Dissertations / Theses: 'Chlorophénols – Adsorption – Modèles mathématiques'

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Hamdaoui, Oualid. "Contribution à l'étude et à la modélisation des phénomènes d'adsorption-désorption de composés organiques sur charbon actif en grain en l'absence et en présence d'ultrasons." Chambéry, 2004. http://www.theses.fr/2004CHAMS047.

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Abstract:

Ce travail a pour objet d'étudier et de modéliser l'adsorption du phénol et des chlorophycées sur charbon actif en grain et de préciser les possibilités d'utiliser les ultrasons pour la désorption de ces composés organiques dans le but de regeler l'adsorbant. L'étude et la modélisation des cinétiques d'adsorption des composents phénoliques sur charbon actif en grain permettent de dégager plusieurs résultats sur les mécanismes d'adsorption. Les deux étapes limitantes sont le transfert à travers le film externe et la diffusion intraparticulaire. La modélisation des équilibres isothermes d'adsorption montre que l'adsorption est en monocouche et s'effectue de façon plutôt localisée, les sites déjà occupés n'autorisent pas la fixation d'autres molécules d'adsorbat, les molécules phénoliques adsorbées se repoussent et il n'y a donc pas d'association entre elles et l'adsorption s'effectue sur des sites energétiquement différents. Les effets des ultrasons de différentes fréquences et intensités sur les processus d'adsorption-désorption du 4-chlorophenol sur charbon actif en grain ont été étudiés et discutés. Les capacités d'adsorption obtenues en présence d'ultrasons sont inférieures à celles observées en l'absence du champ ultrasonore et elles sont inversement proportionnelles à l'intensité des ultrasons. La comparaison des courbes cinétiques montre que la vitesse d'adsorption du 4-chlorophenol est plus élevée en présence d'ultrasons. La désorption du 4-chlorophenol de la surface du charbon actif en grain a été étudiée en l'absence et en présence d'ultrasons de différentes fréquences et puissances. Les vitesses de désorption obtenues en présence du champ ultrasonore sont largement supérieures à celles observées en l'absence d'ultrasons. La quantité de 4-chlorophenol désormais augmente avec l'intensité. L'addition de Noah et/ou d'Ethanol au système entraîne un accroissement de la quantité de 4-chlorophenol désormais, spécialement en présence d'ultrasons. L'influence des ultrasons sur la désorption consiste en leurs effets thermique et non-thermique. Les méthodes sonochimique et sonophotochimique de régénération du charbon actif sature en composé phénolique sont des techniques très prometteuses qui permettent simultanément de minéraliser le composé organique et de regeler le charbon actif
The aim of this work is to study and model the adsorption of phenol and chlorophenols onto granular activated carbon and to specify the feasibility of using ultrasound to enhance the desorption of these organic compounds from the adsorbent. The study and modeling of the adsorption kinetics of phenolic compounds on activated carbon show that the two limiting stages of adsorption are the transport through the boundary layer and intraparticle diffusion. Isotherm modeling reveals that adsorption is in monolayer and it is carried out in definite and localised sites, the already occupied sites do not authorize the fixation of other molecules of adsorbate, the adsorbed phenolic molecules are pushed back and thus there is no association between them and the adsorption is carried out on energitecly different sites. The effects of ultrasound of various frequencies and intensities on adsorption-desorption processes of 4-chlorophenol on granular activated carbon were studied and discussed. Adsorption capacities obtained in the presence of ultrasound are lower than that observed in the absence of the ultrasonic field and they are inversely proportional to ultrasound intensity. Comparison of kinetic curves shows that the adsorption rate of 4-chlorophenol is higher in the presence of ultrasound. The desorption of 4-chlorophenol from the granular activated carbon surface was studied in the absence and presence of ultrasound of various frequencies and powers. The desorption rates obtained in the presence of ultrasonic field are largely higher than those observed in the absence of ultrasound. The amount of 4-chlorophenol desorbed increases with the intensity of ultrasound. Addition of naoh and/or ethanol to the system involves an increase of the amount of 4-chlorophenol desorbed, especially in the presence of ultrasound. The influence of ultrasound on desorption consists of their thermal and non-thermal effects. Sonochemical and sonophotochemical methods of regeneration of the activated carbon saturated with phenolic compound are very promising techniques which simultaneously lead to mineralize the organic compound and to regenerate the activated carbon. These techniques do not modify the specific surface and the adsorption capacity of the activated carbon after several cycles of adsorption-regeneration

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Popescu, R̆azvan Ștefan. "Modélisation du comportement des filtres en charbon actif utilisés pour l'épuration de l'air intérieur." La Rochelle, 2008. http://www.theses.fr/2008LAROS238.

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Abstract:

L'épuration par adsorption offre des possibilités intéressantes qui n'ont pas été optimisées, exploitées, voire même simplement explorées. Les systèmes des filtres en charbon actif modélises prennent en compte des mélanges des polluants en faible concentration et composition variable dans le temps, température et humidité fluctuantes, spécificités qui remettent pourtant en cause le principe de fonctionnement comme les règles de dimensionnement ou de maintenance afférentes a ces systèmes. La première partie de la thèse constitue une synthèse bibliographique des phénomènes physico-chimique qui interviennent dans le processus de filtration par adsorption. La deuxième partie présente les modèles développés dans l'environnement Matlab/Simulink sur la base de cette analyse phénoménologique et des hypothèses simplificatrices qui peuvent être faites dans le contexte particulier du traitement de l'air intérieur. Premièrement ont été considères des conditions d'air sec et isotherme et âpres ont a intègre les effets sur la dynamique d'adsorption des variations de température et d'humidité. Enfin la dernière partie présente les simulations qui ont été réalisés avec les modèles développés. Les modèles mono et multi-composes considérant des conditions isothermes et sèches ont été compares avec les donnes expérimentales pour les 6 polluants mesures a Ecole des Mines d'Ales. Le cas d'humidité a été traite séparément en faisant une comparaison des deux modèles développés. Pour terminer, les dernières simulations ont été axées sur la caractérisation du potentiel d'amélioration de la qualité de l'air par l'utilisation des filtres en charbon actif
Indoor air cleaning by adsorption offers interesting solutions which haven’t been optimized, exploited and not even explored. The models of activated carbon filter systems take into consideration the mixture of several pollutants characterized by low concentrations, variable composition in time, temperature and humidity. All these properties are determining the operating criteria like the designing or endurance of those systems. The first part of the paper presents a synthesized biographical study upon the chemical and physical phenomenon which are typical for the filtration processes by adsorption. The second part presents the models developed in Matlab/Simulink software by taking into account the simplified hypothesis applied for the particularities of indoor air cleaning. First isothermal and dry conditions were modeled and then the effects of humidity and temperature influence. Finally the last part describes the simulations realized with the developed models. Mono and multi compound models for dry and isothermal conditions were compared with the experimental data for 6 pollutants measured at Ecole des Mines d’Ales. The influence of humidity was studied separately making a comparison between two models proposed in the present paper. In the end the last simulations show the potential of activated carbon filters to improve the indoor air quality

