Dissertations / Theses: 'Transferts de matières'

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Butaeye, Damien. "Hydrodynamique et transferts de matières dans le bassin versant de la Druance (Normandie, France)." Caen, 2001. http://www.theses.fr/2001CAEN2023.

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Abstract:

La Druance, affluent du Noireau (Calvados, Normandie) draine un bassin versant bocager de nature essentiellement silicatée. Les flux de matières particulaires et dissoutes ont été mesurées hebdomadairement entre mai 1998 et mai 1999 à l'exutoire de son bassin amont (90 km2). Le modèle empirique proposé calcule les débits moyens journaliers des trois réservoirs hydrologiques principaux (ruissellement superficiel, ruissellement hypodermique et nappes) en fonction de la pluviométrie, en particulier lors des crues. La bonne corrélation des débits mesurés et calculés montre que l'essentiel des pluies s'infiltre dans les formations superficielles et ruisselle à leur interface avec le substrat rocheux. Le calcul des charges solides moyennes journalières en suspension est ensuite intégré au modèle hydrologique. Les flux particulaires mesurés à l'exutoire sont de l'ordre de 500 kg/ha/an; indiquant un taux d'érosion deux fois moindre que celui enregistré dans la retenue de Pontécoulant pour les 35 dernières années. Cette diminution est attribuée à l'atténuation des effets de remembrement et à l'amélioration récente des pratiques culturales. Les flux dissous annuels de 10 éléments majeurs ont été mesurés. La détermination de la charge dissoute (Cd) des trois réservoirs hydrologiques permet, par l'intermédiaire d'un modèle de mélange, de calculer la Cd de la rivière. En comparant les résultats de ces calculs avec des mesures de terrain, les concepts des modèles de mélange ont été validés et l'effet de chasse dans les réservoirs a été mis en évidence. Les flux annuels dissous à l'exutoire sontcomposés à 30% des apports atmosphériques, à 30% des apports anthropiques et à 40% de l'altération du bassin. Du fait de l'action anthropique, l'ablation mécanique est deux fois plus forte que l'ablation chimique. Les pollutions diffuses pourraient être fortement atténuées par la diminution de 70 kg/ha/an (soit 300 kg de nitrates) des épandages d'azote sur les cultures.

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Semhi, Khadija. "Erosion et transferts de matières sur le bassin versant de la Garonne. Influence de la sècheresse." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 1996. http://www.theses.fr/1996STR13297.

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Abstract:

Cette étude consiste à établir les bilans d'altération mécanique et chimique et à déterminer les processus qui règlent l'altération dans le bassin versant de la Garonne au cours de la période 1989-1992. Elle utilise pour cela plusieurs approches complémentaires: 1) une approche géographique spatiale dans laquelle considère que la composition chimique des eaux à l'exutoire résulte du mélange entre les apports de la partie amont de la Garonne notamment les apports des Pyrénées, et les apports du massif central et de la molasse. 2) une approche géochimique dans laquelle on considère la contribution de différents réservoirs lithologiques. Cette approche utilise le modèle mega pour décomposer après correction des apports atmosphériques, les flux d'éléments dissous libérés par l'altération, en fonction de leur origine minéralogique. Cette approche permet aussi d'estimer le flux de co#2 consomme par l'altération chimique. 3) une approche isotopique dans laquelle on considère la contribution de différents réservoirs hydrologiques. Cette approche utilise le rapport #8#7sr/#8#6sr pour tracer de l'altération chimique. L'étude de transports de matières durant la période de crue de juin 1992 nous a permis d'estimer l'influence des phases adsorbées sur les phases argileuses, sur les bilans géochimiques et l'influence du strontium adsorbe sur le rapport isotopique #8#7sr/#8#6sr des phases particulaires. La période d'étude est une période sèche, nous avons pu apprécier son influence sur l'érosion et les transports fluviaux en comparant nos résultats avec ceux obtenus par d'autres auteurs au cours de période plus humides. Les éléments qui proviennent essentiellement de l'altération chimique (calcium, bicarbonates et silice) ont un indice de déficit (déficit de flux divise par le déficit de débit) supérieur à 1, contrairement aux éléments, dont la contribution de la pollution et la biomasse est plus importante (nitrates, chlorures, potassium et sodium).

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Etchanchu, Didier. "Géochimie des eaux du bassin de la Garonne : transferts de matières dissoutes et particulaires vers l'Océan Atlantique." Toulouse 3, 1988. http://www.theses.fr/1988TOU30122.

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Abstract:

Cette etude porte sur les transferts de matieres dissoutes et particulaires par la garonne vers l'ocean atlantique. On etudie tout d'abord les mecanismes qui reglent les transferts dans l'espace et l'evolution dans le temps des elements liberes par l'erosion et apportes par les pollutions. On etablit ensuite un bilan des flux de matieres dissoutes et particulaires a l'exutoire du bassin de la garonne et de ses principaux affluents. On dresse enfin un bilan global de l'alteration chimique, des pollutions, et des apports atmospheriques pour l'ensemble du bassin de la garonne, en distinguant, pour les produits de l'alteration, les apports des differentes regions et des differentes formations geologiques du bassin

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Bertrand, Catherine. "Les forêts tropicales d'altitude de l'Himalaya central : phénologie, transferts de matières et d'éléments minéraux, prélèvements par la population." Grenoble 1, 1988. http://www.theses.fr/1988GRE10116.

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Veyssy, Eric. "Transferts de matières organiques des bassins versants aux estuaires de la Gironde et de l'Adour (Sud-Ouest de la France)." Bordeaux 1, 1998. http://www.theses.fr/1998BOR10529.

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Abstract:

A l'aide d'une strategie nouvelle et originale basee sur un classes eco-fleuves compose de 44 etablissements scolaires repartis sur l'ensemble du sud-ouest de la france, nous avons etudie la dynamique des transferts de matieres en suspension (mes) et de carbone organique particuliere (cop) et dissous (cod) des bassins versants aux estuaires de la gironde et de l'adour. Les bassins fluviaux etudies sont composes d'environnements varies. Les taux d'exportation et d'erosion theorique (utilisation d'un terme correcteur lie a la capacite des barrages) montrent des variations regionales nettes en relation avec l'intensite du drainage, les caracteristiques morpho-pedologiques, la couverture et l'occupation des sols sur les bassins versants et la capacite relative des retenues. Sur certains bassins (lot et dordogne), l'effet de neo-castorization semble avoir une effet majeur sur les budgets de mes et de cop exportes. A partir d'une banque de donnees de mes et de cop couvrant les vingt dernieres annees a la station de la reole (limite amont de la maree dynamique), l'etude des variations saisonnieres des exportations de cop par la garonne nous a permis de distinguer les contributions des trois sources majeures de cop : la production autochtone, les litieres et la matrice <<<>organo-minerale<>>> des sols. Du fleuve au plateau continental, une part des matieres organiques disparait graduellement au cours des differents transits. Nous proposons un lien entre l'origine et le devenir du cop une fois parvenu a l'interface continent-ocean : le cop autochtone et celui des litieres, soit 55% du flux entrant seraient mineralises dans l'estuaire, tandis le cop <<<>organo-mineral<>>> des sols, plus refractaire irait sedimenter sur le plateau continental.

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Pujos, Cyril. "Estimation de la rhéologie d'un polymère dans une filière d'extrusionSimulation d'écoulement avec transferts thermiques et inversion de mesures." Bordeaux 1, 2006. http://www.theses.fr/2006BOR13253.

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Abstract:

L'objectif de cette thèse est la mise en place d'une méthode d'estimation de rhéologie à partir de mesures de débits et de températures. Le dispositif expérimental est une filière d'extrusion instrumentée. Arguant du fait que les nombreux modèles rhéologiques existants sont différemment adaptés en fonction des polymères considérés, nous avons opté pour un modèle original de rhéologie. Ce modèle, outre le fait de ne pas avoir de forme mathématique imposée, n'a que des paramètres du même ordre de grandeur, ce qui simplifie l'estimation. La méthode inverse est une méthode de minimisation appliquée à un critère d'écart quadratique entre les variables calculées et les grandeurs mesurées, sous la contrainte des équations de l'énergie et de Navier-Stokes. Elle s'appuie sur la formulation du Lagrangien. Les multiplicateurs de Lagrange associés aux contraintes sont calculés par la résolution des équations adjointes. Un problème de sensibilité complémentaire permet la détermination de la profondeur de descente. La décroissance de la viscosité lorsque le taux de cisaillement augmente, a été prise en compte dans la régularisation. Pour finir, la méthode inverse a été insérée dans le code Aquilon, développé au laboratoire TREFLE. En définitive, sur une filière mieux isolée, la méthode développée permet d'obtenir une connaissance du comportement rhéologique précise, sans l'hypothèse d'isothermie habituellement faite pour les mesures rhéologiques expérimentales. Elle génère un modèle rhéologique adpaté au code de simulation numérique du point de vue de l'écoulement et de la thermique. Enfin elle ouvre le chemin pour de nombreuses applications notamment dans le domaine de l'injection.

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Garcia, Esteves Javier. "Géochimie d'un fleuve côtier méditerranéen : la Têt en Roussillon : Origines et transferts de matières dissoutes et particulaires de la source jusqu'à la mer." Perpignan, 2005. http://www.theses.fr/2005PERP0672.

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Abstract:

L'objectif de ce travail est l'étude de la composition chimique et minéralogique des matières dissoutes et particulaires du fleuve Têt (Pyrénées-Orientales) afin d'étudier les sources de ces matières et de proposer des bilans détaillés concernant leur exportation vers la mer Méditerranée. Il s'agit de proposer un modèle du fonctionnement géochimique et hydrosédimentaire du fleuve. Ce modèle doit permettre de discriminer les éléments relevant de phénomènes naturels de ceux des activités humaines. L'approche scientifique est basée sur le déroulement d'un suivi hebdomadaire pendant une année hydrologique (2000-2001) et l'évolution de la composition de l'eau le long de 7 stations. Les observations ont permis d'identifier cinq sources qui contribuent à la composition de l'eau: l'atmosphère, le salage des routes, l'agriculture, les rejets urbains et l'altération chimique des roches. La contribution de chaque source à la charge dissoute a été quantifiée. Les flux de MES ont été calculés en établissant des modèles empiriques entre les concentrations et les débits, ce qui a aussi permis d'y coupler les flux de carbone particulaires. Tous ces flux sont perturbés par la sédimentation dans un lac-barrage au milieu du bassin et leur taux de rétention respectif a pu être estimé. Enfin, la distinction entre les flux naturels et anthropiques a conduit à l'élaboration d'un modèle de fonctionnement de l'érosion dans le bassin. Ce modèle permet d'une part, de distinguer la variabilité de l'érosion mécanique de celle de l'érosion chimique, et d'autre part, de distinguer la contribution de l'altération des roches silicatées de celle de l'altération des roches carbonatées à l'érosion chimique
The purpose of this work was the study of the chemical and mineralogical composition in the dissolved and particulate matter of the river Têt (Pyrénées-Orientales) in order to identify the major sources of these materials, and to propose detailed budgets with respect to their fluxes to the Mediterranean Sea. The main objective was to develop a geochemical and hydrosedimentological model that is able to distinguish between the part of the materials that come from natural sources, and the part that is released or retained by human activities. The scientific approach was constructed on a weekly survey during one hydrological year (2000-2001), from the headwaters down to the river mouth. The overall observations allowed the identification of five major sources that contributed to the material fluxes: rainfall, road salting, agriculture, urban waters and chemical rock weathering. For each source, the respective contributions were quantified. The particulate matter fluxes were determined by etablishing empirical models between the suspended matter concentrations and runoff, which also allowed a prediction of the carbon fluxes. All particulate matter fluxes were affected by the existence of a major reservoir lake and their retention rates in this lake could be estimated. The distinction between the natural and anthropogenic matter fluxes finally also allowed the proposition of a model about the functioning of a natural erosion that takes into account the spatial variability of the chemical and mechanical erosion in the basin, and that also distinguishes the contributions of silicate and carbonate weathering in the overall release of alkalinity to the river

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Baumard, Théo. "Modelling the influence of infrared preheating and temperature uniformity in forming of powder-impregnated thermoplastic composites Experimental characterization and modeling of the temperature and rate-dependent shear behaviour of powder-impregnated glass fiber/PA66 woven semipregs." Thesis, Ecole nationale des Mines d'Albi-Carmaux, 2019. http://www.theses.fr/2019EMAC0010.

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Abstract:

Le thermoformage non-isotherme de composites thermoplastiques, qui consiste à chauffer une préforme consolidée à une température supérieure à la fusion de la matrice avant de la transférer dans une presse d’estampage, est un procédé bien adapté à la production grande série de pièces structurelles pour l’industrie automobile (avec des temps de cycle < 1 min). L’utilisation d’outils numériques pour prédire l’apparition de défauts en fonction des paramètres procédés utilisés est d’un grand intérêt pour éviter l’emploi de procédures d’optimisation expérimentales couteuses de type essais/erreur. Ces travaux de thèse ont porté sur le développement d’une simulation de la mise en forme de composites poudrés PA66/verre, incluant la modélisation explicite de l’étape de préchauffage infrarouge, afin d’étudier l’effet de l’homogénéité du champ de température sur la présence de défauts de forme. Les propriétés thermophysiques et optiques du matériau ont été caractérisées expérimentalement à deux niveaux de consolidation. La structure du matériau non consolidé conduit à un chauffage moins uniforme, comparé à une préforme préconsolidée. Un modèle éléments finis, basé sur la méthode des radiosités pour la prise en compte des transferts radiatifs a été utilisé pour simuler l’étape de préchauffage ; la démarche a été validée par comparaison avec des essais menés sur un pilote de four infrarouge. L’effet de l’affaissement de la préforme sur la distribution de température a été évalué numériquement, et une procédure d’optimisation pour déterminer les paramètres du four en fonction d’un champ de température requis a été présentée. Le comportement mécanique du composite tissé a été modélisé à l’échelle macroscopique par une loi hypoélastique, implémentée dans Abaqus/Explicit. Les paramètres du modèle ont été déterminés à l’aide d’essais en traction et cisaillement en fonction de la température et de la vitesse de sollicitation. Des simulations non-isothermes de la mise en forme de pièces hémisphériques ont été réalisées, et montrent un bon accord avec les données expérimentales obtenues à l’aide d’un pilote de formage à l’échelle laboratoire
Non-isothermal thermoforming of thermoplastic composites, in which a preconsolidated blank is heated above the melting temperature of the matrix before being formed in a press, is a process well adapted to the high production rates of automotive structural parts, allowing for cycle times < 1 min. Numerical tools to predict the apparition of manufacturing-induced defects based on the process parameters used are of an obvious industrial interest to avoid relying on a cost and time intensive trial-and-error approach. This thesis focused on the development of a comprehensive simulation of the forming of powder-impregnated PA66/glass composites, modelling explicitly the infrared preheating step to investigate the effect of temperature homogeneity on shape defects. The thermophysical and optical properties of the material were characterized experimentally at two levels of consolidation, and as a function of temperature when relevant. The structure of the non-consolidated material leads to a less uniform heating, compared to preconsolidated blanks. A finite element model based on the radiosity method to compute the radiative heat transfer was used to simulate the preheating step; this approach was validated against experimental results from a custom-built infrared oven. The model has been used to investigate the effect of blank sag on temperature distribution, and an optimization method to determine the oven parameters based on a desired temperature field has been presented. The mechanical behaviour of the woven composite during forming was modelled with a hypoelastic continuum approach, implemented in Abaqus/Explicit. The model parameters were determined from experimental tensile tests and in-plane shear tests at various temperatures and shear rates. Non-isothermal simulations of the forming of hemispherical parts were conducted, using the temperature field predicted from the preheating simulation as an input, and showed good agreement with that observed on parts formed on a lab-scale thermoforming setup

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Dang, Thi ha. "Erosion et transferts de matières en suspension, carbone et métaux dans le bassin versant du Fleuve Rouge depuis la frontière sino-vietnamienne jusqu’à l’entrée du delta." Thesis, Bordeaux 1, 2011. http://www.theses.fr/2011BOR14236/document.

