiques pour réaliser des plateformes chauffantes "haute-température". Nous avons réussi à développer une structure capable de fonctionner jusqu'à 600°C avec une puissance convenable (<80mW) et une remarquable stabilité mécanique et électrique. Ensuite nous avons travaillé sur l'optimisation du procédé jet d'encre comme nouvelle technique d'intégration de couche sensible beaucoup plus robuste et reproductible que les techniques de dépôt actuelles. Les premiers essais ont été effectués avec du ZnO nanoparticulaire et ont montré des résultats prometteurs notamment pour l'intégration de différents matériaux d'un futur multicapteur.
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Leray, Alexis. "Identification des mécanismes physico-chimiques impliqués dans le post-traitement plasma des gaz d'échappement et études comparatives des différentes technologies plasma." Thesis, Orléans, 2012. http://www.theses.fr/2012ORLE2049.
Full textAbstract:
Le nouveau mode de combustion HCCI est adapté pour réduire les émissions d’oxydes d’azote et de particules fines issues de moteurs Diesel afin de respecter les futures normes d’émission Euro de plus en plus drastiques. Ce type de combustion se traduit par l’augmentation des émissions de monoxyde de carbone et des hydrocarbures et par une faible température des gaz d’échappement retardant ainsi leur conversion par le catalyseur d’oxydation Diesel (DOC). C’est dans ce contexte environnemental et économique que le couplage plasma-catalyseur apparait comme une solution intéressante afin d’améliorer l’efficacité du traitement des gaz d’échappement Diesel. Cette thèse est dédiée à l’étude du couplage d’un plasma non-thermique de type décharge à barrière diélectrique (DBD) et d’un catalyseur d’oxydation Diesel (Pt-Pd/Al2O3) pour le traitement de mélanges gazeux représentatifs d’un échappement de moteur Diesel HCCI (O2-NO-H2O-CO-CO2-CH4-C3H6- C7H8-C10H22-N2). Les expériences avec un réacteur plasma pilote ont été menées sur deux bancs expérimentaux : le premier à l’échelle laboratoire en vue de comprendre la physico-chimie impliquant le plasma et le catalyseur avec une attention particulière pour les sous-produits de réaction, et le second à l’échelle industriel afin de déterminer l’efficacité et la faisabilité d’un tel couplage dans les conditions de débit et de température les plus proches possibles de celles rencontrées en sortie moteur véhicule. L’étude menée en fonction de la puissance injectée dans le milieu, la VVH, la température des gaz, ainsi que la nature du cycle de roulage a permis de montrer l’efficacité du plasma pour abaisser de façon significative la température d’activation du DOC pour l’oxydation de CO et des hydrocarbures. Aussi, la présence du plasma en amont du DOC a permis, sur un cycle NEDC simulé, une réduction de 68% et 42% des masses de CO et des hydrocarbures émis en accord avec la norme Euro6 (2014). L’efficacité du plasma pour l’oxydation des hydrocarbures et de NO à basse température dans ces conditions de débits élevés (jusqu’à 900 Lmin−1 sur le cycle NEDC) a été confirmée et les principaux produits de réaction identifiés et quantifiésThe new HCCI combustion mode is well adapted to improve nitrogen oxide and particulate matter reduction from Diesel engine in order to meet future emission regulations adopted in the Euro zone. However, HCCI engines emit relatively high amounts of unburned hydrocarbons and carbon monoxide due to lower engine exhaust temperature increasing the catalyst light-off time and decreasing the average efficiency of the Diesel oxidation catalyst (DOC). In this environmental and economic context, the combination of plasma with DOC has been considered especially for intermittent use during the cold start. The thesis presents the combination of nonthermal plasma upstream Diesel oxidation catalyst (Pt-Pd/Al2O3) applied to the treatment of simulating Diesel HCCI exhaust gas (O2-NO-H2O-CO-CO2-CH4-C3H6-C7H8-C10H22-N2). The studies were conducted at atmospheric pressure with a pilot-scale dielectric barrier discharge reactor (DBD) on two experimental devices. The first is a laboratory scale set-up (low flow rate : 20 Lmin−1) used to understand the physico-chemical involving the plasma and the catalyst by focusing on the by-products reactions. The second is an industrial scale (gas flow rate up to 260 Lmin−1) used to study the feasibility and the efficiency of the plasma-DOC system under conditions similar to those encountered in Diesel exhaust engine. The effects of the plasma, the DOC and the plasma-DOC systems on the exhaust gas have been investigated under various conditions. The main contribution of the plasma was to give a « thermal » and a chemical « push » to the DOC resulting in the decrease of light-off temperature for CO and HC oxidation. These improvements were shown to depend on the treatment conditions (injected energy i.e. energy density, space velocity, gas temperature and nature of the driving cycle). It is shown that for a simulated European Driving Cycle (NEDC), the combination of plasma upstream DOC reduces the cumulative mass of CO and hydrocarbons by about 68% and 42%, respectively, in accordance with the Euro 6 standard (2014). The efficiency of plasma for hydrocarbons and NO oxidation at low temperature in high flow conditions (up to 900 Lmin−1 on the NEDC) has been confirmed and the main reaction products identified and quantified
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Janisson, Stéphane. "Etude des jets de plasma et du traitement des particules en projection plasma avec mélanges ternaires de gaz en atmosphère et température contrôlées." Limoges, 1999. http://www.theses.fr/1999LIMO0046.
Full textAbstract:
Ce travail porte sur l'utilisation de mélanges ternaires de gaz plasmagènes Ar-He-H2 pour la projection plasma d'arc du carbure de bore. L'ensemble des sous-systèmes qui interviennent dans le procédé de projection plasma a été étudié : la formation du jet de plasma dans la tuyère, l'écoulement plasma, les interactions plasma/particules et la réalisation et analyse de dépôt. La projection est réalisée en atmosphère d'argon avec un refroidissement cryogénique du substrat. .This work deals with the use of ternary gas mixtures Ar-He-H2 for plasma spraying, in controlled atmosphere and temperature. These ternary gas mixtures were used to spray boron carbide powder in argon atmosphere at ambient pressure. The various sub-systems that make up the whole plasma spraying process have been studied : (i) plasma jet formation in the anode-nozzle, (ii) plasma flow outside the gun, (iii) plasma/particle interactions and (iv) coating formation. .