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Roussel, Thomas. "Étude expérimentale et modélisation de la propagation d'une onde de concentration alcaline issue d'une matrice cimentière à travers l'argilite du site du Laboratoire Meuse Haute-Marne." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2001. http://www.theses.fr/2001INPL578N.

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Abstract:

Nous avons étudié le passage d'une onde alcaline issue d'une matrice cimentière à tràvers l'argilite (à une profondeur de -480m) du Laboratoire Meuse Haute-Marne composée principalement de quartz, micas, calcite et d'un interstratifié I/S. Une technique dynamique en colonne a été utilisée pour caractériser les diverses interactions entre le fluide alcalin et le milieu argileux. Cette technique repose sur un couplage entre l'étude des courbes de percée des différents ions du système et une caractérisation du solide extrait des colonnes. Cette méthodologie nous a permis de caractériser deux types de phénomènes ayant des temps caractéristiques de réaction très différents: Des réactions de surface rapides: nous avons caractérisé des réactions d'adsorption de cations par ionisation de sites sur l'argilite qui sont à l'origine de l'effet tampon des argiles. Par ailleurs nous avons mis en évidence une réaction originale de condensation d'un composé calcique dans l'interfoliaire des argiles gonflantes. Tous ces processus ont été modélisés et leur simulation à l'aide du code de calcul IMPACT montre que l'on obtient un modèle très satisfaisant. Des processus de dissolution/précipitation fortement limités cinétiquement : Nous avons mis en évidence la dissolution principalement du quartz et de l'interstratifié I/S et la précipitation de phases secondaires type C(A)SH et zéolithes. Après le passage du fluide alcalin à une température de 60ʿC pendant 6 mois, le matériau est largement amorphisé mais seulement 20 à 30% du quartz et de l'interstratifié I/S est dissous. Enfin à partir de l'ensemble des expériences nous avons déterminé les cinétiques de dissolution des phases primaires ainsi que les produits de solubilité des principales phases secondaires.

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Hurel, Charlotte. "Rétention d'éléments trace sur une bentonite : étude expérimentale et modélisation." Nice, 2002. http://www.theses.fr/2002NICE5801.

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Abstract:

Le stockage des déchets radioactifs en formation géologique est envisagé en France. L’altération des déchets peut mobiliser le polluant, qui pourrait alors migrer vers la géosphère. Des argiles sont envisageables comme barrière anti-pollution étant donnée leur faible perméabilité et leur forte capacité de rétention. Un modèle thermodynamique de complexation de surface basé sur le principe d’additivité est proposé pour prédire le comportement des polluants au contact des argiles. Ce principe permet une détermination indépendante de chaque paramètre du modèle, et limite l’ajustement de données corrélées entre elles. Il permet alors l’établissement d’une base de données d’adsorption associée au solide. Les prédictions obtenues sont en bon accord avec les données expérimentales, ce qui offre des perspectives encourageantes quant à l’utilisation de ce modèle en performance assessment
Radioactive waste storage in deep underground is studied in France. The alteration of the radioactive waste can mobilise the elements which can migrate to the geosphere. Clays (bentonite) are investigated as major materials constituting the barriers because of their low permeability and high retention capacity. A thermodynamic surface complexation model, based on the site additivity principle was investigated, in order to predict the adsorption behaviour of pollutants in contact with clay. The principle allows an independent determination of each parameter of the model, limiting the fitting procedure of correlated data, and it allows the use of an adsorption thermodynamic database for a solid. The predictions obtained were un good accordance with experimental data. The model could then be applied successfully in performance assessment

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Abiven, David. "Asorption de pesticides sur charbon actif : acquisition et étude des paramètres d'équilibre et de cinétique. Mise en oeuvre du lit fluidisé en continu." Rennes 1, 2002. http://www.theses.fr/2002REN10044.

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Abstract:

Ce travail de recherche porte sur la caractérisation des paramètres qui régissent l'adsorption de pesticides en eau naturelle sur charbon actif en lit fluidisé. Les performances d'un tel procédé dépendent des paramètres d'équilibre et de cinétique des pesticides ainsi que des molécules compétitrices de la matrice organique naturelle (MON), des conditions de fluidisation (masse et granulométrie du charbon, vitesse superficielle du fluide), du taux de renouvellement du charbon et de la variation de la teneur en pesticides de l'alimentation. Six pesticides et deux charbons ont été sélectionnés pour la réalisation des isothermes d'équilibre et des cinétiques d'adsorption en eau pure et en eau naturelle. L'influence de la granulométrie a tout particulièrement été étudiée. Les essais en lit fluidisé à long terme avec renouvellement de charbon ont fourni des renseignements relatifs au chargement du charbon au cours du temps. Un modèle a été proposé pour accéder à l'évolution de la charge du lit avec renouvellement.

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Madrau, Stéphane. "Caractérisation des adsorbants pour la purification de l'hydrogène par adsorption modulée en pression." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1999. http://www.theses.fr/1999INPL136N.