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Abstract:

Erosion et transferts de matières (i.e. matières en suspension-MES, associées avec le carbone et les éléments traces métalliques - ETM) par les fleuves et rivières sont contrôlés par des facteurs naturels (ex. géologie, climat) et peuvent être significativement modifiés par les pressions anthropiques et/ou, le changement climatique. En se basant sur une banque de données de concentrations en MES et de débits, à hautes résolutions temporelles (journalières) sur le long terme (1960-2008) à l’exutoire du bassin versant du Fleuve Rouge (Chine/Vietnam), les taux d’érosion ont été estimés en moyenne à 600 t/km²/an avec des valeurs variant de 160 à 1330 t/km²/an selon les années. Cette large gamme de taux d’érosion est liée fortement aux conditions hydrologiques interannualles, mais aussi à la présence de réservoir de HoaBinh en 1989. En effet, à partir 1989, chaque année, 50% de matières transportées par le Fleuve Rouge sont piégées dans ce réservoir, correspondant à un taux de sédimentation dans le réservoir de 52 à 200 cm/an. La variabilité spatiale des flux de MES du bassin versant du Fleuve Rouge au Vietnam suggère que les MES du Fleuve Rouge viennent principalement de l’érosion en amont du bassin versant (~80%), contrairement à ce que l’on observe pour le flux liquide (~21%). De plus, l’échange des processus érosion-transport-sédimentation dans la partie médiane du bassin versant dépend fortement des conditions hydrologiques ; à l’inverse, une forte sédimentation a été observée à l’entrée du Fleuve Rouge dans le delta, quelle que soit la condition hydrologique. De même, dans la partie vietnamienne du Fleuve Rouge, les facteurs majeurs influant sur le taux d’érosion seraient les maximas d’élévation et la pente moyenne du bassin. Un suivi hebdomadaire à bimestriel en 2008-2009 des paramètres biogéochimiques (carbone et ETM) ont permis de caractériser la qualité des eaux et des particules sur l’ensemble du bassin versant du Fleuve Rouge. Les concentrations en carbone organique (particulaire et dissous) dans les eaux du Fleuve Rouge sont relativement faibles et majoritairement d’origine allochtone. Les concentrations en carbone inorganique dissous (CID) sont très importantes, en faisant le composé majoritaire (60-90%) des eaux du Fleuve Rouge, en relation avec la présence de roches carbonatées dans le bassin versant. En terme de concentrations en ETM, la qualité des eaux et des particules transportées dans le bassin versant du Fleuve Rouge au Vietnam peut être qualifiée de mauvaise dans la partie amont et de médiocre en aval. L’étude de la répartition entre phase dissoute et phase particulaire a montré que l’essentiel des transferts se fait sous forme particulaire pour plupart des ETM (excepté Mo), dû aux forts taux d’érosion mécanique. De plus, l’étude à haute résolution spatiale (40 points) réalisée sur l’ensemble bassin versant du Fleuve Rouge au Vietnam des concentrations en ETM et de leur spéciation (dissous et particulaire) a mis en évidence de fortes anomalies géochimiques dans la partie amont. Enfin, l’identification des signatures géochimiques des particules érodées a révélé des signatures similaires entre les particules de l’amont et de l’aval du Fleuve Rouge, démontrant une contribution quasi-exclusive de la partie chinoise aux flux de matière (80-95% au flux total)
Erosion and transfer of suspended particulate matter (SPM), and associated elements (e.g. carbon, trace metal elements-ETM) by river are attributed to a combination of natural parameters related to geology and climatic influences and affected by human disturbance. Based on an extensive dataset of daily water discharge and SPM concentrations between 1960 and 2008 at the outlet of the Red River system, the annual SPM yield of the Red River is estimated at 600 t/km²/yr (ranged between 160 and 1330 t/km²/yr). This large range of sediment yield is strongly related to the inter-annual hydrological conditions and the operation of the HoaBinh Reservoir in 1989. In fact, the HoaBinh Reservoir reduces annual SPM delivery to the delta by half after 1989, i.e. the mean sedimentation rate of 52-200 cm/yr. The spatial variability of SPM fluxes in the Red River watershed suggests that most SPM were eroded from the upstream catchment located in China (80%), contrasting the water discharge with only 21%. In addition, the complex processes of erosion/sedimentation occurring in the middle Red River basin strongly depend on hydrological conditions; in contrast, an important sedimentation was observed at the entry point to the Red River Delta whatever the hydrological conditions. The major factors controlling the spatial variation of the sediment yields of the Vietnamese Red River watershed are maximum elevation and mean surface.During 2008-2009, high resolution sampling (weekly to bimestrial) of biogeochemical parameters (carbon and ETM) were performed at five key sites along the Red River system. The organic carbon (particulate and dissolved) concentrations in the Red River are relatively low and mainly allochtonous; in contrast, the dissolved inorganic carbon are very important and is the major carbon form (60 -90%) in relation to the abundance of carbonate rocks in the Red River watershed. In terms of ETM concentrations, the quality of water and SPM transported in the Vietnamese Red River watershed can be classified as poor upstream and as mediocre downstream. The study of the partition between the dissolved and particulate phases showed that most ETM transported in the Red River are in particulate phase (except Mo), due to the high mechanical erosion rate. In addition, high spatial resolution study (40 sites) performed in the Vietnamese Red River watershed of ETM concentrations and their speciation (dissolved and particulate) has highlighted strong geochemical anomalies in the upstream Red River. Finally, the identification of geochemical signals showed a similarity in the geochemical signal of particulate metal transport between upstream and downstream of the Red River, suggesting a contribution quasi-exclusively from the upstream part (in China) in the ETM fluxes of the Red River (80 -95%)
Quá trình xói mòn và vận chuyển vật chất (chất rắn lơ lửng, các-bon và kim loại nặng) bởi các dòng sông, suối chịu ảnh hưởng tổng hợp từ các quá trình tự nhiên (địa chất, khí hậu) và các hoạt động của con người. Dựa trên các bảng số liệu ngày về hàm lượng chất rắn lơ lửng và lưu lượng nước trong giai đoạn từ năm 1960 đến năm 2008 trên trục chính của sông Hồng tại trạm Sơn Tây (hạ nguồn của hệ thông sông Hồng trước khi chảy vào vùng đồng bằng), mục tiêu đầu tiên của luận án là nghiên cứu sự biến đổi theo thời gian tải lượng trung bình chất rắn lơ lửng của sông Hồng. Các kết quả cho thấy trong giai đoạn quan trắc, hàng năm sông Hồng chuyển tải ra biển khoảng 24×106 đến 200×106 tấn/năm (trung bình các năm là 90×106 tấn /năm), tương đương với hệ số xâm thực từ 160 đến 1330 tấn/km²/năm. Chính sự phụ thuộc mạnh mẽ của hàm lượng chất rắn lơ lửng vào các điều kiện thuỷ văn khác nhau đã tạo ra sự đa dạng về tải lượng chất rắn chuyển tải hàng năm của hệ thống sông Hồng. Tuy nhiên, trong những năm 1989-1990, khi hồ chứa Hoà Bình đi vào hoạt động, tải lượng chất rắn lơ lửng chuyển tải ra biển của hệ thống sông Hồng đã giảm sút còn khoảng 50×106 tấn, tức là đã giảm khoảng 50%. Dựa trên chiều cao và thể tích của hồ Hoà Bình, hệ số lắng đọng chất rắn lơ lửng trong lòng hồ được xác định vào khoảng 52-200 cm/năm. Như vậy, sau 20 năm đi vào hoạt động, độ dầy lớp bùn đất lắng đọng trong hồ Hoà Bình khoảng 10.4-40m, làm giảm đáng kể thể tích của hồ Hoà Bình.Mục tiêu tiếp theo của luận án là thiết lập cân bằng hàm lượng chất rắn lơ lửng trong các đoạn sông từ thượng nguồn sông Hồng (trạm Lào Cai), tại các hạ nguồn của 3 nhánh sông chính (sông Hồng tại Phú Thọ, sông Đà và sông Lô tại Việt Trì) và tại Sơn Tây trong thời kỳ 2003-2008. Diễn biến của các quá trình xói mòn, chuyển tải và lắng đọng diễn ra trên các đoạn sông một cách phức tạp, đan xen lẫn nhau và phụ thuộc chặt chẽ vào các điều kiện thuỷ văn. Tuy vậy, hiện tượng lắng đọng mạnh mẽ các chất rắn lơ lửng trong vùng hạ nguồn của hệ thống sông Hồng (từ Phú Thọ đến Sơn Tây) đã được ghi nhận trong tất cả các năm quan trắc, không phụ thuộc vào điều kiện thuỷ văn. Ngoài ra, dựa vào các số liệu thu thập được, chúng tôi đã lập bản đồ xói mòn cho toàn bộ lưu vực sông Hồng tại Việt Nam. Hơn thế, các kết quả còn chỉ ra rằng độ cao và độ dốc trung bình lưu vực là hai yếu tố chính ảnh hưởng đến hệ số xâm thực của lưu vực sông Hồng.Đánh giá chất lượng nước và chất lượng chất rắn lơ lửng chuyển tải trong hệ thống sông Hồng là mục tiêu thứ 3 của luận án. Để đạt được mục tiêu trên, chúng tôi đã tiến hành lấy các mẫu nước và chất rắn lơ lủng trên trục chính cũng như trên các nhánh sông chính của sông Hồng để phân tích hàm lượng các-bon hữu cơ và vô cơ cũng như hàm lượng kim loại nặng trong hai năm 2008-2009, với chu kì lấy mẫu hàng tuần đến hàng tháng. Hàm lượng các-bon hữu cơ (dạng hoà tan và lơ lửng) trong nước sông Hồng tương đối thấp tại tất cả các điểm lấy mẫu và nguồn gốc chính của các-bon hữu cơ là allochtone. Ngược lại, hàm lượng các-bon vô cơ hoà tan rất cao, chiếm khoảng 60-90% hàm lượng các-bon tổng và được giải thích bằng sự có mặt phong phú của núi đá vôi trên toàn lưu vực. Đối với kim loại nặng, dựa trên các kết quả phân tích về hàm lượng kim loại nặng trong nước và trong chất rắn lơ lửng và các tiêu chuẩn đánh giá chất lượng nước QCVN 08, chúng tôi đã đánh giá chất lượng nước cho toàn bộ hệ thống sông Hồng từ Lào Cai đến Sơn Tây. Nếu nước sông Hồng trên vùng thượng nguồn (tại Lào Cai và Phú Thọ) không đảm bảo chất lượng để có thể sử dụng làm nguồn nước sinh hoạt thì tại các vùng hạ lưu của sông Hồng, sông Đà và sông Lô, nhìn chung nước của 3 nhánh sông có thể dùng để cung cấp nước sinh hoạt nhưng phải qua các quá trình xử lí tách cặn lơ lửng. Hơn nữa, trong năm 2008, chúng tôi đã thực hiện hai chương trình lấy mẫu nước, chất rắn lơ lửng và trầm tích trên 40 điểm phân bố đều trên toàn bộ lưu vực sông Hồng tại Việt Nam trong mùa cạn và mùa mưa

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Mathey, Eliette. "Optmisation numérique du refroidissement des moules d'injection de thermoplastiques basée sur la simulation des transferts thermiques par la méthode des éléments frontières." Toulouse 3, 2004. http://www.theses.fr/2004TOU30264.

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Abstract:

Nous proposons dans ce travail une procédure d'optimisation numérique du refroidissement des moules d'injection basée sur la simulation stationnaire ou transitoire de la phase de refroidissement du cycle d'injection. Les méthodes des éléments frontières et de la réciprocité duale ont été utilisées pour la résolution. Celle-ci a alors été intégrée dans une boucle d'optimisation de manière à déterminer la meilleure combinaison possible de paramètres de refroidissement. Le choix des objectifs, des paramètres et des contraintes est détaillé. L'optimisation est réalisée par une méthode de programmation quadratique séquentielle. L'analyse de sensibilité est faite par différences finies ou par différentiation directe. La procédure d'optimisation est appliquée à des sections de moules simples pour une étude des effets des hypothèses du problème d'optimisation. Enfin, les résultats de simulation et d'optimisation sont comparés à des mesures expérimentales réalisées sur des moules instrumentés
In this work, an optimization procedure of the cooling system is proposed. This procedure is based on numerical simulation of the cooling stage. Heat transfer during injection are simulated using a stationary or a transient model solved by the boundary element method and the dual reciprocity method. Numerical simulation is then used in an optimization loop to find the best combination of cooling system geometry and coolant parameters. A study of the possible parameters, objective functions, constraint handling techniques is carried out. Optimization is performed with a sequential quadratic programming method. Sensitivity analysis can be performed by a finite difference method or by direct differentiation. The optimization procedure is applied to 2D mould sections to study the effects of the objective function, the constraints and the simulation models used. Simulation results are also compared to experimental measures of mould temperatures

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Grybos, Malgorzata. "Une approche expérimentale du rôle de la dissolution réductrice des oxyhydroxydes de fer et de la dynamique des matières organiques sur les transferts de métaux à l’interface sol / eau." Rennes 1, 2006. http://www.theses.fr/2006REN1S131.

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Abstract:

L’installation de conditions réductrice dans les sols de zones humides peut transférer des éléments traces métalliques (ETM) et de matière organique (MO) dissoute dans la solution. Sachant que les oxyhydroxydes de fer et la MO sont des complexants des ETM, il est très difficile à partir d’un suivi temporel de la chimie de la solution du sol d’identifier le mécanisme responsable à ces relargages. Le but de ce travail était d’identifier les mécanismes exacts de ces transferts. Les résultats d’études expérimentales ont montré que la plupart des ETM mobilisés est lié à la MO. La libération de MO est engendrée par la désorption, provoquée par l’augmentation du pH due aux réactions de réduction. La réduction des oxyhydroxydes de fer, jusqu’ici montrée comme étant la cause principale de la libération des ETM et de la MO, n’apporte que peu de MO et d’ETM dans la solution. Les bactéries semblent réduire préférentiellement le fer colloïdal lié à la MO et non le fer sous forme solide inorganique
In wetland, large quantities of dissolved organic matter and trace metal (TM) are often released under reductive conditions. Knowing that both, iron oxyhydroxydes and organic matter (OM) are strong complexants for the TM, it is very difficult from a temporal soil solution chemical analysis to identify the responsible mechanism of these releases. The goals of this work was to identify the exact mechanisms of TM and OM transfers. The results showed that the majority of the mobilized TM are related to OM released by desorption in response to pH increase due to the reduction reactions. The reduction of iron oxyhydroxydes, up to now shown as being the principal cause of TM and OM release, brings only little of OM and TM into the solution. The bacteria seem preferentially reduce colloidal iron related to OM and not iron in inorganic solid form

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Aubert, Dominique. "Contribution de l'altération et des apports atmosphériques aux transferts de matières en milieu silicaté : traçage par le strontium et les terres rares : cas du bassin versant du Strengbach (Vosges,France)." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2001. http://www.theses.fr/2001STR13202.