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Abstract:

Les procédés d'adsorption modulée en pression (AMP, ou Pressure Swing Adsorption- PSA en anglais) sont des procédés de purification de gaz qui jouent sur la différence de capacité d'adsorption d'un solide en fonction de la pression. L'évaluation des performances d'un adsorbant dans un tel procédé passe en général par la construction d'un pilote du procédé et par la qualification des différents adsorbants de manière expérimentale. Cette méthode est lourde et nécessite un investissement non négligeable. D'autres méthodes existent, par simulation du procédé par exemple. Cependant, la simulation de tous les paramètres entrant en jeu dans un PSA est délicate, car la modélisation et la restitution correcte des différents phénomènes en compétition n'est pas triviale. La mise au point et la validation d'une méthode simplifiée, au moins dans le cas du PSA hydrogène, est donc d'une grande utilité. Notre travail, tant expérimental que numérique, montre que le développement d'un modèle de simulation d'un PSA en parallèle avec l'expérimentation permet d'atteindre un bon niveau de représentation du procédé. De plus, l'évaluation des performances d'un adsorbant par une méthode simplifiée de mesure des capacités dynamiques du solide lors de cycles d'adsorption désorption successifs est en accord avec les performances de cet adsorbant dans un PSA simulé. L'avantage de cette méthode est que la représentation numérique des cycles permet d'atteindre des paramètres difficilement accessibles par l'expérimentation seule
Pressure Swing Adsorption (PSA) is a gas separation and purification process. It is based on the difference of adsorption capacity of a porous medium under different pressures. The performance determination of a specific adsorbent in such a process is a difficult problem, commonly solved by building a scaled-down process and by evaluating the adsorbent by experiments. This method requires time and is generally expensive. An other approach for evaluating the solid is purely numeric simulation. But the simulation of a complete PSA system is difficult, because of the large number of physical parameters and phenomena involved. A simple evaluation method would therefore be useful, at [east in the case of Hydrogen purification by PSA. This work is composed of both experimental and numeric studies, and shows that developing a simplified PSA model in parallel with some experiments can provide a good level of representation of the process. Evaluation of adsorbent performance with a simplified method consists in the determination of the dynamic working capacity of the solid in successive adsorption and desorption steps in cycles. The results of this method are in good agreement with the results of a complete simulated PSA. It also has the advantage of being less CPU-intensive and of giving results about parameters that are difficult to obtain by experience only

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Ma, Qiang. "Etude sur le transport d'énergie thermique à bas niveau à longues distances par procédé d'absorption ammoniac-eau." Chambéry, 2009. http://www.theses.fr/2009CHAMS016.

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Abstract:

Dans cette thèse, l'objectif est d'évaluer les potentialités et les performances à attendre des procédés d'absorption de l'ammoniac et l'eau pour réaliser un transport de froid et /ou de chaleur sur long distance. Tout d'abord, il convient de présenter les systèmes déjà employés pour le transport d'énergie thermique à longue distance et comprendre leurs limites. Après cet état de l'art, le modèle mathématique d'absorption de l'ammoniac et l'eau est présenté. Les analyses des performances de transport de chaleur et de froid à longue distance avec tels systèmes sont détaillés. Les températures de fonctionnement et les rendements énergétiques attendus sont présentés. L'impact du transport des fluides sur les performances du procédé est étudié. Le coût du transport au niveau est évalué. Nouveaux cycles d'absorption sont envisagés pour la revalorisation de rejets thermiques basse température. Ensuite, un prototype de petite taille est installé pour vérifier expérimentalement la faisabilité thermodynamique. Pour compléter cette étude, l'analyse économique est réalisée
In this thesis, the object is to evaluate the potentials and the performances of the ammonia-water absorption processes in the transportation of low-grade thermal energy over long distance. First of all, it contains the already employed systems for the transportation of low-grade thermal energy over long distance and understands their limitations. After this state-of-the-art introduction, the mathematical model of the ammonia-water absorption system is presented. The analysis of the performance of the transportation of low-grade thermal energy over long distance with this kind of systems is detailed. The output temperatures ranges are presented. The impact of the transportation process on the performance is studied. The investment cost of the transportation pipes was evaluated. Novel ammonia-water absorption cycles are proposed for the revalorization of the low-grade thermal energy. And then, a small-scale prototype is installed to experimentally verifier the thermodynamic feasibility. In order to complete the study, the economical analysis is realized

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Tetelin, Angélique. "Caractérisation et modélisation de la réponse transitoire d'un capteur d'humidité à couche sensible polymère." Bordeaux 1, 2003. http://www.theses.fr/2003BOR16016.

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Abstract:

Ce travail porte sur la caractérisation et la modélisation de la réponse transitoire d'un capteur d'humidité capacitif dont la couche sensible est constituée d'un film polymère dérivé du benzocyclobutène (BCB). L'étude de la structure du capteur et des mécanismes physico-chimiques d'absorption de vapeurs dans les polymères a permis de construire des modèles analytiques physiques et comportementaux de la réponse du capteur, validés expérimentalement et par simulation numérique. Ces modèles ont été utilisés pour la simulation prédictive de la réponse du capteur dans un contexte médical : l'analyse du souffle humain. Ils ont permis d'élaborer des stratégies d'optimisation du temps de réponse. Ces modèles ont aussi été appliqués à la simulation prédictive de l'herméticité des micro-boîtiers d'encapsulation des MEMS
This work presents the characterization and modelling of the transient response of a capacitive humidity sensor. The sensitive layer of the sensor consists in a benzocyclobutene (BCB) polymer film. Analytical physical and behavioural models of the sensor were developed on the basis of the theory of sorption and diffusion of gases in polymers, and on the study of the capacitive structure of the sensor. These models were validated by experiments and numerical simulations. They allow the prediction of the transient response of the sensor when exposed to the specific humidity conditions of human breath for medical application. They also provide strategies to shorten the response time of the sensor. Finally, these models were used to predict moisture diffusion in BCB adhesive films for wafer-level MEMS packaging

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Saeung, Somchai. "Contribution à l'étude des machines frigorifiques à adsorption-compression." Nancy 1, 2006. http://docnum.univ-lorraine.fr/prive/SCD_T_2006_0134_SAEUNG.pdf.

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Leinekugel-Le-Cocq, Damien. "Contribution à la modélisation dynamique simplifiée d'un procédé d'adsorption modulée en pression (PSA)." Lyon 1, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/05/09/48/PDF/these.pdf.