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Abstract:

Dans les bassins versants silicatés, la neutralisation des apports atmosphériques acides s'opère grâce à la libération de cations basiques dans les eaux de drainage sous l'action des processus d'altération et d'échange au niveau de la roche et des sols. L'association de plusieurs traceurs géochimiques (Sr et Terres Rares) a permis de décrire de manière précise les mécanismes contrôlant les processus de l'altération qui conditionnent en grande partie les flux d'éléments chimiques exportés en solution dans ce type d'environnement. Pour la première fois sur un bassin versant expérimental (Strengbach, Vosges) un flux total annuel de Sr atmosphérique a été estimé. Nous avons également montré que l'origine des TR dans les solutions atmosphériques et les lichens est compatible avec des apports naturels dérivant de l'altération de la croûte continentale (lœss) mais également avec des apports anthropiques comme les engrais. Les horizons de surface des sols sont appauvris en TR moyennes à lourdes par rapport aux horizons profonds. La dissolution préférentielle de minéraux riches en TR moyennes à lourdes comme l'apatite semble être à l'origine de la mobilisation de ces TR. Par contre, les eaux de drainage (fractions dissoute et particulaire) montrent des distributions de TR qui sont progressivement enrichies en TR lourdes. En outre, le couplage des isotopes du Sr et du Nd indique la forte influence de l'apatite et des plagioclases (et inversement l'influence négligeable des apports atmosphériques) sur les compositions isotopiques des phases dissoutes et particulaires des eaux de surface. Une étude spécifique des isotopes du Sr dans les eaux du ruisseau du Strengbach a permis d'établir que les variations des rapports 87Sr/86Sr dans ces eaux peuvent être reliées aux variations de débit. On a également montré que différentes zones contributives conditionnent les variations de concentrations en Sr et les rapports 87Sr/86Sr dans les eaux du ruisseau selon les conditions hydrologiques
In silicate catchments, weathering and exchange processes in soils and bedrock contribute to neutralize acid atmospheric inputs by the way of base cation release in drainage waters. In this study, we combined several geochemical tracers (like Sr isotopes and rare earth elements) to describe precisely the mechanisms controlling the weathering processes, which greatly influence the fluxes of chemical elements transported in surface waters. For the first time in the Strengbach experimental catchment, the annual atmospheric input of Sr has been quantified. We also demonstrated that REE in atmospheric solutions and lichens have a natural origin like terrigeneous particles (loess) but could also originate from anthropic inputs, particularly from the fertilizers. Compared to the deep soil horizons, the shallow soil horizons are MREE and HREE depleted. The selective dissolution of MREE and HREE-rich minerals like apatite mostly contribute to the mobilization of these elements in the soils. On the opposite, dissolved and suspended matter in the drainage waters show HREE enrichment. Moreover, Sr and Nd isotope show the strong influence of apatite and plagioclase dissolution on the isotopic composition of dissolved and particulate phases of the surface waters. A specific Sr isotopes study in the Strengbach streamwaters show that the variations of 87Sr/86Sr ratios are related to discharge variations. In this respect, we demonstrated that three different contributive areas influence the Sr concentrations and the Sr isotopic ratios in streamwaters depending on hydrological conditions prevailing in the catchment

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Chafi, Nafa. "Synthèses, caractérisation et hydrolyses de nouvelles formes galéniques avec des polymères supports de médicaments : étude de la libération contrôlée dans un milieu gastrique de Ph=1,2 : modélisation des transferts de matières." Saint-Etienne, 1990. http://www.theses.fr/1990STET4003.

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Abstract:

De nouveaux polymères supports de médicaments ont été synthétisés et caractérisés par rmn #1h et #1#3c, ir, gpc, dsc et microanalyse. Les liaisons polymère-médicament sont assurées par des liaisons de type amide (conh) et de type anhydride (cooco-). La libération contrôlée des différents principes actifs choisis a été étudiée dans un milieu acide de Ph=1,2 (reconstituant l'acidité gastrique) et a t 37#oc. De même que fut abordée l'influence enzymatique sur la vitesse d'hydrolyse de certains de ces polymères supports, en présence de pepsine et d'albumine. Ces polymères supports ont été ensuite disperses dans une matrice polymère : l'eudragit rl, formant ainsi des formes galéniques à double effet retard. L'hydrolyse de ces formes galéniques a montré une nette diminution quant à la libération du principe actif, due à la diffusion du liquide gastrique à travers la matrice polymère. La diffusion du liquide et du principe actif obéissent à la loi de Fick, et un modele mathématique, dérivant des solutions analytiques, permet de vérifier cette diffusion

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Wielhorski, Yanneck. "Transferts de chaleur dans un écoulement de polymère fondu en régime non stationnaire - Application aux procédés d'extrusion et d'injection." Phd thesis, Université de Nantes, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00606855.

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Abstract:

Durant la mise en forme des polymères, un phénomène de dégagement de chaleur résultant de la dissipation visqueuse au sein de l'écoulement, plus ou moins important selon les débits considérés, joue un rôle important sur le champ thermique du polymère et du dispositif expérimental. La difficulté de modéliser ce type d'écoulement avec le dispositif expérimental est due, entre autres, aux propriétés thermomécaniques complexes du matériau et aux conditions limites du domaine spatial d'intégration. En effet, ils varient spatialement et temporellement ; leur élaboration est souvent délicate. Ils traduisent les conditions d'expérience telles que la pression et la température d'entrée du polymère, par exemple dans une buse d'injection. Les travaux ont porté sur l'écoulement dans une filière à géométrie cylindrique instrumentée en température et en pression adaptable sur une presse à injecter. Deux campagnes de mesures ont été menées, sur une extrudeuse et sur une presse à injecter. Les conditions expérimentales sont dans les deux cas instationnaires (par nature dans l'injection, et créées par la variation du débit dans les cas de l'extrusion). La buse réalisée dans le cadre de ce projet a donné entière satisfaction, et les mesures ont permis de valider les modèles directs de simulation de l'écoulement dans la buse. On a pu quantifier précisément les effets de la dissipation visqueuse, ainsi que ceux de la variation de température d'entrée dans la buse. Les résultats expérimentaux confirment que les mesures dans les parois métalliques sont bien sensibles aux variations de température d'entrée. Un algorithme d'inversion de ces mesures a été développé et appliqué avec succès aux mesures réalisées sur l'extrudeuse.

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Saari, Hanna-Kaisa. "Dynamique saisonnière des transferts particulaires dans les systèmes fluviaux-estuariens : application des radioisotopes à courtes périodes : 234 Th, 7 Be et 210 Pb." Thesis, Bordeaux 1, 2008. http://www.theses.fr/2008BOR13701/document.

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Abstract:

L’objectif de ce travail était de tester l’utilisation des radioisotopes naturels à courte période (234Th, 7Be et 210Pb) comme traceurs des transferts des particules dans le bassin versant de la Garonne-Dordogne-Gironde. Dans un premier temps, la faisabilité de la méthode basée sur le 234Th a été testée dans les rivières. Les résultats ont montré qu’une valeur de 5 mBq l-1 correspondant au seuil en 238UD est nécessaire pour l’application du 234Th en rivière. Dans un deuxième temps, le suivi sur deux années (2006-2007) des radioéléments naturels, 234Th, 7Be et 210Pb, et artificiels, 137Cs et 131I, dans le Lot, la Garonne et l’estuaire de la Gironde, a permis de distinguer les différentes étapes du transport des particules en relation avec l’hydrologie. L’atout de l’utilisation de ces traceurs est d’accéder à de premières estimations du temps de résidence des sédiments et du pourcentage des fractions anciennes et récentes. Dans le Lot et la Garonne, il existe une rétention des particules (2-89 jours) pendant l’étiage et les débits moyens, et de fortes remises en suspension des sédiments anciens à débits élevés. La moyenne du pourcentage des sédiments récents dans les rivières est d’environ 25 %, ce qui montre que les matériaux en suspension (MES) dans les rivières sont dominés par des sédiments anciens. Dans l’estuaire de la Gironde, le temps de résidence varie en fonction de l’hydrologie des rivières : pendant les périodes de forts débits, le temps de transit des particules de la Réole jusqu’à l’océan est seulement de quelque mois (~150 jours) ; alors que pendant les périodes d’étiage, l’âge des sédiments augmente dans la zone de turbidité maximum atteignant jusqu’à 400 jours
The main objective of this study was to develop short-lived radioisotopes (234Th, 7Be and 210Pb) as tracers of particle transport in the Garonne-Dordogne-Gironde watershed. Firstly, the possibility to use 234Th/238U pair to study particle residence time in the Gironde fluvial-estuarine system was tested. The results show that dissolved 238U should be greater than 5 mBq l-1 to permit this application in fluvial systems. Secondly, the two years monitoring of natural radioisotopes, 234Th, 7Be and 210Pb, and artificial radioisotopes, 137Cs and 131I, in the Garonne and Lot rivers and in the Gironde Estuary, had allowed to observe the dynamic of particle transport, linked to the river flow. Based on this database, preliminary particle residence times and percentages of the new and old sediments were estimated. In the Lot and Garonne rivers, the particle retention ranges between 2-89 days during low and mean river discharges. The percentage of the new sediments is average 25 %, which indicates that the old resuspended sediments are dominated the suspended particulate matters (SPM). In the Gironde estuary, the particle residence time is mainly controlled by river discharge. The particle residence time during low river discharge is about 400 days. When the river discharge is increasing, the freshwaters are predominant in the estuary, the maximum turbidity zone (TMZ) is dispersed and the old sediments transported toward the ocean. During this period the particle residence time is only few months

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El, Azzi Désirée. "Transfert de polluants organiques et inorganiques dans les hydrosystèmes en période de crue : interactions avec les matières en suspension et la matière organique." Toulouse 3, 2012. http://thesesups.ups-tlse.fr/1885/.

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Abstract:

Le transfert des polluants organiques et inorganiques dans les hydrosystèmes est très documenté mais rares sont les études qui s'intéressent à ces transferts en période de crue et dans des situations de multi pollutions. Cette thèse s'inscrit dans ces problématiques-là. Sachant que les flux les plus importants de polluants sont exportés durant les épisodes de crue, nous avons effectué un suivi rigoureux de la crue de mai 2010 sur le bassin versant (BV) de la Save (1110 km2, sud ouest de la France). Un échantillonnage intensif permet de décrire avec précision la réponse du cours d'eau aux fortes précipitations sur le BV. Les principaux paramètres contrôlant le transfert des polluants (carbone organique dissous (COD) et particulaire (COP) et matières en suspension (MES)) sont plus concentrés en crue qu'en étiage. Ces paramètres, ainsi que les polluants voient, pour la plupart, leur teneur augmenter avec le débit. Une séparation des composantes de l'écoulement fluvial par découpage de l'hydrogramme de crue montre que les polluants sont majoritairement apportés dans l'écoulement de surface adsorbés aux MES pour les moins solubles et dans l'écoulement de subsurface liés au COD pour les plus solubles. Au niveau des MES, le polluant peut se lier à différentes fractions (matières organiques, argiles et oxydes). Afin de mieux comprendre les liens établis entre un polluant et les MES au cours de son transfert, nous nous sommes focalisé dans le cadre projet CRUMED (EC2CO-INSU/CNRS), sur la dynamique du Cu dans le BV de la Baillaury (18,2 km2) à Banyuls sur Mer dans les Pyrénées-Orientales. Sur ce BV viticole méditerranéen, la bouillie bordelaise (sulfate de cuivre) est appliquée sur les parcelles depuis des siècles. Ces traitements ont entraîné un enrichissement en Cu, par rapport à la roche mère locale, des sols, des sédiments de fond et des MES. La contribution anthropique à cet enrichissement est supérieure à 60%. Une extraction chimique séquentielle montre que le Cu dans les échantillons peu contaminés est surtout dans la fraction résiduelle stable alors que dans les échantillons contaminés, il est dans les fractions non résiduelles, principalement lié aux oxydes de fer. La signature isotopique des fractions obtenues montrent que le Cu transporté dans la solution et celui lié à la matière organique ne subissent pas de fractionnement. La combinaison de ces 2 approches permet de mieux comprendre la distribution et la mobilité de l'élément dans l'environnement. Cependant, dans les milieux anthropisés, un polluant est rarement seul et la présence d'autres polluants peut influencer son adsorption. Afin de mettre en évidence l'existence de ces influences mutuelles, nous avons mené une expérimentation sur l'adsorption des polluants organiques et inorganiques sur des MES issues de la Save en crue. On montre que l'adsorption des polluants seuls dans le milieu est, dans la plupart des cas, différente de celle en présence d'autres polluants. Les éléments traces métalliques (ETM) étudiés (Cu et Cd) sont peu sensibles à la présence de polluants organiques étudiés (alachlore et aclonifène), alors que les pesticides s'adsorbent plus (alachlore) ou moins (aclonifène) en présence d'autres polluants (ETM ou pesticides). L'ordre de la présence dans le milieu modifie aussi le taux d'adsorption. L'influence se ferait soit par compétition pour les mêmes sites de fixation soit par formation de complexes entre les polluants modifiant leur solubilité. Ces résultats originaux ouvrent de nouvelles perspectives et suscitent de nouvelles expérimentations pour mieux caractériser les liaisons polluants-MES et les relations entre les différents polluants lors de l'adsorption sur les MES
The mechanisms involved in the transfer of organic and inorganic pollutants to streams in agricultural watersheds are largely studied. However, few studies concern storm events responsible for the transportation of large quantities of pollutants to the outlet and they rarely take into account a multi-pollution dynamic. A heavy monitoring was therefore conducted during the storm event of May 2010 at the outlet of the Save river (1110 Km2) in the south west of France. The majority of pollutants and their controlling factors (dissolved and particulate organic carbon (DOC and POC) and suspended particulate matter (SPM)) are more concentrated during storm flow than base flow and their concentration increases with stream water discharge. Pollutants are also more concentrated during these events. Hydrograph separations showed that pollutants are primarily transported in the surface runoff adsorbed onto SPM when they have a low solubility (hydrophobic) and in the subsurface runoff linked to DOC when they are soluble. Different kinds of chemical bonds can exist between pollutants and the different SPM fractions (organic matter, clay and oxides). In order to investigate these bonds, we studied in particular Cu dynamic in the small wine growing catchment of Baillaury (18. 2 Km2), close to Banyuls sur Mer (Eastern Pyrénées), within the framework of the CRUMED project (EC2CO-INSU/CNRS). This Mediterranean type-flow regime stream is mostly cultivated with vineyards and has been treated with Bordeaux mixture for centuries. Moderate to significant enrichments of soils at different depth, river bottom sediments and suspended matters were revealed. Anthropogenic contribution to this enrichment is estimated between 50 and 85 % in all samples showing that the Cu present in the river is mainly due to agricultural practices. Sequential chemical extractions SCE) allow us to determine Cu distribution in the different residual and non-residual fractions (exchangeable, acido-soluble, Mn and Fe oxides, organic matter), showing that anthropogenic Cu is mainly adsorbed onto iron oxides. The isotopic Cu composition measured in each fraction shows that Cu transported in solution and adsorbed onto organic matter seems to be associated without any fractioning. Gross samples have signatures similar to the bedrock and so studying the detailed SCE fractions is essential. Combining SCE and isotopic signatures is a powerful tool to understand Cu distribution and transfer in the environment. However, in the environment, a pollutant is rarely alone and other pollutants can influence its fate. Therefore, in order to investigate the influence of the presence of other pollutants on a pollutant's adsorption, organic (two pesticides: alachlore and aclonifen) and inorganic (two heavy metals: Cu and Cd) pollutants adsorption on natural SPM (collected in the Save river during the flood) were studied. Most studied pollutants were influenced by the presence of one or more other pollutants in the water, trace metals to a lesser extent than pesticides. The order of presence in the water also influences the adsorption rate of the pollutant onto SPM. The mutual influence can be due to competition for the same adsorption sites or to the creation of complexes between pollutants. These complexes can modify the adsorption capacities of each pollutant. These original results obtained in this work open up new perspectives and requests

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Aimar, Pierre. "Mécanismes de transfert de matière en ultrafiltration." Toulouse 3, 1987. http://www.theses.fr/1987TOU30166.

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Abstract:

On etudie l'ultrafiltration de fluides contenant des proteines et plus particulierement du lait et de ses derives. On etudie plus precisement le phenomenes de diffusion d'encrassement et de colmatage de la membrane. On observe le flux limite de solute en fonction de la polarisatiuon, de la concentration et des proprietes rheologiques des solutions proteiques utilisees

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Thoury-Monbrun, Valentin. "Formalisation des relations structure/propriétés de transfert de matière dans un biocomposite modèle." Thesis, Montpellier, 2018. http://www.theses.fr/2018MONTG048/document.

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Abstract:

L’objectif de ce travail de thèse est la formalisation des relations entre la structure et les propriétés de transfert de matière (sorption, diffusion, perméabilité) dans des matériaux biocomposites pour l’emballage alimentaire. Pour cela, la thèse se focalise sur deux questions scientifiques majeures : (i) comment évaluer les propriétés de transfert de vapeur d’eau et de gaz dans des particules végétales de taille micrométrique et (ii) comment formaliser l’influence de l’interphase sur les propriétés de transfert de matière en utilisant des approches expérimentales et de modélisation. Pour cela, a système composite modèle a été utilisé : un biocomposite polypropylène (PP) / particules de cellulose micrométrique produit par extrusion. La première partie de ces travaux est axée sur le développement d’une méthodologie fiable pour caractériser les propriétés de transfert dans des particules de taille micrométrique. Une nouvelle méthode ad hoc couplant microbalance à quartz et cellule d’absorption a été développée et comparée aux méthodes gravimétriques classiques telles que la DVS. La caractérisation fine de la taille / distribution en taille des particules est une étape essentielle pour garantir la fiabilité de l’estimation des paramètres de diffusion. Le deuxième objectif s’appuie sur une caractérisation quantitative fine de la structure 3D des matériaux composites (micro-tomographie X). En finalité, ces travaux de thèse permettent d’aller plus loin dans le développement de modèles prédictifs des relations entre structure et propriétés de transfert de matière, ce qui est l’étape nécessaire pour développer des matériaux biocomposites basés sur une approche d’ingénierie inverse
The objective of this thesis is to formalize the relationships between the structure and mass transfer properties (sorption, diffusion, permeability) in biocomposites for food packaging. It raises two main scientific questions: (i) how to evaluate the mass transfer properties in micrometric size vegetal particles and (ii) how to formalize the impact of the interphase on mass transfer properties by using experimental and modeling approaches. For this purpose, a model system has been considered, i.e. a biocomposite polypropylene (PP)/ micrometric cellulose particles, produced by melt extrusion. The first part of this work focuses on the development of reliable methodologies to characterize mass transfer properties in micrometer size particles. A new method based on the use of a quartz crystal microbalance coupled to an absorption system has been developed and critically compared to classical methods such as DVS. The accurate characterization of the particle morphology distribution is a key point for estimating diffusivity parameters. The second objective is dedicated to the quantitative characterization of the 3D microstructure using X-ray micro-tomography. Structural parameters are used in biphasic and triphasic (consideration of the interphase) models of mass transfer. This thesis brings new knowledge in the modeling of structure / mass transfer properties relations in biocomposites, which is the necessary step for developing biocomposites based on a reverse engineering approach

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Jamnongwong, Marupatch. "Transfert de matière gaz/liquide en milieux complexes." Thesis, Toulouse, INSA, 2010. http://www.theses.fr/2010ISAT0040/document.

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Abstract:

L’opération de transfert de matière gaz/liquide est une étape essentielle en génie desprocédés. Elle conditionne directement les performances des contacteurs gaz/liquide en représentantbien souvent l’étape limitant l’efficacité du procédé. L'objectif de cette étude est de proposer denouvelles investigations afin d'étudier l'effet de la présence dans l'eau pure, de certains composésgénéralement rencontrés dans les procédés biologiques, sur les coefficients de diffusion de l'oxygèneet de quantifier leurs conséquences sur les coefficients de transfert de matière côté liquide. Lescoefficients de diffusion de l'oxygène DO2 ont été mesurés dans diverses phases liquides contenant dusel (NaCl), du sucre (glucose) ou des tensio-actifs (laurylsulfate de sodium). Comparé à l'eau pure,des réductions de coefficient de diffusion DO2 ont été observées, la variation de DO2 avec laconcentration C de composé a été modélisée, elle dépend de la nature du composé ajouté. Ensuite,des expériences réalisées sur un train de bulles et sur les mêmes phases liquides ont permis ladétermination des coefficients de transfert de matière côté liquide kL. Quelle que soit la solutionaqueuse étudiée, une diminution des valeurs de kL est observée avec l'augmentation de C. Cesrésultats mettent en évidence que, même si les propriétés de l'eau pure (densité, viscosité, tensionsuperficielle) ne sont pas significativement modifiées par l'ajout de sels (NaCl), les coefficients detransfert de matière côté liquide kL peuvent être modifiés. Pour les solutions aqueuses de glucose, laréduction de kL avec DO2 est bien corrélée, et principalement due à la variation de viscosité avec laconcentration. Pour les solutions de tensio-actif, les nombres de Reynolds restent presque constantspour toutes les concentrations. Le seul responsable de la réduction du coefficient de transfert dematière côté liquide kL est donc le coefficient de diffusion de l’oxygène qui diminue avec laconcentration. La présente étude a clairement confirmé la nécessité de compléter et/ou rendre comptedes données liées aux coefficients de diffusion de l’oxygène DO2 et aux coefficients de transfert dematière côté liquide kL dans des milieux complexes (solution électrolytique, solution organique ettensioactif). Ces informations sont nécessaires pour décrire et modéliser correctement lesphénomènes de transfert de matière gaz/liquide
The gas/liquid mass transfer is an essential step in process engineering. It directly affects theperformance of gas/liquid reactor in being often limiting process efficiency. The objective of this studyis to propose new investigations in order to study (i) the effect on oxygen diffusion coefficients underthe presence in clean water of some compounds usually found in biological process and (ii) quantifytheir consequences on liquid-side mass transfer coefficients. The oxygen diffusioncoefficients DO2 were measured in various synthetic liquid phases containing either salt (NaCl), sugar(glucose) or surfactant (sodium laurylsulphate). When compared to clean water, reductionsof DO2 were observed; the variation of DO2 with the compound concentration C was modeled andfound dependent on the nature of the compound added. Then, to determine the liquid side masstransfer coefficient kL, experiments on a train of bubbles rising in a quiescent liquid phase were carriedout by the same synthetic liquid phases. For all cases, whatever the aqueous solutions, a decreaseof kL with increasing C was clearly observed. These results firstly showed that, even if the properties ofclean water (density, viscosity, surface tension) were not significantly changed by the addition of salts(NaCl), the liquid-side mass transfer coefficients could be modified. For the aqueous solutions ofglucose, the reduction of kL with DO2 was well correlated, and mainly due to the change in viscositywith concentration. For surfactants, the hydrodynamic conditions (i.e. bubble Reynolds number) beingalmost kept constant for all concentrations, only the change in DO2 was thus responsible for thedecrease of kL. The present study clearly confirmed the need to complete and/or account for thedatabase related to oxygen diffusion coefficients and liquid side mass transfer coefficient in complexmedia (electrolytic solution, organic solution and surfactant). This condition is imperatively required todescribe and to model appropriately the gas-liquid mass transfer phenomena

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Crouvisier-Urion, Kevin. "Etude des propriétés mécaniques et de transfert de matière des bouchons en liège aggloméré et application à la conservation des vins effervescents." Thesis, Bourgogne Franche-Comté, 2019. http://www.theses.fr/2019UBFCK023.

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Abstract:

Le bouchon en liège aggloméré joue un rôle clé dans la conservation des vins effervescents car c’est de lui que dépendent les échanges de gaz (CO2 et O2) entre le vin et le milieu extérieur. L’objectif de cette thèse est de déterminer les propriétés mécaniques et barrières des bouchons en liège aggloméré afin d’identifier les paramètres de formulation pouvant impacter ces propriétés et mettre en avant des points critiques, qu’il est nécessaire de contrôler au cours de la fabrication.La caractérisation de la structure du liège aggloméré a permis de mettre en évidence une porosité intergranulaire importante, qui est fortement réduite lorsque l’on utilise des granulés de liège de plus petite taille et lorsque le bouchon est comprimé dans le goulot.L’étude des propriétés mécaniques du liège aggloméré montre que l’élasticité du matériau augmente avec le taux d’hydratation du matériau, l’utilisation de granulés de liège de petites tailles et l’emploi d’un polymère adhésif dont la proportion de phase cristalline est faible. En revanche, la teneur en adhésif au sein du liège aggloméré semble ne pas avoir d’impact sur les propriétés mécaniques.Concernant les propriétés de transfert des bouchons pour vins effervescent de type A2R, les coefficients de diffusion du CO2 ont été mesurés, pour la première fois, dans les différents composants du bouchon (manche, film de colle, rondelle de liège). Le transfert est essentiellement régit par un mécanisme de diffusion de surface au travers du réseau d’adhésif. Plus le réseau d’adhésif est homogène au sein du corps aggloméré et entre les deux rondelles, plus les propriétés barrières seront élevées. La compression du bouchon dans le goulot augmente fortement les propriétés barrières.Enfin, il semblerait que les propriétés mécaniques et de transfert du liège aggloméré soient peu impactés par le vieillissement à condition toutefois que le réseau de colle polyuréthane ne soit pas en contact direct avec un milieu très concentré en éthanol car dans ce cas des phénomènes de solvolyse entrainent une forte dégradation des propriétés barrières et mécaniques du matériau.Mots clés : Liège naturel, liège aggloméré, structure, propriétés mécaniques, transfert de gaz, diffusion de surface, vieillissement
The agglomerated cork stopper plays a key role in the preservation of sparkling wines because the gas exchanges (CO2 and O2) between the wine and the external environment depend on the stopper. The objective of this work is to determine the mechanical and barrier properties of agglomerated cork stoppers in order to identify the formulation parameters that can impact these properties, and highlight several critical points, which must be controlled during the process.The characterization of the agglomerated cork structure has revealed a large intergranular porosity, which is greatly reduced when smaller cork granules are used and when the cork is compressed in the bottleneck.The study of the mechanical properties of agglomerated cork shows that the elasticity of the material increases with the hydration of the material, the use of small cork granules and adhesive polymer with a low proportion of crystalline phase. On the other hand, the adhesive content within the agglomerated cork does not seem to have an impact on the mechanical properties.Concerning the transfer properties of agglomerated cork stoppers for sparkling wines, the CO2 diffusion coefficients were measured, for the first time, in the various parts of the stopper (agglomerated body, adhesive film, cork disc). The diffusion is essentially governed by a surface diffusion mechanism through the adhesive network. The more the adhesive network is homogeneous within the agglomerated body and between the two washers, the higher the barrier properties will be. Compression of the cork in the bottleneck greatly increases the barrier properties.Finally, it seems that the mechanical and transfer properties of agglomerated cork are slightly impacted by the aging provided that the network of polyurethane glue is not in contact with a highly concentrated ethanol medium, due to solvolysis phenomena that can occur and thus cause a strong degradation of the barrier and mechanical properties of the material.Keyword: Natural cork, agglomerated cork, structure, mechanical properties, gas transfer, surface diffusion, aging

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Barrut, Bertrand. "Etude et optimisation du fonctionnement d’une colonne airlift à dépression - Application à l’aquaculture." Thesis, Montpellier 2, 2011. http://www.theses.fr/2011MON20125.

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Abstract:

L'objectif de ce travail était d'étudier les trois fonctions d'une colonne airlift sous dépression qui sont le pompage, les transferts gaz-liquide et l'extraction de matières particulaires par moussage-écumage. Le champ d'application ciblé concernait principalement le traitement des eaux aquacoles incluant l'extraction et la concentration de microalgues naturelles ou de culture. Chacune des fonctions a été étudiée séparément afin d'évaluer les capacités de l'airlift dans différentes conditions. L'étude de la fonction pompage a montré l'importance de la nature de l'eau, du type de diffuseur d'air, du débit gazeux injecté et du niveau de dépression appliqué. En eau douce, une forte coalescence des bulles est observée. Elle a pour conséquence une rétention gazeuse plus faible qu'en eau de mer. Le débit d'eau fourni par la colonne apparaît ainsi supérieur en eau douce (30 à 35 m3.h-1 contre seulement 10 à 20 m3.h-1 en eau de mer pour 5 m3.h-1 d'air injecté). A l'inverse, la hauteur de refoulement disponible est plus élevée en eau de mer (jusqu'à 0.8 m) qu'en eau douce (0.6 m maximum). Pour des circuits d'aquaculture où la perte de charge est faible, l'airlift est un système de pompage économique qui permet de réduire d'environ 40 % la consommation d'énergie par rapport à celle de pompes centrifuges. La colonne airlift présente également des capacités de transferts de matière comparables à celles de systèmes conventionnels. Les valeurs de KLa calculées pour la désorption du CO2 et comprises entre 0.002 et 0.01 s-1, sont environ quatre fois inférieures à celles obtenues pour le transfert d'oxygène par aération dans des conditions comparables. Les efficacités de transfert sont comprises entre 0.02 et 0.023 Kg.KW.h-1 pour le CO2 et entre 1.52 et 1.8 Kg.KW.h-1 pour l'O2. Les vitesses de transfert dépendent significativement du débit d'air, de la température, de la taille moyenne des bulles et de la présence d'aliments dans le bassin d'élevage. Elles sont peu affectées par la salinité, le niveau de dépression, la longueur du tube interne d'échange et le débit d'eau. Enfin, les capacités de séparation par moussage-écumage évoluent de façon positive quand le débit d'air et la taille des bulles sont réduits. L'efficacité globale d'extraction diminue avec l'augmentation de la concentration des produits extraits qui peut atteindre 130 fois la concentration initiale. La colonne à dépression apparaît ainsi comme un système multifonctionnel performant, même si l'efficacité maximale, pour chacune des fonctions, correspond à des conditions opératoires différentes. Ce procédé ouvre des perspectives de développement intéressantes dans des secteurs variés (de l'aquaculture au traitement des eaux industrielles)
The aim of this work was to study the three functions of a vacuum airlift, which are water pumping, mass transfer and foam fractionation. The investigations mainly focused on the treatment of fish culture water and on phytoplancton harvesting. Each function was studied separately, in order to assess the performance of the vacuum airlift with specific operating conditions. By studying the airlift pump, the effects of water and diffuser types, air injection conditions and depression level were shown. In fresh water, bubble coalescence was observed, which reduced gas holdup compared to sea water. Consequently, the water flow of the vacuum airlift appeared higher in fresh water than in sea water (30 to 35 m3.h-1 against 10 to 20 m3.h-1) for the same air flow rate (5 m3.h-1). Conversely, the available lift height was higher in sea water (up to 0.8 m) than in fresh water (0.6 m maximum). For low head aquaculture systems, the vacuum airlift may be an economical pumping system which allows a 40 % energy saving compared to centrifugal pumps. The vacuum airlift had a mass transfer efficiency similar to other gas transfer systems. The KLa values calculated for CO2 desorption ranged between 0.002 and 0.01 s-1. They were four times lower than those obtained for oxygen transfer in similar conditions. Mass transfer efficiencies ranged between 0.02 and 0.023 Kg.KW.h-1 for CO2 and between 1.52 and 1.8 Kg.KW.h-1 for O2. Mass transfer velocities significantly depended on air flow rate, water temperature, average bubble size and the presence of feed in the rearing tank. They are weakly depending on salinity, depression level, inner tube length or water flow. At last, foam fractionation increased when air flow and bubble size were reduced. The extraction efficiency decreased when the concentration of the extracted product increased (maximal concentration factor around130). The vacuum airlift appeared to be as a high-performance multifunctional system, even if the maximal efficiency for each of the functions corresponds to different operating conditions. This process could be used in a large scope of fields ranging from aquaculture to industrial water treatment

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Picard, Charlotte. "Transfert de matière dans un biofilm aéré sur membrane." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00650179.

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Abstract:

Les réacteurs à biofilm aéré sur membrane sont des procédés innovants de traitement de l'eau. Les substrats nécessaires à la croissance bactérienne sont en contre-diffusion dans le biofilm. Ainsi, pour maitriser la capacité de traitement de ces réacteurs, il est nécessaire de comprendre le transfert de matière dans ces biofilms. Ce travail présente les résultats expérimentaux du transfert de matière mesuré par un traceur non réactif dans des biofilms mixtes hétérotrophes aérobies. Plusieurs conditions hydrodynamiques ont été appliquées pour la croissance des biofilms. La présence de convection dans les canaux de celui-ci a été mise en évidence au-delà d'un Nombre de Peclet de transition. Ensuite, la prise en compte de la convection via le coefficient de diffusivité relative vient compléter le transfert de matière dans les modèles de croissance de biofilm. Les résultats expérimentaux ont montré que la vitesse de consommation de la matière organique augmente avec le Nombre de Reynolds liée à une augmentation de la capacité de transfert des biofilms.

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Abdelmoumni, Lei͏̈la. "Epuration et transfert de matière en réacteur anaérobie membranaire." Montpellier 2, 1996. http://www.theses.fr/1996MON20095.