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Abstract:

L'un des objectifs de cette étude était de concevoir des modèles de procédé d'adsorption modulée en pression. Pour cela, nous avons développé deux modèles. Le premier modèle s'appuie sur une simplification du modèle de transfert intra-particulaire dans des adsorbants bidisperses. La seconde approche repose sur l'approximation du procédé cyclique par un système continu équivalent. L'autre objectif de ce travail était de concevoir un pilote de procédé d'adsorption modulée en pression, intégralement contrôlé par informatique. Une étude expérimentale a été menée sur ce pilote. Elle porte sur la séparation de mélanges de méthane et de dioxyde de carbone sur une zéolithe 5A. Cette thèse a été financée par le Ministère de la Recherche. Elle a aussi bénéficié de l'aide financière du projet européen GeoPleX (EU-IST-2001-34166), et a fait l'objet de plusieurs conventions de collaboration avec l'Institut Français du Pétrole
One of the objectives of this study was to build a model able to predict the transient comportment and to quickly estimate the state of the Pressure Swing Adsorption (P. S. A. ) processes at the cyclic steady state. Computing time problems are still encountered today, whereas a fast and reliable simulator is necessary for the process,optimal dimensioning and even for its control. Two approaches were so adopted. The first one consists in accelerating the simulation of each step of the cycle by simplifying the model of bidispersed pellet of adsorbent. The approach used to simplify the pellet model is close to the one used to establish the traditional model of « Linear Driving Force ». The influence on the model structure of the state variables choice, as well as the influence of space distribution of resistances to the mass transfer in the pellet have been studied. The column global model based on this pellet model led to simulations of breakthrough curves in good agreement with those in the literature. The second approach is based on the approximation of the cyclic process by an equivalent continuous process. The simulator obtained can estimate almost instantly the transient comportment and the cyclic steady state of the system. For kinetic separations, simulations using this model are in good agreement with those obtained using a traditional cyclic model. The other objective of this work was to design a P. S. A. Pilot, entirely controlled by computer, which allows to follow the outlet compositions, as well as temperature profiles in each column. An experimental study has been done on this pilot. It relates to the separation of methane and carbon dioxide mixtures on a zeolite 5A. This study, associated with the experimental results in the literature, validates our first model

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Ouartassi, Bajil. "Etude numérique de la dynamique des transferts couplés au sein d'un milieu poreux." Thesis, Nancy 1, 2009. http://www.theses.fr/2009NAN10039/document.

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Abstract:

Le mémoire constitue un développement de méthodes numériques de résolution d’équations différentielles de bilans et d’optimisation de paramètres appliqué à des problèmes de transferts simultanés de matière et / ou de chaleur au sein d’un milieu poreux naturel, le bois. En dehors d’une présentation générale des méthodes numériques de résolution d’équations différentielles, d’équations aux dérivées partielles et d’optimisation à n paramètres, certaines de ces méthodes sont développées au niveau de deux procédés physico-chimiques étudiés expérimentalement au sein du LERMAB. La première application porte sur la dynamique du transfert isotherme de l’eau lors du séchage du bois dans son domaine hygroscopique. Les modélisations envisagées permettent de montrer que pour certaines essences de bois, les transferts diffusionnels de l’eau en phase gazeuse et en phase adsorbée ne se font pas nécessairement dans des conditions où l’équilibre thermodynamique entre les deux phases est assuré. La deuxième application porte sur la modélisation de la pyrolyse douce d’avivés du bois chauffés par conduction entre deux plaques dont les températures varient entre 150°C et 240°C. Les courbes donnant la température au sein de l’avivé et la perte de masse sont bien représentées à l’aide des modèles cinétiques et de transfert proposés. Toutefois cette application permet de mettre en évidence les limites des méthodes d’optimisation en présence d’un nombre élevé de paramètres à déterminer dont certains sont couplés
This thesis is a development of numerical methods for solving differential equations of balance sheets and optimization settings applied to problems of simultaneous transfers of mass and / or heat in a porous medium such as natural wood materiel. Based on the overview of numerical methods for solving differential equations, and partial differential equations for n parameters optimization, some of these methods are developed for two physical and chemical processes and examined for different practical experiments carried out in LERMAB laboratory. The first application focuses on the dynamics of isothermal transfer of water during the wood frying in the hygroscopic field. In this case the proposed modeling can show that for certain wood species, diffusionnels transfers of water in the gas phase and adsorbed phase are not necessarily realized under conditions where thermodynamic equilibrium between the two phases is provided. The second application focuses on modeling the slow pyrolysis of wood spices heated by conduction between two plates which temperatures varies between 150 ° C and 240 ° C. The curves giving the temperature in the heightened and the loss of mass are well represented by the proposed kinetic and transfer models. However, this application allows highlighting the limits of optimization methods in the presence of a large number of parameters to determine some of them are coupled

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Fallou, Hélène. "Adsorption sur des tissus de carbone activé de micropolluants émergents à l'état de traces dans les eaux : Traitements multi-échelles et modélisation." Rennes, Ecole nationale supérieure de chimie, 2015. http://www.theses.fr/2015ENCR0027.

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Abstract:

Aujourd’hui, de nombreuses études ont montré la présence de micropolluants dans les eaux. Ces composés ne sont que partiellement éliminés par les procédés conventionnels de traitement des eaux. Les procédés d’adsorption montrent un potentiel intéressant pour éliminer ces polluants. Dans un premier temps, l’étude des capacités d’adsorption sur des tissus de carbone activé de 9 micropolluants émergents a été effectuée dans des réacteurs fermés agités, afin de déterminer les cinétiques et isothermes d’adsorption dans des conditions proches des conditions environnementales (C0 = 1 μg. L-1 et en présence de matières organiques). Cette première étape a permis de montrer une compétition importante entre les matières organiques et les polluants aux faibles concentrations (réduction des capacités d’adsorption de 30 à 95 % en présence de 2 mgC. L-1 pour des concentrations en soluté de 1 μg. L-1). De plus, les matières organiques diminuent la diffusivité de surface des solutés. Ces paramètres fondamentaux, déterminés à l’échelle du laboratoire sont utilisés pour prédire les courbes de percée obtenues à l’échelle pilote. Une unité de filtration sur des tissus de carbone activé d’une capacité de 50 L. H-1 a été réalisée pour traiter des eaux dopées avec une solution de polluants (C0 = 1 μg. L-1). Cette unité pilote est mise en oeuvre pour étudier l'abattement d'une pollution chronique. Différentes conditions opératoires ont été étudiées telles que la vitesse, l’influence des matières organiques, la nature du matériau. Les capacités d’adsorption sont impactées par le passage en dynamique et le possible développement d’un biofilm à la surface des tissus
Nowadays, several studies have shown the occurrence of emerging pollutants into aquatic compartments. These compounds are not totally removed using conventional treatments. Adsorption processes are promising to remove these undesirable polluants. The first part of our study focuses on the determination of adsorption kinetics and isotherms of 9 compounds, onto activated carbon fiber cloths (ACFC). These experiments were carried out using batch reactors under synthetic and environmental conditions (i. E. Initial concentrations of 1 μg. L-1 and in the presence of natural organic matter). Competitions of adsorption with natural organic matter were especially critical at trace concentrations (decrease between 30 and 95 % of the adsorption capacities at equilibrium concentration of 1 μg. L-1, with 2 mgC. L-1). The competition with the organic matter led to a large decrease of the surface diffusivity. Then, the second part is dedicated to the efficiency of the adsorption process using a fixed-bed of ACFC. Breakthrough curves were experimentally determined and simulated using fundamental parameters obtained from batch-scale experiments. An adsorption pilot, with a flow of 50 L. H-1, was carried out to treat polluted waters (C0 = 1μg. L-1). This pilot is used to study a chronical pollution removal. Various operating conditions were tested and their influence was evaluated: the type of water (tap water, surface water with different contents of natural organic matter), the velocity of the liquid phase through the filter, and the type of ACFC. Adsorption capacities are impacted by the dynamic conditions and the potential development of a biofilm on the surface of material