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Abstract:

Ce travail a pour objectif d'analyser le comportement epuratoire de decomposeurs methanogenes de l'acide acetique confines dans une boucle de micro ou d'ultrafiltration a travers une membrane minerale. Le systeme est tres homeostatique malgre de grandes variations sur le temps de passage de la phase liquide. L'elimination du cot se stabilise a 95% ; la membrane m14 a pu etre identifiee comme celle qui offre les meilleures densites de flux (120 l/h. M#2 a une pression de 0,5 bar et une contrainte de cisaillement de 28 pascals). L'utilisation d'un promoteur de turbulence permet d'ameliorer le flux d'au moins 50% ; la membrane m14, dans ce cas, permet d'atteindre une densite de flux de plus de 200 l/h. M#2. L'identification de la fraction granulometrique responsable du colmatage et la modelisation de l'ecoulement montrent que l'encrassement est du essentiellement a un depot de particules a la surface de la membrane

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Gafrej, Raoudha. "Modélisation conceptuelle du transfert des matières en suspension : effets d'échelles spatio-temporelles." Paris 6, 1993. http://www.theses.fr/1993PA066372.

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Abstract:

L'erosion des terres et le transfert des matieres en suspension (m. E. S. ) jusqu'au cours d'eau sont extremement complexes et commandes par des facteurs physiques et humains divers. L'evaluation des risques et toute mesure de prevention passent par une modelisation quantitative. Notre recherche a donc ete de construire un modele de transfert pour evaluer les apports de m. E. S. Dans le bassin de la marne, jusqu'aux secteurs aval (bassin de 12800 km#2) ou ils posent une menace pour le traitement de l'eau potable. Le manque de donnees des mecanismes elementaires nous a conduit a nous interesser aux petits bassins. Le materiau de recherche constitue par les chroniques de donnees anciennes du bassin de melarchez (7 km#2) s'est avere assez riche pour amorcer la modelisation du transfert de m. E. S. Etant donne l'insuffisance des informations sur les caracteristiques du milieu au debut de cette recherche, nous nous sommes limite a ne considerer que l'effet des facteurs hydrologiques mesures en continu. Le modele conceptuel ainsi etabli, a permis une bonne reproduction des flux de m. E. S. L'introduction de la notion de stock a contribue a reduire l'effet du phenomene d'hysteresis que plusieurs approches negligent. De meme l'effet de la pluie est bien mis en evidence a l'aide de ce modele empirique. L'application du modele a differentes echelles spatio-temporelles du bassin de la marne et au bassin de naizin en bretagne a permis une tentative d'explication de l'evolution spatiale des parametres

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Bouquerel, Mathias. "Influence des transferts hygro-aérauliques sur les transferts thermiques dans les super-isolants nanostructurés sous vide." Phd thesis, INSA de Lyon, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00833210.

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Abstract:

Les panneaux d'isolation sous vide (PIV) sont constitués d'un matériau de coeur nanoporeux en dépression, et d'une enveloppe barrière aux gaz atmosphériques. Leur conductivité thermique initiale est de l'ordre de 5 mW/(m.K), cinq à huit fois inférieure à celle des isolants conventionnels. Au regard des isolants classiques, le questionnement le plus important concerne le couple performance / durabilité. La réponse passe par la compréhension et la modélisation des transferts thermiques et massiques dans les PIV. De nombreuses études expérimentales et numériques ont conduit à un modèle semi-empirique pour la conductivité thermique apparente d'un PIV, prenant en compte les différents modes de transfert dans le panneau. Ce modèle met en lumière le principal mécanisme de vieillissement : du fait de la perméation gazeuse à travers l'enveloppe, pression et humidité dans le panneau remontent au cours du temps, ce qui engendre une augmentation de la conductivité thermique. L'étude des transferts massiques à travers l'enveloppe est particulièrement délicate. Premièrement, la modélisation de la perméabilité des enveloppes utilisées (membranes multicouches de films polymères métallisés) repose sur la prise en compte des micro-défauts dans les couches métallisées, qui gouvernent le débit total de perméation. Deuxièmement, les valeurs des perméabilités à mesurer sont trop basses pour beaucoup de techniques conventionnelles. Troisièmement, une analyse de la littérature montre une lacune de taille en ce qui concerne la prise en compte de l'influence conjointe de la température et de l'humidité relative dans le modèle classique de perméation gazeuse. En se basant sur des données expérimentales existantes, le rôle de l'humidité relative sur les propriétés barrières des enveloppes des PIV est mis en lumière. L'existence d'un couplage entre les flux des différents gaz est posé comme hypothèse de départ à la mise en place d'un nouveau modèle de perméation gazeuse, prenant en compte pression partielle et pression totale, et donc la concentration molaire de chaque gaz dans le mélange. Les prédictions de ce modèle sont comparées à celles issues du modèle classique de perméation gazeuse, et les différences de comportement entre les deux modèles sont mises en avant. Deux séries de mesure de perméance sont ensuite mises en place, par vieillissement de PIV en enceintes climatiques et par mesure directe de perméance sur échantillons de membrane (méthode manométrique). Ces mesures sont menées à température et humidité relative fixées (T = 48 °C, φ = 65 % HR), mais avec une pression totale variant de 80 mbar à 1 bar. Cette campagne de mesure exploratoire ne montre pas d'influence notable de la pression totale sur la perméabilité à la vapeur d'eau. Ces résultats permettent de dresser les premières conclusions sur le rôle respectif de la pression partielle et de la pression totale, et de proposer une suite à la démarche expérimentale initiée dans cette étude.

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Aboutaybi, Abdelhakim. "Transferts de matière dans les polymères PVC, PU : modélisation et expérimentation." Saint-Etienne, 1990. http://www.theses.fr/1990STET4016.

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Abstract:

Les deux principaux problèmes concernant le PVC et les transferts de matière qui existent quand le PVC plastifié est en contact avec un autre polymère ou un liquide ont été abordés, sinon résolus. Lorsque le PVC plastifié est en contact avec les mousses de polyuréthane (PU), plusieurs conclusions ont été formulées : 1) le transport dans le PVC et le PU est contrôlé par la diffusion en régime transitoire; 2) l'effet de la température sur la diffusivité est très important, cela peut permettre de calculer la cinétique de transfert à la température ambiante. Un modèle numérique a été construit avec un soin particulier à l'interface PVC-PU. Des couples de solutions ont été obtenus pour les diffusivités ou plastifiant dans le PVC et dans le PU. Une méthode de préparation de PVC plastifié avec un faible transfert a été expérimentée avec succès. Cette méthode consiste à créer près de la face du PVC un gradient de concentration de plastifiant très élevé avec une faible concentration de plastifiant sur la surface. Elle comporte deux étapes : 1ère étape un court trempage du PVC dans un liquide (n-hexane) ; 2e étape le séchage : celui-ci doit être rapide et court et des températures de l'ordre de 80°C et 100°C donnent les meilleurs résultats

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Viné, Thibaut. "Caractérisation expérimentale et modélisation des transferts de matière et d’énergie lors des opérations culinaires de cuisson par contact." Thesis, université Paris-Saclay, 2020. http://www.theses.fr/2020UPASB015.

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Abstract:

La cuisson des aliments est une des opérations de transformation les plus courantes aussi bien à l’échelle domestique, en restauration hors-foyer, qu’à l’échelle industrielle. Parmi les nombreux modes de cuisson existants, la cuisson par contact n’a fait l’objet que d’une attention très réduite dans la littérature, plus particulièrement en ce qui concerne les transferts de matière et d’énergie dans l’aliment et entre l’aliment et son environnement. Cette situation s’explique en grande du fait des difficultés métrologiques et théoriques qu’entraîne l’étude des transferts thermiques par contact dans le cas des procédés alimentaires. Cette thèse a pour objectif de contribuer à mieux comprendre et prédire les transferts de matière et d’énergie et d’apporter des nouveaux outils (notamment numériques) permettant d’améliorer le dimensionnement et la conduite de ce type d’opération. Pour atteindre cet objectif, une démarche associant étude expérimentale et modélisation des phénomènes de transfert a été conduite. Un dispositif de cuisson instrumenté a été conçu afin de réaliser une large campagne expérimentale visant à étudier l’impact de plusieurs conditions opératoires de chauffage sur la cuisson de trois produits : la pomme de terre, la crêpe et l’omelette. Les résultats obtenus ont permis de développer et valider plusieurs modèles capables de prédire avec justesse les montées en température et les pertes en eau des produits étudiés au cours de la cuisson. Ces modèles sont suffisamment génériques pour être facilement adaptables d’un produit à un autre et transposables à différents procédés de cuisson par contact
Cooking is one of the most common food processing operations at both domestic and industrial scale. Among the many cooking methods, contact cooking has received very little attention in the literature, particularly with regard to the transfers of mass and energy within the food and between the food and its environment. This is mostly due to the metrological and theoretical difficulties involved in the study of contact heat transfer in food processes. The aim of this thesis is to contribute to a better understanding and prediction of mass and energy transfers during contact cooking and to provide new tools (especially numerical ones) to better dimension and monitor this operation. To achieve this objective, an approach combining experimental study and modelling of transfer phenomena has been achieved. An instrumented cooking device was designed in order to carry out a large experimental campaign aimed at studying the impact of several heating conditions on the cooking of three products: potato, pancake and omelet. The results enabled the development and validation of several models capable of accurately predicting the temperature rises and water losses of these products during cooking. These models are generic enough to be easily adaptable from one product to another and transposable to different contact cooking processes

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Zhu, Yan. "Rational design of plastic packaging for alcoholic beverages." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019SACLA020.

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Abstract:

La perception des emballages alimentaires est passée d’utile à source majeure de contaminants dans les aliments et menace pour l’environnement. La substitution du verre par des con-tenants en plastiques recyclés ou biosourcés réduit l’impact environnemental des boissons embouteillées. La thèse a développé de nouveaux outils de simulation 3D et d’optimisation pour accélérer le prototypage des emballages éco-efficaces pour les boissons alcoolisées. La durée de conservation des boissons, la sécurité sanitaire des matériaux plastiques recyclés, les contraintes mécaniques, et la quantité de déchets sont considérées comme un seul problème d'optimisation multicritères. Les nouvelles bouteilles sont générées virtuellement et itérativement en trois étapes comprenant : i) une [E]valuation multiéchelle des transferts de masse couplés ; ii) une étape de [D]écision validant les contraintes techniques (forme, capacité, poids) et réglementaires (durée de conservation, migrations); iii) une étape globale de ré[S]olution recherchant des solutions de Pareto acceptables. La capacité de prédire la durée de vie des liqueurs dans des conditions réelles a été testée avec succès sur environ 500 miniatures en PET (polyéthylène téréphtalate) sur plusieurs mois. L’ensemble de l’approche a été conçu pour gérer tout transfert de matière couplé (perméation, sorption, migration). La sorption mutuelle est prise en compte via une formulation polynaire de Flory-Huggins. Une formulation gros grain de la théorie des volumes libres de Vrentas et Duda a été développée pour prédire les propriétés de diffusion dans les polymères vitreux de l’eau et des solutés organiques dans des polymères arbitraires (polyesters, polyamides, polyvinyles, polyoléfines). 409 diffusivités issues de la littérature ou mesurées ont été utilisée pour validation. La contribution de la relaxation du PET vitreux a été analysée par sorption différentielle (binaire et ternaire) de 25 à 50 °C. Une partie du code source sera partagé afin d'encourager l'intégration de davantage de paramètres affectant la durée de conservation des boissons et des produits alimentaires (cinétique d'oxydation, piégeage d'arômes)
The view of plastic food packaging turned from useful to a major source of contaminants in food and an environmental threat. Substituting glass by recycled or biosourced plastic containers reduces environmental impacts for bottled beverages. The thesis developed a 3D computational and optimization framework to accelerate the prototyping of eco-efficient packaging for alcoholic beverages. Shelf-life, food safety, mechanical constraints, and packaging wastes are considered into a single multicriteria optimization problem. New bottles are virtually generated within an iterative three steps process involving: i) a multiresolution [E]valuation of coupled mass transfer; ii) a [D]ecision step validating technical (shape, capacity, weight) and regulatory (shelf-life, migrations) constraints; iii) a global [Solving] step seeking acceptable Pareto solutions. The capacity to predict shelf-life of liquors in real conditions was tested successfully on ca. 500 hundred bottle min iatures in PET (polyethylene terephthalate) over several months. The entire approach has been designed to manage any coupled mass transfer (permeation, sorption, migration). Mutual sorption is considered via polynary Flory-Huggins formulation. A blob formulation of the free-volume theory of Vrentas and Duda was developed to predict the diffusion properties in glassy polymers of water and organic solutes in arbitrary polymers (polyesters, polyamides, polyvinyls, polyolefins). The validation set included 433 experimental diffusivities from literature and measured in this work. The contribution of polymer relaxation in glassy PET was analyzed in binary and ternary differential sorption using a cosorption microbalance from 25 to 50°C. Part of the framework will be released as an open-source project to encourage the integration of more factors affecting the shelf-life of beverages and food products (oxidation kinetics, aroma scalping)

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Knoth, de Zarruk Katrin. "Transferts réactifs et mobilité de la matière organique dissoute dans les sols." Avignon, 2007. http://www.theses.fr/2007AVIG0605.

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Abstract:

Les MOD sont ubiquistes dans les sols, les eaux et les déchets organiques et jouent un rôle important dans la complexation et le co-transport des métaux et de polluants organiques. Par conséquent, la qualité de l'eau potable peut être mise en danger. Les MOD sont très variables dans l'espace et le temps ce qui complique leur caractérisation. Une nouvelle approche des MOD, une approche de bas en haut est présentée qui se concentre sur la composition moléculaire des MOD. Une recherche exhaustive de la littérature a été effectuée pour démontrer l'importance des composés individuels simples dans les processus environnementaux. La dialyse des MOD de sources différentes a révélé une grande variabilité des échantillons concernant la composition et la taille moléculaire. Quatre-vingt, 70, 50 et 40% du carbone organique total (COT) ont été trouvés dans les fractions d'une taille moléculaire faible de vinasse, compost de feuilles, sol et fumier de volaille, respectivement. Plus de 40% du COT dans la vinasse et le compost de feuilles ont été attribués à la fraction ayant un poids moléculaire <500 Da révélant l'abondance des petits composés. Pour pouvoir mieux estimer la vraie capacité de co-transport des composés individuels, des expériences de colonne ont été effectuées
DOM is present in all soils, waters and organic wastes and can be important in binding and co-transporting metals and organic polluants, there fore endangering the quality of potable waters. Dom is higly variable over space and time, which complicates its characterization. A new approach to DOM, a bottom-up approach is presented that concentrates on the molecular composition of DOM. By the means of a thorough literature research, the importance of simple individual compounds in environmental processes is demonstrated. Dialysis of DOM from different sources revealed a great variability of DOM samples in respect of molecular composition and size. Eighty, 70, 50 and 40% of the total organic carbon (TOC) was found in the fractions with low molecular weight in vinasse, leaf compost, soil and chicken manure, respectively. More than 40% of the TOC in vinasse and leaf compost belonged to the fraction with a molecular weight <500 Da, revealing the abundance of small weight in vinasse, suggesting a potential co-transport of copper by low molecular weight compounds. In order to enable us to better estimate the true co-transport of copper by low molecular weight compounds, column experiments were conducted to determine sorption and biodegradation dynamics for a set of selected compounds (glucose, glucosamine, glucuronic acid, alanine, citric acid, acetic acid, caffeic acid, dextran). Results showed that functional group content plays a major role in compound mobility. Even seemingly similar molecules that only differ in one functional group are sorbed and biodegraded in very different manners. Afters combining metal-complexing with sorption and biodegradation parameters, acetic acid was found to be the compound with the highest co-transport potential

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Castellani, Sandrine. "Etude des transferts de matière dans les procédés d'extraction par fluide supercritique." Paris 13, 1996. http://www.theses.fr/1996PA132006.

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Abstract:

Le travail de thèse est basé sur l'obtention des données fondamentales nécessaires au développement d'un procédé d'extraction en lit fixe par fluide supercritique. Nous avons utilisé deux solvants supercritiques particuliers : dioxyde de carbone et protoxyde d'azote, pour bénéficier de leurs caractéristiques moléculaires immédiatement comparables et choisi une molécule modèle (b-carotène) représentative d'un problème type d'extraction de produit naturel. Les lits fixes ont été réalisés à partir de supports (synthétiques ou naturels) présentant des propriétés physico-chimiques spécifiques. Des appareillages de mesure ont été développés autour d'un même microextracteur commercial. Les protocoles expérimentaux permettent d'étudier et de comparer les rôles respectifs des conditions opératoires du solvant supercritique et de la matrice. La première partie de la thèse étudie l'influence des paramètres pression et température sur la solubilisation de la molécule modèle dans les deux solvants supercritiques considérés. L'interprétation des résultats s'appuie sur une modélisation basée sur l'utilisation des équations d'état analytiques et démontre clairement les insuffisances fondamentales d'une telle approche. La deuxième partie est consacrée à l'étude des coefficients de transfert de masse lors du balayage en fluide supercritique du lit fixe spécifique charge en b-carotène. L'extraction à partir de matrices synthétiques (billes de verre, silices) permet une comparaison directe avec les modèles d'adsorption/désorption. Pour sa part, l'extraction à partir d'une matrice naturelle (carotte lyophilisée avec différentes tailles de particules) permet l'analyse en situation réelle des mécanismes limitant les transferts de matière. Malgré les difficultés rencontrées dans l'estimation de certaines propriétés physico-chimiques intervenant dans la modélisation et le recours à des paramètres ajustables, une première analyse semi-quantitative des mécanismes de transferts de matière à été proposée à partir de la comparaison entre les résultats expérimentaux et les prévisions du modèle

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Pérou, Anne-Laure. "Étude des transferts de matière et de chaleur dans des matériaux polymériques." Saint-Etienne, 1997. http://www.theses.fr/1997STET4024.

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Abstract:

Modélisation par la méthode des différences finies des équations de transfert de chaleur et de matière intervenant durant l'élaboration de matériaux polymériques. Le modèle numérique obtenu a été appliqué à deux catégories d'entre eux : -une peinture de type coil coating utilisée dans le revêtement ; -un emballage alimentaire recyclé destiné au conditionnement d'aliments. Dans la première application, le taux de réticulation théorique du feuil a été corrélé avec ses propriétés mécaniques. Des diagrammes paramètres-temps ont été construits, permettant d'optimiser les conditions opérationnelles de cuisson. Dans la seconde, la progression du polluant de la couche recyclée vers la ou les couches vierges a été quantifiée pour différents types d'emballage et de conditions de mise en oeuvre. Afin de minimiser le taux de polluant transféré, une étude de l'influence des principaux paramètres est donnée

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Motedayen, Ali Akbar. "Novel stratified self-assembled Polyehtylene-Organoclay films for food packaging." Thesis, Montpellier, 2016. http://www.theses.fr/2016MONTT156.

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Abstract:

Inspiré par la technique couche par couche traditionnelle (LBL), Ce travail de thèse démontre le premier effort pour développer une nouvelle méthodologie pour l’auto-assemblage des multicouches sur la base des interactions hydrophobes et d'adsorption physique pour fabriquer des films composites stratifié en Polyéthylène (LLDPE) - organoargile (OMMT). Contrairement à la technique LbL électrostatique, ici, les films multicouches ont été synthétisés en partant d'un substrat de polymère non polaire/non chargé et successivement le dépôt de couches d’organo-argile apolaire et de couches de PE non polaires/non chargés avec des dépôts répétitifs qui se suivent. La variation alternative de l'angle de contact (85° en moyenne pour l’organo-argile et 107° pour les couches de PE) a confirmé la profilométrie et les résultats de la microscopie électronique à balayage, ainsi que le modèle de croissance linéaire, la formation très stratifiée réussie de bicouches répétitives composées de 450 nm couches d’organo-argiles et 2,25 µm couches de PE. Ultérieurs essais de caractérisation ont été effectués pour évaluer l'effet de la variation des principaux paramètres de processus identifiés (concentration, température, les étapes de rinçage et de séchage, et le type de solvant), sur la formation et la croissance d'épaisseur des films. En conséquence, la forte dépendance de l'auto-assemblage aux paramètres du procédé testés a été montrée par les résultats expérimentaux obtenus. Les propriétés de barrière des films multicouches ont également été évaluées par la caractérisation de la perméabilité à la vapeur d'eau, à l'oxygène (O2) et au dioxyde de carbone (CO2), ainsi que la sorption de la vapeur d'eau. Un revêtement de 5 bicouches (OMMT/PE) (~ 14 µm d'épaisseur) a réduit la perméabilité à l'O2 d'un film de PE de 160 µm d'épaisseur de 84,4% et la perméabilité au CO2 de 70%, tandis que la perméabilité a la vapeur d’eau a été réduite de 45%. Ces réductions de perméabilité obtenues par seulement l’ajout de 2,4% (v/v) de nano-argile se sont révélés être significativement plus élevée par rapport aux valeurs de réduction rapportées dans la littérature pour les nanocomposites dispersés préparés à base de PE/organo-argile. Cette connaissance peut être utilisée dans la mise en place d'une approche pour produire des micro/nanostructures stratifiés ayant des propriétés de barrière sur mesure pour l'application dans l'emballage alimentaire
Inspired by the traditional Layer-by-Layer (LbL) assembly technique, this PhD study demonstrates the first effort to develop a novel methodology for multilayer self-assembly on the basis of hydrophobic interactions and further physical adsorption to fabricate stratified Polyethylene(LLDPE)-organoclay(OMMT) nano-enabled composite film. In contrary to the electrostatic LbL technique, here, the multilayer films were synthesized by starting from an uncharged apolar polymer substrate and successively depositing apolar organoclay and uncharged apolar PE layers with subsequent repeating depositions. The alternate variation of contact angle (85° average for organoclay and 107° for PE layers) confirmed the profilometry and the scanning electron microscopy results as well as the linear growth pattern, i.e. the successful highly stratified assembly of repetitive bilayers comprised of 450 nm organoclays and 2.25 µm PE layers. Further characterization tests were performed to evaluate the effect of the main identified process parameters (concentration, temperature, rinsing and drying steps, and solvent type) variation on the formation and thickness growth of the films. As a consequence, the high dependence of the self-assembly’s growth to the tested process parameters was showed by the obtained experimental results. The barrier properties of the multilayer films were also evaluated by characterizing the Water vapour, Oxygen (O2), and Carbon dioxide (CO2) permeability as well as the water vapour sorption. A 5-bilayer (OMMT/PE) coating (∼14 µm thick) reduced the O2 permeability of a 160 µm-thick PE film by 84.4% and the CO2 permeability by 70%, while the WVP was reduced by 45%. These permeability reductions obtained by only 2.4 v/v % of nanoclay addition level were found to be significantly greater compared to the reduction values reported in the literature for prepared blend PE/organoclay nanocomposites. This knowledge can be used in the establishment of an approach to produce stratified micro/nanostructures with tailored barrier properties for food packaging application

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Toudji, Sid-Ali Amine. "Pervaporation de composés purs : approche expérimentale du couplage entre transfert de matière et transfert de chaleur." Thesis, Aix-Marseille, 2018. http://www.theses.fr/2018AIXM0100.

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Abstract:

L'objectif de ce travail est l'étude du procédé de pervaporation et plus particulièrement la compréhension des mécanismes de transfert de masse et de chaleur dans une membrane en polymère qualifiée de dense. Une meilleures compréhension des mécanismes permettrait de lever les verrous limitant le développement de ce procédé, comme les faibles flux de matière ainsi que l'origine et la quantité de chaleur nécessaire au transfert à travers la membrane. Pour cela, nous avons développé un dispositif expérimental qui permet de mesurer en simultané les densités de flux de matière et de chaleur. La configuration frontale statique de perméation du dispositif mis en place donne accès au profil de température du liquide d'alimentation. Ces données de température ont permis de calculer les densités de flux de chaleur engagées durant les expériences de pervaporation grâce à un calcul par méthode inverse couplé à une simulation STAR CCM+. La densité de flux de matière est mesurée par une nouvelle méthode. La nouvelle méthode utilise un capteur de pression situé dans le réservoir d'alimentation permettant de mesurer en continu la densité de flux de matière synchronisée avec la mesure des températures. Afin de simplifier au maximum les contraintes expérimentales, nous nous sommes restreints à la perméation de composés purs. La corrélation des deux flux mesurés nous a conduit à observer que la quantité de chaleur prise au fluide en amont pour pervaporer une unité de masse de liquide pur est inférieure à la quantité de chaleur nécessaire pour vaporiser ce même liquide. Elle représente 50 % de celle-ci dans le cas de l’eau et seulement 25 % dans le cas de l’éthanol
The aim of this work is to study the pervaporation process and specifically to understand the mass and heat transport mechanisms in a dense polymeric membrane. A better understanding of these mechanisms would make it possible to improve the limiting parameters for the development of this process, such as the low mass fluxes as well as the origin and the quantity of heat required for transport through the membrane. In order to answer these questions, we have developed an experimental setup that allows simultaneous measurement of mass flux and heat flux density. The dead-end permeation of the setup developed gives access to the temperature profile of the liquid feed. These temperature data make possible the estimation of the heat flux densities engaged during the pervaporation experiments by means of an inverse computation coupled with a STAR CCM + simulation. The mass flux is measured by a new method in addition to the gravimetric method used as a reference. The new method uses a pressure sensor located in the feed tank to continuously measure the mass flux with 1Hz raw acquisition frequency synchronized with the temperature measurement. In order to simplify the experimental constraints, we applied only permeation of pure liquids. The correlation of the two fluxes (mass and heat density) measured led us to observe that the amount of heat taken to the feed side to pervaporate a unit mass of pure liquid is less than the amount of heat required to vaporize the same liquid. It represents 50% of it in the case of water and only 25% in the case of the ethanol

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Rosca, Iosif-Daniel. "Applications du transfert de matière et chaleur : transfert de contaminant entre emballage cylindrique et aliment solide." Saint-Etienne, 1998. http://www.theses.fr/1998STET4027.

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Abstract:

En réponse à un grand nombre de travaux réalisés sur la migration de contaminants des emballages polymères dans l'aliment, ce travail est une approche théorique sur le procédé de diffusion dans l'aliment solide contenu dans de bouteilles cylindriques. Des modèles mathématiques et numériques, prenant en compte les différents paramètres sont développés dans le premier chapitre, pour représenter la diffusion du contaminant situé dans une bouteille faite d'une seule couche de polymère, lorsque l'aliment est solide. Les paramètres nécessaires au transfert sont définis. Le recyclage des emballages polymères dans des nouveaux emballages pose de problèmes aigus. Dans le second chapitre, des bouteilles formées de bi- et tri- couches dans lesquelles une couche de polymère vierge isole la couche recyclée de l'aliment, sont étudiés. Ainsi l'effet de la couche vierge protectrice ou barrière fonctionnelle, sur le transfert de contaminant est bien précisée, en considérant notamment son épaisseur. Les bouteilles sont préparées par extrusion-soufflage à haute température. Ainsi durant une courte période le polymère est fondu, impliquant nécessairement une diffusion très rapide du contaminant. Dans le troisième chapitre, les procédés complexes du transfert thermique lors de l'étape de refroidissement dans l'air et le transfert de contaminant qui en résultent, sont étudiés d'une façon théorique. Les simulations numériques ont permis de définir l'importance de nombreux paramètres intéressant lors du transfert thermique et de matière. Il parait possible déjà d'optimiser ces paramètres pour réduire ce transfert. L'effet de ces transferts durant l'extrusion-soufflage sur le temps de protection de l'aliment est aussi établi. Enfin, pour des raisons pratiques, des relations simples ont été établies, qui permettent d'estimer le temps nécessaire pour atteindre une contamination de l'aliment donnée avec des systèmes bouteilles-aliment solide, en fonction des paramètres définis dans l'étude

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Taddei, Christine. "Mécanismes influençant le transfert de matière lors de l'ultrafiltration de lactosérum." Toulouse 3, 1986. http://www.theses.fr/1986TOU30169.

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Abstract:

Ce travail concerne les mecanismes de transfert de matiere rencontres au cours de l'ultrafiltration de lactoserum sur des membranes minerales. Une etude bibliographique montre que dans le cas du lactoserum le transfert de matiere peut etre ameliore, sans que les mecanismes mis en jeu en soient clairement etablis. Une etude experimentale met en evidence l'influence de parametres operatoires tels que la difference de pression appliquee, la vitesse de circulation tangentielle, la concentration en proteines, et le temps sur le tranfert de solvant et de solutes. Des modeles mathematiques, traduisant des phenomenes d'adsorption et de depot de matiere sont utilises pour interpreter les resultats experimentaux precedents: l'importance des insolubles et des colloides est ainsi clairement mise en evidence. L'attention est alors portee sur les moyens de modifier les teneurs en ces especes, et leurs effets sur le transfert de matiere

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Tiwari, Akhilesh. "Caractérisation du transfert de matière par condensation sur une plaque horizontale." Phd thesis, Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00708562.

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Abstract:

La réussite du développement de vols spatiaux de longue durée, ainsi que de l'établissement de stations permanentes nécessite des systèmes fermés autonomes bien contrôlés. L'optimisation d'une boucle fermée d'un système support vie bio-régénératif, impose le contrôle de l'hydrodynamique et des transferts de chaleur et de masse couplés qui se développent au sein d'un habitacle spatial comprenant des hommes ou des plantes. Un protocole expérimental (expérience terrestre et méthode de mesure) a été conçu pour quantifier les vitesses de l'air et les transferts hétérogènes qui se développent par condensation d'air humide sur une surface plate horizontale de petite taille (25 cm2), en conditions contrôlées (régime d'écoulement, hygrométrie, température). Une surface active était maintenue isotherme sous le point de rosée par thermoélectricité et le flux de masse était mesuré par pesée. Un tunnel climatique a été utilisé pour générer des écoulements laminaires ou faiblement turbulents. Environ 70 expériences de condensation ont été réalisées à température ambiante (19-23°C) avec une humidité relative de 35-65 % et pour des vitesses comprises entre 1.0 et 3.0 m/s. Le dispositif de condensation a un comportement de type profil épais pour l'écoulement et les coefficients de transferts de masse ont été évalués. L'augmentation de l'intensité de l'écoulement se traduit par une dépendance du nombre de Sherwood en Re2/3. Une relation empirique est proposée pour estimer la température de la surface. Le comportement de l'écoulement au sein de la couche limite et de la croissance des gouttes sur la surface de la plaque sont discutées. Ce travail expérimental sera utile pour le développement de modèles théoriques adaptés à d'autres géométries.

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Paris, Johanne. "Etude et modélisation des mécanismes de transfert de matière en ultrafiltration." Aix-Marseille 3, 2001. http://www.theses.fr/2001AIX30109.