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Bintein, Sylvain. "Optimisation et validation de CHEMFRANCE : un modèle régional de fugacité niveau III appliqué à la France." Metz, 1996. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1996/Bintein.Sylvain.SMZ9630.pdf.

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Abstract:

L'élaboration d'une équation bilinéaire reliant le coefficient de partage n-octanol/eau (log P) à la bioconcentration des molécules organiques chez les poissons a permis de mieux simuler le comportement bioaccumulatif des substances très lipophiles. L'adsorption par les sols et les sédiments des substances ionisées et non-ionisées a pu être modélisée par une équation régressive prenant en compte le log P, le potentiel d'ionisation des molécules, le pourcentage en carbone organique et le pH des substrats. L'intégration de ces deux relations dans CHEMFRANCE a élargi le domaine d'application de ce modèle régional de fugacité niveau III applique à la France. Des études menées sur le lindane et l'atrazine ont démontré le haut potentiel de simulation de CHEMFRANCE pour ces pesticides. Enfin, des analyses comparatives des principales relations structure-bioconcentration et structure-adsorption utilisant le log P comme descripteur moléculaire ont été réalisées afin de tester l'intérêt des modèles que nous proposons
The elaboration of a bilinear relationship between the n-octanol/water partition coefficient (log P) and the accumulation of chemicals in fish allowed to simulate more accurately the bioconcentration potential of very lipophilic molecules. The soil and sediment adsorption of ionized and non-ionized chemicals has been modeled by a regression equation integrating log P, the ionization potential of compounds, the percentage of organic carbon and the pH of the substrates. The incorporation of these two equations in CHEMFRANCE allowed to increase the domain of application of this regional level III fugacity model applied to France. Studies performed on lindane and atrazine underlined the high simulation potential of this model for these pesticides. Last, comparative analyses of structure-bioconcentration and structure-adsorption relationships using log P as molecular descriptor were performed in order to test the usefulness of the models we proposed

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Taghizadeh, Mazandarani Majid. "Etude expérimentale et modélisation de l'absorption réactive non isotherme dans un film laminaire sphérique." Lyon 1, 1998. http://www.theses.fr/1998LYO10128.

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Les rideaux de fluides sont employes pour abattre des rejets accidentels des gaz toxiques ou inflammables. Il implique une absorption gaz-liquide physique ou reactive. Les pulverisations dans le rideau de fluide sont considerees comme un reacteur a l'air libre impliquant une phase gaz (l'air et le nuage toxique) et une phase liquide (l'eau et l'agent chimique adequat) qui sont amenes en contact. Dans ce cas, le dimensionnement de tels systemes suppose la connaissance les parametres physico-chimiques du couple solute/solvant ainsi que la cinetique de la reaction chimique pouvant se produire en phase liquide : ils sont mesures dans des appareils de laboratoire d'hydrodynamique connue. Nous avons reconstruit un tel appareillage experimental mettant en uvre des controles de debits de gaz et des mesures precises de la temperature de surface du film par un pyrometrie infrarouge. Un modele mathematique du systeme non isotherme representant des couplages des effets thermiques, de transfert de matiere et des reactions chimiques a ete developpe ; dans ce modele, la constante de vitesse de reaction et la solubilite dependent de la temperature. La prise en compte de la thermicite de l'absorption reactive ou non a travers un modele est primordiale lorsqu'un changement de temperature va induire des changements importants des parametres physico-chimiques du processus. La methode des collocations orthogonales en element finies a ete utilisee pour resoudre les equations du modele. Ce modele predit les temperatures interfaciales et le flux d'absorption le long de longueur de l'absorbeur. La validation experimentale a ete etablie a travers la mise en uvre de deux systemes gaz-liquide (cocl#2/naoh ; co#2/naoh).

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Dudamel, Wilmer. "Modélisation et simulation de l'influence de la température lors de l'adsorption de micropolluants organiques par du charbon actif dans les eaux naturelles." Rennes 1, 2005. http://www.theses.fr/2005REN1S024.

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Abstract:

Le but de ce travail est la modélisation, intégrant l’effet de la température, des équilibres et des cinétiques d’adsorption compétitive des pesticides avec la matière organique naturelle (MON). Des expériences en corps pur à différentes températures ont permis de sélectionner un modèle d’équilibre adapté. Les équilibres en compétition ont pu être modélisés en utilisant la théorie de la solution adsorbée idéale (IAST) et le principe d’un composé fictif équivalent (EBC) représentant la MON. L’ajustement des simulations, par le modèle de la diffusion de surface homogène (HSDM) en association avec l’IAST, aux cinétiques expérimentales a fourni les coefficients de diffusion superficielle des pesticides et de l’EBC. Diverses corrélations ont permis de relier l’évolution de ces coefficients à la température, à celle de la diffusion moléculaire ou de la constante d’équilibre. Des relations entre leurs paramètres et des caractéristiques, soit du charbon ou du pesticide ont été mises en évidence.

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Hendou, Mouloud. "Contribution à la modélisation des tranferts simultanés lors de l'absorption de gaz tracés par une pulvérisation : application à la dépollution atmosphérique." Toulouse, INPT, 1992. http://www.theses.fr/1992INPT038G.

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Abstract:

L'etude porte sur le transfert simultane de matiere et d'energie, lors de l'absorption des gaz polluants traces dans une tour a pulverisation. Apres avoir fait ressortir le manque de fiabilite des donnees disponibles relatives aux transferts entre un gaz et un liquide pulverise en goutte et dans une premiere etape, un modele numerique prenant compte des phenomenes a incidences majeures est mise en uvre. Il est base sur un couplage des transferts entre phase continue et dispersee par l'intermediaire d'un modele hybride. Dans une seconde etape, un appareil pilote est utilise afin de conforter les resultats du modele a ceux fournis par l'experience. Les cas retenus sont ceux de l'absorption du co#2 ou du so#2 contenus en traces dans l'air par de l'eau pulverisee a l'aide d'une buse industrielle avec evaporation du solvant. Les resultats fournis par le modele sont en accord avec ceux obtenus experimentalement. Les effets respectifs des divers phenomenes, initialement admis comme preponderants s'averent ceux qu'il faut retenir. L'obtention de correlations aisees d'emploi permet de proposer une procedure de dimensionnement de tours a pulverisation fonctionnant aussi bien a co-courant qu'a contre courant

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Clausse, Marc. "ÉTUDE D'UN PROCÉDÉ D'ADSORPTION TSA (Temperature Swing Adsorption)À CHAUFFAGE ET REFROIDISSEMENT INDIRECTS." Phd thesis, Conservatoire national des arts et metiers - CNAM, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00011559.

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Abstract:

Ce travail concerne l'utilisation d'un nouveau procédé TSA (Temperature Swing Adsorption) pour le traitement d'effluents gazeux. Ce nouveau procédé fait appel à un adsorbeur équipé d'un échangeur interne. La phase de chauffage (désorption), est assurée par condensation de vapeur d'eau tandis que lors du refroidissement (adsorption), de l'eau du réseau circule dans l'échangeur. Une étude expérimentale en mono et multiconstituants (CO2 et/ou C2H6) a permis de mettre en évidence l'intérêt d'un chauffage rapide de l'adsorbeur pour obtenir un enrichissement important des produits désorbés. Le comportement local de ce nouvel adsorbeur a été comparé à celui d'un adsorbeur TSA conventionnel au moyen d'un modèle numérique préalablement validé à partir d'expériences. En phase d'adsorption, la température d'alimentation et de la température initiale du lit n'ont que peu d'influence sur les performances du nouvel adsorbeur. En phase de désorption, une température de chauffage élevée aboutit à une diminution de la durée de l'étape, contrairement au cas d'un adsorbeur conventionnel. Grâce à une étude paramétrique effectuée pour des cycles, une plage de conditions opératoires (température de désorption, débits de purge) a été déterminée pour une application spécifique. Enfin, une pré-étude sur la capture de toluène a été réalisée en vue d'évaluer l'utilité de ce procédé pour la capture de composés organiques volatils (COV). Le fort enrichissement (160) obtenu en désorption permet d'augmenter la température de rosée et ainsi de faciliter sa récupération.

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Jolimaitre, Elsa. "Étude et modélisation de l'adsorption et du transfert de matière dans les zéolithes de structure MFI : application à la séparation des hydrocarbures saturés mono et di-branchés." Lyon 1, 1999. http://www.theses.fr/1999LYO10305.

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Abstract:

L'objectif de cette thèse était de concevoir un modèle capable de représenter les courbes de perçages de mélanges d'hydrocarbures mono et di-branches, et de déterminer les paramètres nécessaires aux simulations. Nous avons estime les équilibres thermodynamiques d'adsorption et les coefficients de diffusion de l'isopentane, du 3-méthylpentane et du 2,2-diméthylbutane dans la silicalité, à différentes concentrations et pour des températures comprises entre 150 et 300°C à partir d'expériences en linéaire. L'estimation paramétrique a été effectuée à l'aide d'un modèle conçu et mis au point au cours de cette thèse, sur lequel une étude d'identifiabilité paramétrique a été réalisée. La méthode utilisée peut être appliquée à n'importe quel modèle de lit fixe, a condition que l'hypothèse de linéarité soit respectée. Des courbes de perçages monoconstituants et de mélanges en non linéaire ont ensuite été réalisées avec le 2-méthylpentane, l'isopentane et le 2,2-diméthylbutane, pour une température de 200°C. Les courbes de perçage en monoconstituant nous permis d'estimer à nouveau les équilibres d'adsorption et les diffusivités de chacun des hydrocarbures étudiés. Pour simuler les courbes de perçages des mélanges, tous ces paramètres ont enfin été injectés dans un modèle non linéaire (isotherme) du lit fixe, préalablement mis au point et valide. A l'aide des simulations, nous avons teste l'influence de plusieurs facteurs sur les courbes de sortie : la variation de la vitesse dans le lit, la précision de l'équilibre d'adsorption, les différents modes de représentation de la diffusion dans les cristaux. De manière générale, les simulations représentent bien les courbes de perçage expérimentales, avec pour exceptions notables la courbe de perçage du mélange isopentane-2,2-diméthylbutane, pour laquelle le temps de perçage prévu par la simulation est très inferieur au temps de perçage expérimental.

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Ruiz, Thierry. "Eléments de modélisation et contribution expérimentale à l'étude du transport réactif dans un sol non saturé." Montpellier 2, 1998. http://www.theses.fr/1998MON20134.