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Abstract:

Cette étude nous a permis de mieux comprendre et de modéliser le transfert de matière en ultrafiltration. Tout d'abord grâce à une étude expérimentale dans des conditions de complexité contrôlée, nous avons pu mettre en évidence les différentes résistances au transfert de matière et étudier l'influence des paramètres opératoires sur le "poids" relatif de chacune d'elles. Pour prédire les flux de perméat en fonction des conditions opératoires nous avons eu recours à la modélisation. Grâce à de nouveaux résultats expérimentaux, nous avons décrit, appliqué et analysé les modèles classiquement utilisés en ultrafiltration qui sont le modèle de gel, le modèle de la pression osmotique et celui des résistances en série. Les résultats expérimentaux montrent que les deux premiers modèles reposent sur des hypothèses erronées. Le modèle des résistances en série ne permet pas de prédire le flux de perméat malgré plusieurs modifications. Quoi qu'il en soit, pour utiliser ces modèles il faut connaître le coefficient de transfert de matière k qui peut en principe être estimé par les corrélations du nombre de Sherwood. Par une étude bibliographique, nous avons fait le point sur les corrélations classiques ainsi que sur les corrélations améliorées. A l'évidence, la difficulté dans l'estimation du coefficient de transfert de matière est due au couplage des phénomènes de transfert (diffusion-convection-accumulation de matière à la membrane) localisés au voisinage de la membrane. Nous avons donc développé un modèle à deux dimensions basé sur la résolution numérique des équations de diffusion-convection. Ce modèle permet de prédire le flux de perméat en fonction des différents paramètres comme la pression transmembranaire, la concentration de la solution, la vitesse de circulation du fluide et la longueur de la membrane. Nous avons testé ce nouveau modèle pour deux solutés et deux types de membranes et les flux calculés sont en très bon accord avec les valeurs expérimentales
This study essentially deals with the description and modelling of mass transport phenomena in ultrafiltration. First, according to an experimental study under controlled conditions, various resistances to the mass transfer were underlined and the influence of experimental parameters on the relative importance of each of them was studied. Then, modelling was used in order to predict permeate flux as a function of operating conditions such as initial concentration, mean velocity, transmembrane pressure. In the light of previously published results as well as new experimental results, we discussed the most classical models such as the gel-polarization model, the osmotic pressure model, the resistance-in-series model. No doubt that the first two models are based on deficient assumptions. Moreover, despite several modifications, the resistance-in-series model fails in predicting permeate fluxes. Nevertheless, these models require the knowledge of the mass transfer coefficient k which can be in principle estimated by correlations including Sherwood number. Classical correlations and corrected correlations published were investigated. Due to strong coupling of the transport phenomena (diffusion- convection- high concentration at the membrane surface) close to the membrane, a reliable mass transfer coefficient is difficult to obtain. Thus we have developed a new two-dimensional model based on the numerical resolution of the convective and diffusion equations. This model makes it possible to predict permeate flux according to the operating conditions such as transmembrane pressure, initial concentration, velocity and membrane length. This model was tested using two different solutes and two kind of membranes and good prediction of flux is obtained

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Grandclaudon, Martine. "Etude du transfert de matière à l'interface gaz-liquide par chimiluminescence." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1990. http://www.theses.fr/1990NAN10386.

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Abstract:

Nous nous sommes proposés d'utiliser une réaction de chimiluminescence afin d'étudier le transfert de matière dans des réacteurs gaz-liquide. Nous avons choisi trois appareils qui sont: le réacteur à film laminaire tombant cylindrique, le réacteur à jet laminaire et une colonne à bulles de type gazosiphon. La réaction de chimiluminescence est l'oxydation du luminol par l'oxygène singulet produit par action du chlore sur le peroxyde d'hydrogène en milieu basique. L’analyse de la lumière émise permet l'étude du transfert de matière. Pour le film et le jet, l'intensité de la lumière est proportionnelle au coefficient de transfert de matière cote liquide; dans la colonne à bulles, le transfert est limité par la consommation du luminol. La chimiluminescence a aussi été utilisée pour étudier le mélange dans un réacteur à jets liquides

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Commenge, Jean-Marc. "Réacteurs microstructurés : hydrodynamique, thermique, transfert de matière et applications aux procédés." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2001. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/INPL_T_2001_COMMENGE_JM.pdf.

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Abstract:

Ce mémoire présente une analyse de l'écoulement et des phénomènes de transfeJi dans les réacteurs microstructurés, leur influence sur le comportement des réacteurs et les principaux intérêts et domaines d'utilisation des microtechniques en Génie des Procédés. L'hydrodynamique et les temps de passage dans les nombreux canaux parallèles sont finement maîtrisés par un dimensionnement approprié du réacteur. La distribution des temps de séjour, bien que peu étalée dans un microcanal unique, est très dispersée dans le réacteur à cause des singularités de l'écoulement. Néanmoins, ces réacteurs sont adaptés pour la conduite périodique à des fréquences supérieures au Hertz. Le comportement thermique, caractérisé par un effet axial de conduction, induit l'isothermicité des réacteurs métalliques et requiert l'emploi de matériaux peu conducteurs pour maintenir un gradient de température. En régime transitoire, suite à un échelon de température des fluides, la température du réacteur est caractérisée par des temps internes et externes. En transfert de matière, un effet de diffusion axiale dans les microcanaux peut prédominer par rapport à la convection, ce qui augmente le nombre de Sherwood et le rétromélange. Néanmoins, la détermination de paramètres cinétiques étant précise dès que le nombre de Damkohler est faible, ces réacteurs fournissent des conditions favorables pour l'étude de réactions rapides. La synthèse de ces points montre plusieurs avantages des réacteurs microstructurés tels qu'un gain énergétique significatif induit par la structuration de l'écoulement en canaux parallèles. L'intensification des échanges dans ces dimensions limite les risques d'emballement en évacuant la chaleur des réactions exothermiques et permet de miniaturiser une installation à productivité constante. Enfin, les transferts par conduction et diffusion sont favorisés par rapport aux réactions si bien que ces réacteurs sont adaptés aux études cinétiques et au développement de nouveaux procédés limités par ces transferts
The present manuscript presents an analysis of flow and transport phenomena in microstructure reactors, their influence on the behavior of the reactors and the major interest and areas of application for the use of microtechnology in ptocess engineering. Hydrodynamic conditions and space-times in the numerous channèls are accurately controlled by appropriate design of the reactor. The residence time distribution, although narrow in a single microchannel, is significantly dispersed in the reactor due to flow singularities. Nevertheless, microstructured reactors are suited to periodic operation at frequencies higher than 1 Hz. The thermal behavior, characterized by significant axial conduction, leads to spatial isothermicity in metallic reactors and requires the use of poody conducting ni'aterials to maintain temperature gradients. Under transient conditions, following a step change in fluid temperatures; the reactor temperature variation can be represented by two characteristic times, one internal, the other external. In mass transfer, an axial diffusion effect can predominate with respect to convection, which increases the Sherwood number and back-mixing. Nevertheless, the determination of kinetic parameters being accurate for the low Damkohler numbers attainable, microchannelreactors provide favorable conditions for the study of rapid, reactions. A synthesis of the above-mentioned points indicates several advantages for microstructured reactors, such as a significant energy saving induced by the structuring of the,flow in' parallel channels. Intensification of heat exchange in microchanne1 dimensions limits therisks of thermal runaway by removing heat generatedhy exothermic reactions and allows miniaturization of production units without loss in productivity. Finally, lleat and mass transfer by conduction and diffusion are favored with respect to reacticin and hence microstructured reactors are well suited to kinetic measurement and to development of new processes limited by heat and mass transfer

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Heyouni, Abderrahim. "Hydrodynamique et transfert de matière gaz-liquide dans les mélangeurs statiques." Toulouse, INSA, 2002. http://www.theses.fr/2002ISAT0001.

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Abstract:

L'étude porte sur l'hydrodynamique et le transfert de matière gaz-liquide dans deux types de mélangeurs statiques : le mélangeur Lightnin et le mélangeur Ross. Les objectifs de l'étude sont de déterminer les paramètres caractéristiques de l'hydrodynamique et du transfert de matière gaz-liquide et d'évaluer les performances de ce type de systèmes en tant que réacteurs gaz-liquide. Les différentes paramètres qui caractérisent les performances de ce type de systèmes, à savoir, les régimes hydrodynamiques gaz-liquide, la rétention de gaz, la perte de charge, la puissance dissipée, le diamètre des bulles, l'aire interfaciale, le coefficient volumique de transfert de matière gaz-liquide ainsi que le coefficient de transfert de matière côté film liquide ont été étudiés. Les effets de la vitesse du liquide, de la vitesse du gaz, de la structure géométrique du mélangeur ont été mis en évidence. Des corrélations sont proposées pour prédire les différentes paramètres et comparées à d'autres corrélations de la littérature
The objective of this study was to characterize the two-phase flow hydrodynamic behaviour and mass transfer in a static mixer in a horizontal pipe. Different arrangements of elements of the static mixer were tested and their performances compared. The pressure drop, bubble diameters and mass transfer coefficient were measured. The influence of operating conditions was also studied. A different correlations are proposed and compared with other correlations found in the literature

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Corne, Florian. "Microfluidique et cinétique de transfert de matière : application à un procédé d'extraction liquide-liquide réactive d'actinide." Thesis, Toulouse, INPT, 2019. http://www.theses.fr/2019INPT0076.

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Abstract:

Le présent manuscrit fait état d’une technique microfluidique innovante d’étude du transfert de matière appliqué au système uranium(VI)-HNO3 / TBP-TPH, pour le recyclage du combustible usé. Ce système chimique a grandement été étudié pour la détermination des cinétiques de transfert d’uranium(VI). Toutefois, seule la cinétique globale incluant les phénomènes d’advection-diffusion et de réaction chimique a été établie. La composante chimique a souvent été approchée mais la forte contribution des résistances diffusionnelles, lors de l’extraction dans les outils de détermination utilisés, ne permet pas de correctement la déterminer. Grâce à la miniaturisation inhérente au dispositif microfluidique développé lors de cette étude et à la mise en oeuvre des phases à grande vitesse, la contribution de ces résistances est réduite voire négligée et la cinétique chimique est supposée atteignable. Les études préliminaires réalisées en microscopie confocale ont confirmé la stabilité de l’interface liquide-liquide dans la profondeur du micro-canal et le long de l’écoulement, malgré les fortes vitesses. Nos expériences ont montré que même avec des temps de séjour compris entre 8 ms et 35 ms, l’extraction d’uranium(VI) intervient de façon quantifiable. Cela a mis en évidence une très forte homogénéisation en phases en fonction des concentrations initiales d’uranium(VI). De plus, nos études en régime chimique confirment une réaction d’extraction du premier ordre envers l’uranium(VI). Ces observations semblent être confirmées par les modélisations en 2D sous COMSOL et Scilab, car elles permettent la correspondance avec les données expérimentales qu’en admettant la présence de l’effet Marangoni massique. Dans le cas de l’extraction d’une solution d’uranium(VI) à 50 g.L-1, la prise en compte de cet effet a conduit à déterminer que les vitesses radiales des phases sont suffisamment élevées, 0,2 m.s-1. Ainsi, nous avons considéré pour cette expérience que les concentrations d’uranium(VI) en sortie de microsystème sont équivalentes aux concentrations interfaciales. En tenant compte de ces données, la constante cinétique chimique du système uranium(VI)-HNO3 3 M / TBP-TPH a pu être estimée vers 3,2x10-4 m.s-1
An innovative microfluidic parallel co-current flow process has been developed to study the mass transfer kinetics of the system uranium(VI)-HNO3 / TBP-TPH. Due to the use of this chemical system in the spent fuel recycling, the kinetics of the uranium(IV) transfer has already been studied and the overall kinetic constant is available. Nevertheless, the chemical kinetic constant has not yet be determine because of the high molecular diffusion resistance at macroscopic scale. Thanks to miniaturization of the studying microfluidic device and the high velocities flows, those molecular diffusions resistances are strongly reduces then the chemical kinetic constant is supposed to be reachable. Our first studies in confocal microscopy confirm a straight liquid-liquid interface across the depth of the micro-channel and along the flow, even at high speed. Extractions experiments have highlighted a strong phase homogenization which get more important has the initial uranium(VI) concentration increase. Moreover, 2D modelling with COMSOL or Scilab confirms the previous observations where the experimental fits are only validated considering the presence of a solute Marangoni phenomenon. In this case and especially at 50 g/L of uranium(VI), the radial velocity generated by the Marangoni effect is high enough to consider that outlets uranium(VI) concentrations are equivalent to the interfacial concentrations. So, we have estimated the chemical kinetic constant of uranium(VI)-HNO3 3 M / TBP-TPH to be near 3.2x10-4 m/s with a first order reaction for the uranium(VI) in chemical mass transfer condition

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Bassama, Joseph. "Etude expérimentale et modélisation de la formation de l'acrylamide lors de l'opération de friture : cas du plantain." Thesis, Montpellier 2, 2011. http://www.theses.fr/2011MON20010.

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Abstract:

L'acrylamide, connu comme étant une molécule cancérigène, apparait lors de traitement thermique à haute température (>120°C) d'aliments riches en asparagine et en sucre. La friture profonde génère ce composé à des teneurs proche de 0,44 ppm pour les chips de plantain. Or les aliments à base de plantain sont largement consommés dans les pays du sud. Ces travaux de recherche ont pour objectif de mieux comprendre l'accumulation de l'acrylamide lors de l'élaboration de produits frits à base de plantain. Pour y parvenir la teneur en précurseurs (asparagine) a d'abord été obtenue dans différentes variétés de bananes, mais aussi durant le mûrissage d'une variété de plantain d'exportation (Harton). Ces résultats ont permis d'identifier l'asparagine comme étant limitant pour la formation d'acrylamide dans le plantain. Ensuite, une étude cinétique du couplage entre la température et l'activité en eau a été entreprise en système fermé. Le domaine d'étude consistait en 4 températures de traitement (140, 160, 180 et 200°C) et 3 activités en eau (0,43 ; 0,9 ; 0,97). La cinétique de formation et d'élimination de l'acrylamide a été traduite par la somme de 2 cinétiques d'ordre 1. Les paramètres cinétiques ont été identifiés et montrent que la température est le paramètre qui influence le plus la cinétique de l'acrylamide. Le modèle cinétique a dans une autre étape été couplé à un modèle traduisant les transferts d'énergie et de vapeur durant la friture. Le modèle a bien simulé les teneurs en eau et en acrylamide de deux produits frits à base de plantain « tajadas » (produit épais) et « tostones » (produit mince). Les coulages entre transfert et réaction sont discutés en vue d'imaginer des stratégies de réduction de l'acrylamide. Il a été démontré que la formation de l'acrylamide se fait presque exclusivement dans la zone hygroscopique périphérique (croûte). De ce fait, la conduite de la friture en températures variables est recommandée et permet de réduire d'au moins 50% la teneur en acrylamide. La sélection variétale et l'état de maturité du plantain sont les moyens en amont les plus souples pour contrôler la teneur en acrylamide dans le produit final. Des prétraitements par immersion se sont avérés efficaces induisant une réduction significative de l'acrylamide. En revanche, la formulation de molécules antioxydantes ne semble pas avoir d'effet réducteur
Acrylamide, a molecule known as a carcinogen, appears during heat treatment of asparagine and sugars rich foods at high temperature (> 120 ° C). Deep frying produces this compound at levels close to 0.44 ppm for plantain chips, these foods being widely consumed in developing countries. The aim of the present work is to better understand the accumulation of acrylamide during the process of plantain-based products. In this context, the level of precursors (asparagine) was obtained firstly in different varieties of bananas and also during ripening of an export plantain variety (Harton). These results allowed identifying asparagine as a limiting factor of acrylamide formation in plantain. Afterwards, a kinetic study of the coupling between temperature and water activity was undertaken in a closed system. The field of study consisted of four temperatures of treatment (140, 160, 180 and 200 ° C) and three water activities (0.43, 0.9, 0.97). The kin etics of formation and elimination of acrylamide was translated by the sum of 2 order 1 kinetics. The kinetic parameters were identified and showed that temperature is the parameter that influences the most acrylamide kinetic. The kinetic model, in a further step, was coupled to a model describing energy and steam transfers during frying. The model simulated well water and acrylamide content in two plantain-based fried products: "Tajada" (produced thick) and "tostones" (thin product). The coupling between transfers and reaction were discussed in order to identify strategies to reduce acrylamide. It was demonstrated that acrylamide formation occurs almost exclusively in the hygroscopic and peripheral area (crust). Thus, conducting frying process at varying temperatures is recommended and can reduce by at least 50% the acrylamide content. The varietal selection and the ripeness degree of plantain are more flexible ways to control upstream the levels of acrylamide in the final product. Immersion pretreatments were also effective to reduce significantly acrylamide. However, the formulation of antioxidant molecules did not appear to have reduction effect

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Fey, Pauline Héloise Aline. "Transferts de matière organique et fonctionnement des réseaux trophiques côtiers aux îles Marquises." Thesis, Nouvelle Calédonie, 2019. https://hal-unc.archives-ouvertes.fr/tel-03180365/document.