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Abstract:

On presente une modelisation mathematique d'un sol non sature siege de transferts de matiere en phase liquide et gazeuse, de changement de phase et de reactions chimiques. A partir de l'analyse de la source d'entropie par la thermodynamique des processus irreversibles lineaire, on etablit les relations phenomenologiques des phenomenes mis en jeu. Une etude approfondie des mecanismes de transport d'une solution idealement diluee conduit a preciser l'expression des potentiels de transport impliques dans la filtration de la phase liquide et les diffusions du solvant et des solutes. La demarche conduit a la definition d'un coefficient de reflexion, compris entre 0 et 1, fonction des caracteristiques de transport du milieu, qui pondere le potentiel osmotique dans la loi de transport du solvant. On etablit une relation phenomenologique de changement de phase d'un liquide pur dans un sol. Cette loi apparait comme une description macroscopique de l'ensemble des phenomenes micro-locaux qui participent au retour a l'equilibre. Cette relation est verifiee dans le cas de la volatilisation de l'eau et de l'heptane dans un sable limoneux argileux, pour des sollicitations qui n'eloignent pas trop ce systeme de l'equilibre. La variation du coefficient phenomenologique en fonction de la teneur en liquide renseigne sur l'etat du liquide dans le sol. Une etude experimentale du sechage naturel d'une couche de sol non sature par le l'eau ou de l'heptane est presentee.

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Naghi, Fadi El. "Contribution à l'étude de la pollution par micropolluants (atrazine, benzène) de la nappe de la craie dans le nord de la France : évaluation du risque de pollution des captages d'eau potable d'Étaples et de Blendecques (Pas de Calais)." Lille 1, 2006. https://pepite-depot.univ-lille.fr/RESTREINT/Th_Num/2006/50376_2006_276.pdf.

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Abstract:

En France, les concentrations en atrazine, herbicide azoté interdit depuis 2003, ainsi que celles de ses molécules filles, présentent un risque de dépassement du seuil de potabilité des eaux. Ce dernier a été fixé à 0. 1 µg/l pour les molécules mesurées seules et 0. 5,µg/l en association avec les autres pesticides. Le risque lié à ces molécules qui peuvent être d'origine agricole et/ou urbaine, est du aux manques des données expérimentales, de maîtrise des mécanismes de migration et de transformations de ces molécules dans le sol. Les recherches réalisées dans ce travail nous ont permis de répondre à plusieurs points sur : ·les phénomènes les plus importants, marquants le comportement de l'atrazine et de ses molécules filles dans le sol ; ·les limites des modèles existants pour la modélisation de l'atrazine, et les difficultés affrontées quant à la mise en place de modélisation de ce type de molécules ; ·la vitesse de migration de cette molécule dans la zone non saturée ; ·la mise en évidence par voie numérique de certaines notions qui ont permis de représenter un premier bilan approximatif de l'état des lieux de la contamination en atrazine d'un site par simulation ; ·la préparation de la base d'un nouveau module en cours de développement prévue pour modéliser l 'atrazine dans l'outil WATERMODEL. Dans un premier temps, une bibliographie détaillée a été réalisée sur ces molécules, leurs comportements dans le sol et le sous-sol, et les phénoménes entrant en jeu dans leurs transformations. On a procédé ensuite à la mise en évidence de l'adsorption de cette molécule par la matière organique dans les premières dizaines de centimètres du sol en utilisant les outils PESTIFLUX et PESTAN. Dans le but de répondre aux contradictions des résultats obtenus, notamment la persistance de cette molécule dans la nappe 3 ans après l'interdiction de son utilisation en France dans le bassin versant d'Etaples, on a réalisé un modèle à base du Réseau de Neurones Artificielles qui montre l'existence d'un milieu fissuré expliquant la migration rapide de cette molécule vers la nappe
A partir des résultats précédents et les caractéristiques du site d'Etaples qui présente une contamination en atrazine par utilisation plutôt urbaine qu'agricole, on a estimé les quantités probablement utilisées en se basant sur l'avis des experts ainsi que sur la bibliographie. Un modèle du bassin versant d'Etaples a ainsi été créé. En raison des limites du logiciel MODFLOW qui ne traite pas des problèmes de migration des pesticides, une approche inverse des phénomènes a été utilisée. Il parait de cette recherche que les modèles hydrodynamiques de nappe sont insuffisants pour simuler correctement le comportement de l 'atrazine dans son cheminement du sol vers la nappe, puis au sein de la nappe. Par approches numériques mettant en jeu une modélisation par Réseau de Neurones Artificielles (RNA) puis par correction graphique des résultats, on a pu mettre en évidence le phénomène de dégradation d'une grande partie de l'atrazine épandue, puis l'entraÎnement par lessivage en des pomts singuliers d'infiltration. La migration est donc rapide par cheminement dans le réseau de fissures de la craie à l'occasion de saturation temporaire de celui-ci. D'autre part, une étude de vulnérabilité de la nappe de la craie du bassin versant de l'Aa (Audomarois) est proposée pour des pollutions ponctuelles par un micropolluant type hydrocarbure (le Benzène), dans le but d 'aboutir à une optimisation de la protection des captages du SIDEN France et de la communaUlé d 'agglomération de Sain/-Omer à Blendecques

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Besnard, Katia. "Modélisation du transport réactif dans les milieux poreux hétérogènes. Application aux processus d'adsorption cinétique non linéaire." Rennes 1, 2003. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00006040.

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Abstract:

Ce travail s'intéresse à l'impact du couplage hétérogénéité physique du milieu-réactivité chimique sur le transport de contaminants dans les milieux souterrains. L'objectif est d'établir les lois macroscopiques du transport réactif dans les milieux poreux hétérogènes en commençant par les réactions d'adsorption non linéaires et hors équilibre. Nous avons développé un outil numérique modélisant le couplage physico-chimique basé sur une approche Lagrangienne, qui généralise la méthode du suivi de particules pour des solutés réactifs. La phase liquide est discrétisée en paquets d'eau dont la concentration en soluté évolue selon les réactions chimiques qui se produisent lors du trajet dans le milieu. L'effet du couplage transport-cinétique-non linéarité est d'abord étudié en milieu homogène puis en milieu hétérogène. Par ailleurs, une expérimentation en laboratoire a été initiée afin de valider les résultats des simulations numériques et étudier des processus réactifs plus complexes.

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Dargent, Christine. "Contribution à la modélisation de la dispersion de polluants : étude de sillages autour d'obstacles de forme parallélépipédique." Toulouse, INPT, 1996. http://www.theses.fr/1996INPT053H.