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Abstract:

L’archipel des Marquises se distingue de l’ensemble polynésien par de nombreuses particularités environnementales et écologiques. Ses eaux riches en éléments nutritifs semblent favorables au maintien d’une production primaire phytoplanctonique élevée. La structuration corallienne atypique des îles marquisiennes, associée à cette production primaire élevée, laissent présager des relations trophiques particulières.Dans le système, le phytoplancton représente une source de matière organique importante, supportée par le macrophytobenthos. Les sources de MO d’origine terrestre n’ayant que peu d’influence. Malgré la dominance du phytoplancton dans les réservoirs de MO (MOP et MOS), les macroalgues semblent contribuer majoritairement au fonctionnement du réseau trophique, suggérant un couplage benthique-pélagique dans l’apport de MO dans le réseau trophique. Les producteurs primaires marins de cette étude présentent des signatures isotopiques en δ15N nettement supérieures à d’autres régions du Pacifique Sud. Ces valeurs isotopiques élevées, identifiées également chez les consommateurs, présentent des variabilités saisonnières traduisant probablement des variations dans les apports en éléments nutritifs. Ces variations pourraient être le reflet de l’intensification des processus hydrodynamiques en saison fraîche, favorisant une remontée d’éléments nutritifs dans les eaux de surface. Toutefois, bien que les réseaux trophiques marquisiens présentent des signatures isotopiques en azote élevées et des contributions importantes du phytoplancton, la structure et le fonctionnement des communautés restent similaires à ce qui est observés pour d’autres écosystèmes coralliens
The Marquesas archipelago is distinguished from the Polynesian group by many environmental and ecological peculiarities. The hydrodynamic conditions seem to generate local nutrient enrichment process, which contrast with oligotrophic conditions usually encountered around the coral ecosystems. These rich waters seem to favor a high phytoplankton primary production. The Marquesas Islands atypical coral structure, associated with high primary production, suggests particular trophic relationships. In the system, phytoplankton is an important organic matter source, with high nutritional quality, supported by macrophytobenthos. Terrestrial OM sources have only a little influence. Despite the dominance of phytoplankton in OM pools (POM and SOM), macroalgae seem to contribute mainly to the food web functioning, with the support of phytoplankton, especially during phytoplankton bloom (cold season). These observations suggest a benthic-pelagic coupling in OM supply in the food web. The marine primary producers have significantly higher δ15N isotopic signatures than in other parts of the South Pacific. These high isotopic values are also identified for consumers and show seasonal variability, probably reflecting variations in nutrient intakes available to primary producers. These variations would reflect the hydrodynamic processes intensification during the cold season, highlighted in other studies, allowing a rise in nutrients in surface water.However, although Marquesan food webs have high nitrogen isotopic signatures and significant contributions from phytoplankton, the structure and functioning of communities remains similar for other coral ecosystems observed

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Dardour, Houda. "Étude des machines frigorifiques à absorption et à absorption-diffusion utilisant un mélange d'alcanes : étude systémique et modélisation rigoureuse de l'absorbeur." Thesis, Pau, 2012. http://www.theses.fr/2012PAUU3013/document.

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Abstract:

Le présent travail est consacré en premier lieu à l'investigation des limites de fonctionnement et de performances des machines frigorifiques à absorption et absorption-diffusion utilisant des mélanges d'alcanes comme fluides de travail et l'analyse en second lieu du processus d'absorption le long d'un absorbeur à film tombant en présence d'un gaz inerte. Dans le cas d'un refroidissement à l’eau les meilleures performances réalisées sont celles d'une machine utilisant le binaire C₃H₈/n-C₉H₂₀ avec un COP de l'ordre de 0.51 dans l'intervalle de la température de la chaleur motrice [110-125℃]. Une machine à absorption-diffusion utilisant ce même mélange en combinaison avec l’hydrogène permet de réaliser un COP de l'ordre de 0.44 pour une température de la chaleur motrice ne dépassant pas 120℃. Une étude approfondie est par suite menée sur l’absorption en présence d’un gaz inerte. Les résultats des l’étude ont montré entre autres que les deux résistances aux transferts de chaleur et de matière sont toutes les deux prédominantes en phase vapeur et ont révélé un taux d'absorption de l'ordre de 34% à travers une surface d'échange de 0.15m². Pour évaluer la réponse du système aux variations de ses principaux paramètres caractéristiques une étude paramétrique a été menée. Cette étude a permis d'appréhender le comportement complexe du processus d'absorption en présence d'un gaz inerte
This work is aimed primarily to investigate the feasibility limits and the performance of absorption and absorption-diffusion cooling machines using light alkane mixture as working pairs and secondarily to analyze the absorption process along a falling film absorber in the presence of an inert gas. It is shown that in the case of water cooling the best performances are those of an absorption machine using the C₃H₈/n-C₉H₂₀ binary mixture with a COP of about 0.51 in the heat driving temperature range 110-125℃. A COP of about 0.44 is attained with an absorption-diffusion cooling machine using the same mixture in combination with hydrogen with a heat driving temperature of 120℃. A detailed study of the absorption process with the C₃H₈/n-C₉H₂₀ pair and hydrogen as inert gas is conducted. The study results show that the heat and the mass transfer resistances are both prevalent in the vapor phase. An absorption rate of about 34% through an exchange surface of 0.15m² is calculated. A parametric study is carried out to evaluate the system response to the changes of its main characteristic parameters. This study allows a better understanding of the complex behavior of the absorption process in the presence of an inert gas

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Del, Pozo Mariano. "Transfert de matière et de chaleur particule-liquide en lit fluidise gaz liquide-solide." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1992. http://www.theses.fr/1992INPL044N.

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Abstract:

On étudié les transferts de matière et de chaleur liquide-solide ainsi que le transfert de matière gaz-liquide dans des réacteurs à lit fluidisé gaz-liquide-solide de billes de verre de 3 et 5 mm. L'étude du transfert local de matière liquide-solide utilise la réduction électrochimique de l'oxygène dissous; elle met en évidence l'influence du nombre de points de contact entre billes et le rôle de chaque phase dans le transfert. L'étude du transfert particule-lit fait appel a une technique originale et met en évidence les limites des analogies classiques entre les transferts de matière et de chaleur. Les résultats de ces études sont interprétés à l'aide d'un modèle film-pénétration à renouvellement d'interface. On propose une technique d'étude de la fréquence des collisions entre particules. Cette technique met en évidence la différence de comportement entre une électrode fixe et une électrode mobile. Le coefficient volumétrique d'absorption est mesuré à l'aide d'une variante de la technique classique de désorption dans l'azote. L'ensemble des résultats obtenus met en lumière l'influence considérable que peut avoir un angle d'inclinaison, même minime, de la colonne par rapport à la verticale sur les caractéristiques hydrodynamiques et de transfert

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Pouliot, Kathleen. "Détermination du coefficient de transfert de matière en fermentations liquide et solide." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 1999. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk1/tape8/PQDD_0011/MQ41994.pdf.

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Drelich, Audrey. "Emulsions formulées avec des particules de silice : caractérisation, stabilité, transfert de matière." Compiègne, 2009. http://www.theses.fr/2009COMP1821.

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Abstract:

Le thème de ce projet de thèse est la formulation et la caractérisation d'émulsions préparées uniquement avec des particules de silice pyrogénique, sans émulsifiant tensioactif. L'objectif de ces travaux est de comprendre le rôle des particules sur la structure des émulsions. Différentes techniques telles que la microscopie optique, la calorimétrie, la tensiométrie et la rhéologie ont été utilisées pour caractériser les émulsions étudiées. Une première étude consacrée à la formulation a montré la possibilité de préparer des émulsions simples (e/h et h/e) et complexes (multiple et mixte) seulement avec des particules de silice, et a permis d'évaluer l'influence de paramètres de formulation tels que le degré d'hydrophobicité des particules, la quantité de particule utilisée et l'énergie d'émulsification mise en jeu afin d'établir des règles de formulation relatives à nos systèmes. Une deuxième étude dédiée à la stabilité des émulsions e/h a permis de déterminer les mécanismes de stabilisation des ces émulsions par formation d'un réseau 3D de particules en phase continue et d'une barrière stérique de particules autour des gouttes, mais également la possibilité de déstabiliser ces émulsions par destruction du réseau 3D de particules par ajout d'un tensioactif. La troisième partie consacrée au transfert de matière au sein des émulsions mixtes h/e a permis de développer une méthodologie d'analyse à partir de la formulation d'une émulsion de référence préparée uniquement avec des particules et a abouti à la modélisation des cinétiques de transfert et du mécanisme de transport par solubilisation-diffusion en présence de molécules tensioactives au sein de ces sytèmes émulsionnés
This topic of this dissertation is the formulation and characterization of emulsions prepared with solid particles only, without any added emulsifier. The objective of this work is to understand the role of the particles on the emulsion structure and stability. Different techniques such as granulometry, calorimetry, tensiometry and rheology were used to characterize emulsions. A first part, dedicated to formulation, shows the possibility to formulated simple (w/o and o/w) and complex (multiple and mixed) emulsions solely with silica particles. The influence of parameters such as the hydrophobicity of the particles, the amount particles used and the energy required for emulsification, was analysed in order to establish formulation rules related to our systems. A second part, devoted to w/o emulsion stability, allowed to better understand the mechanism of emulsion stabilization by the formation of a 3D network of particles in the continuous phase and a steric barrier of particles around droplets. It also shows the possibility to destabilize these emulsions by destruction of the 3D network of particles by addition of surface-active molecules. A third part, dedicated to mass tranfer observed between droplets of different composition (mixed o/w emulsions), allowed to develop a methodology based on the formulation of referential emulsions prepared withe particles only. It resulted into the modelling of transfer kinetics and evidenced a mechanism of transport by solubilisation-diffusion in presence of micelles in emulsified systems

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Benghalem, Abderrazak. "Transfert de matière dans des matériaux polymériques solides avec diverses applications pharmaceutiques." Lyon 1, 1994. http://www.theses.fr/1994LYO10321.

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Abstract:

Les travaux de notre recherche comportent deux parties. La premiere presente une etude sur le transfert, et la mesure de la diffusivite, d'un antibiotique dans les nodules de certaines maladies cardiaques. Cette etude revet un interet certain du fait qu'elle ouvre une voie vers la determination de la diffusivite d'un antibiotique dans des vegetations spheriques ; ceci aide a mieux comprendre le mecanisme du transfert de l'antibiotique au niveau des endocardites microbiennes. Dans la deuxieme partie nous avons aborde le probleme difficile, et jusqu'a present peu etudie, de la diffusion accompagnee d'un changement des dimensions du materiau support, car ce probleme est d'importance pour les applications industrielles. Sur le plan theorique, lorsqu'on tient compte du changement de volume associe a la diffusion, la deuxieme loi de fick n'est plus valable. Dans le cas d'un transfert radial spherique, de nouvelles equations ont ete etablies qui remplacent la deuxieme loi de fick. Celle-ci devient un cas particulier de cette loi plus generale. Nous avons applique cette nouvelle theorie pour etudier divers cas d'absorption-desorption dans une sph-re

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Pontalier, Pierre-Yves. "Identification et modélisation au transfert de matière dans des membranes de nanofiltration." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1996. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/INPL_T_1996_PONTALIER_P_Y.pdf.

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Abstract:

Les membranes de nanofiltration sont caractérisées par leurs propriétés de séparation soit de molécules organique de bas poids moléculaire et des sels, soit des sels de valence différentes. Leur capacité de fractionnement est de plus en plus utilisée dans le traitement de l'eau ou le traitement d'effluents polluants d'origine industriel mais aussi dans la concentration de molécules biologiques à haute valeur ajoutée comme les antibiotiques. L’apparition trop récente de ces membranes n'a pas permis de comprendre les mécanismes impliqués lors de la ségrégation. Nous avons réalisé l'étude des propriétés de séparation de trois membranes de seuil de coupure de 100, 200 et 400 Daltons, dans une large gamme de conditions hydrodynamiques et physico-chimiques. Les résultats nous ont montrés que les molécules sont retenues en deux temps. Les particules de grande taille ou fortement chargées sont retenues à la surface de la membrane par effet tamis ou interaction électrostatiques. Les molécules de petite taille et faiblement chargées pénètrent dans les pores de la membrane. Le transfert de ces molécules dépend alors de la force d'entrainement hydrodynamique et des forces de surface (électrostatique, friction, viscosité, hydratation). Les forces de surface ne sont pas négligeables car la taille des pores est très faible ce qui implique que les molécules sont toujours proche de la paroi. Les résultats expérimentaux ont servi de base à l'élaboration d'un modèle qui prend en compte toute ces hypothèses. Le bilan de force s'exerçant sur les molécules de solvant et de soluté aboutit à une équation différentielle complexe résolue par la méthode de collocation orthogonale. La procédure rédigée en Fortran 77 est implantée sur station Sun. Les résultats obtenus montrent que le modèle décrit correctement les hypothèses émises et les résultats expérimentaux obtenus avec des solutions simples ou binaires

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Rollet, Véronique. "Transfert de matière en pervaporation application à la deshydratation de mélanges complexes." Compiègne, 2000. http://www.theses.fr/2000COMP1319.

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Abstract:

L'objectif de notre étude est la compréhension des lois régissant le transfert de matière en pervaporation, en vue du dimensionnement d'un procédé pour la déshydratation de mélanges complexes : mélanges Fusel, Léger et eau-isopropano1-sel. Dans un premier temps, une étude sur le mécanisme de la pervaporation du mélange eau éthanol a été effectuée avec de nouvelles membranes synthétisées en PVA-PAA (90- l 0,). Lors de l'étude de l'équilibre de sorption, une synergie de sorption de l'éthanol induite par l'eau, a été quantifiée. Des modèles de solution-diffusion ont été testés pour le calcul du transfert de matière : les modèles du composé clé, du volume libre total et le modèle à six paramètres ont été utilisés pour prédire les flux d'eau et d'éthanol à pression aval variable. L'existence d'une couche limite à l'interface amont de la membrane engendre des phénomènes de polarisation de température et de concentration. Ces phénomènes limitant le transfert pervaporatif ont été mis cil évidence de façon indépendante à l'aide d'une cellule de laboratoire. Les transferts de chaleur et de matière en pu être décrits par des corrélations de type Nusselt et Sherwood. Des essais ont été effectués avec polarisations de température et de concentration simultanées, et la modélisation a permis de prédire les phénomènes observés. Nous avons finalement étudié l'ingénierie de la pervaporation en vue de la déshydratation de mélanges complexes, avec des membranes commerciales GFT. Nous avons déterminé les équations décrivant le transfert pervaporatif de ces mélanges sur des modules de laboratoire et de taille pilote. Le dimensionnement a été effectué en régime isotherme, puis en régime non-isotherme grâce à la nouvelle méthode de calcul que nous avons établie. Une installation couplant la pervaporation et la distillation a été proposée pour la déshydratation de chacun de ces mélanges
The aim of our study is the understanding of laws governing mass transfer in pervaporation. The design of an optimised coupled distillation-pervaporation process able to desydrate multi-component water-alcohol mixtures (Fuser and Light oils and a water-IPA-salt mixture) is the target of this work Water-éthanol binary mixtures are separated by pervaporation through a new synthezised PVA-PAA (90-10) membrane. The sorption of water and ethanol by the membrane are studied experimentally and described by an empirical approach; a synergy of sorption between ethanol and water is observed and modelised. Three different solution-diffusion models are used to describe the mass transfer experiments : the key-component- the total-free-volume- and six-parameter model are studied. The mass transfer parameters are computed from binary pervaporation results at nit downstream pressure. The three theoretical approaches are checked by computing the fluxes when the upstream pressure varies: the predicted fluxes using the TFV- and KC- equations are in agreement with the experimental results. For the six-parameter model, the prediction is less precise. The concentration and temperature polarisation at the upstream liquid-membrane interface are described by Nusselt and Sherwood type correlations winch could predict fairly the experimental fluxes observed when both polarisations occurred simultaneously. Finally, some engineering aspects of pervaporation are studied. A GFT commercial membrane is employed to dehydrate multicomponent water-alcohol mixtures. The mass transfer equations are obtained from lab scale and pilot-scale pervaporation units. A new process simulation method is proposed for multistage, multicomponent pervaporation when each module is modelised as a non-isothermal plug-slow reactor. To optimize the separation a coupled pervaporation-distillation process is simulated

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Dissertations / Theses on the topic 'Transferts de matières'

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