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Abstract:

Cette etude est une contribution a la modelisation du phenomene de dispersion de polluants dans la couche limite atmospherique urbaine. La premiere partie est consacree a la presentation de la couche limite atmospherique et des problemes de pollution urbaine. La simulation numerique est abordee dans la deuxieme partie. Une demarche progressive a ete adoptee afin de mettre en evidence certains parametres caracteristiques. L'importance du maillage et des conditions limites a ete etudiee sur des cas d'ecoulements autour de geometries simples. Cela a permis de montrer que, pour limiter la diffusion numerique et les erreurs de calcul, un raffinement du maillage suivant la direction verticale est plus efficace que suivant la direction longitudinale. Le modele de turbulence aux contraintes de reynolds a ete teste dans ces memes configurations d'ecoulements. L'influence de la taille des obstacles et de leur nombre sur la structure dynamique des ecoulements a ete consideree, en particulier sur les longueurs de recirculation qui correspondent a d'eventuelles zones d'accumulation de polluants. Lors de l'etude 3d d'un rejet de polluant et de sa dispersion autour d'un obstacle cubique, une modification du terme de diffusion turbulente dans l'equation du transport de la concentration a ete introduite afin de tenter d'ameliorer la diffusion verticale et transversale. Enfin, une etude en transitoire a permis de prendre en compte les phenomenes instationnaires dans le cas d'un ecoulement autour d'un cylindre de section carree. Pour des angles d'incidence superieurs a 20, le vortex shedding a ete correctement reproduit. Pour des angles plus petits, une perturbation a ete introduite afin de tenter de diminuer l'influence de la diffusion numerique. D'apres la comparaison des champs de concentration obtenus par des simulations stationnaires et instationnaires pour cette configuration d'ecoulement, la prediction correcte des regions a risque lors d'un evenement de pollution necessite la prise en compte des phenomenes instationnaires

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Montagne-Marcellin, Corinne. "Recherche de molécules organiques complexantes pour la décorporation de l'ion uranyle." Montpellier 2, 1996. http://www.theses.fr/1996MON20069.

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Abstract:

Une methodologie pour le traitement de la contamination interne par l'uranium a ete mise au point. L'hypothese de depart est qu'il est possible qu'une molecule organique complexe l'uranium in vivo et l'elimine par les voies naturelles. La methodologie consiste a determiner au prealable, les caracteristiques chimiques (complexation) et biologiques (stabilite, toxicite. . . ) necessaires a la molecule pour parvenir a eliminer l'uranium d'un organisme vivant. Ces caracteristiques ont ete determinees par l'etude de deux familles de molecules: les calixarenes et les tripodes. Le cahier des charges, ainsi defini, permet de restreindre les essais en aveugle realises sur les animaux

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Zhong, Guoming. "Contribution à l'étude de l'adsorption dans une colonne : modélisation et simulation numérique." Compiègne, 1991. http://www.theses.fr/1991COMPD373.

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Abstract:

Cette thèse présente une étude de l'adsorption dans une colonne. Les principaux résultats obtenus sont : 1) un modèle général d'adsorption dans une colonne soumise à un écoulement de Darcy a été établi. La simulation numérique faisant appel à une méthode des différences finies a montré l'importance de la cinétique d'adsorption dans la réponse dynamique d'une colonne. La comparaison entre les résultats numériques et expérimentaux donne un bon accord pour un gaz non adsorbable (hélium) et un gaz adsorbable (méthanol), l'adsorbant étant le charbon actif. 2) une approche originale de l'adsorption dans une colonne sous l'écoulement de Darcy a été développée à partir de la méthode asymptotique, ce qui permet d'obtenir une solution analytique du système non linéaire. 3) l'influence de la résistance aux transferts dans une colonne sur la détermination du coefficient de diffusion de masse par la gravimétrie. La corrélation entre le coefficient de diffusion erroné, la résistance et l'effet thermique a été formulée en utilisant soit la transformation de Laplace soit la simulation numérique. 4) une nouvelle méthode : méthode gravimétrique sur colonne, pour déterminer le coefficient de diffusion a été proposée. Son principe est de déduire la diffusivité de la variation de masse adsorbée dans une colonne chromatographique au cours du temps. Cette méthode devrait théoriquement présenter beaucoup d'avantage par rapport à certaines méthodes existantes.

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Maaroufi, Maroua. "Modélisation des transferts hygrothermiques dans les matériaux de construction : incidence de l’hystérésis." Thesis, La Rochelle, 2019. http://www.theses.fr/2019LAROS028.

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Abstract:

Le présent travail vise à étudier l’influence de la microstructure des éco-matériaux de construction alternatifs utilisés dans les parois des bâtiments, tels que le béton de polystyrène sur les transferts de chaleur et d’humidité. L’objectif de ces travaux de thèse est de prédire le comportement hygrothermique des bâtiments dans une optique d’amélioration de la durabilité et des performances énergétiques. Afin d’y parvenir, ceci nécessite une approche multi-échelle qui consiste d’abord à décrire minutieusement la microstructure des matériaux étudiés, puis à maîtriser les interactions entre les différentes phases les composant à l’échelle microscopique, dans le but de mieux appréhender leur comportement à l’échelle macroscopique. Par la suite, des simulations numériques des transferts couplés de chaleur et d’humidité seront menées, prenant en compte la microstructure et la morphologie réelles des matériaux à travers des volumes 3D reconstruits grâce à la micro-tomographie à rayons X. Pour mener à bien la modélisation, il a fallu caractériser le matériau au niveau microscopique. Plusieurs techniques d’imagerie ont été utilisées afin d’obtenir une description fine de la microstructure du béton de polystyrène et des différentes phases qui le composent. Le matériau a été scanné au micro-tomographe à rayons X pour obtenir les reconstructions 3D du volume réel, qui ont montré son hétérogénéité microstructurale complexe. Le matériau a également été observé au microscope électronique à balayage en vue d’évaluer l’interface entre les deux phases, qui ne montre pas de zone de transition. Une campagne de caractérisation macroscopique et expérimentale du béton de polystyrène a été réalisée. Elle inclut la détermination des propriétés physiques et hygrothermiques du matériau, ainsi que l’impact de son état hydrique et thermique sur ces mêmes propriétés. Le béton de polystyrène montre d’excellentes performances en ce qui concerne l’isolation thermique et le stockage de chaleur, mais une capacité de régulation d’humidité négligeable. Ensuite, des expérimentations ont été mises en place dans le but de mieux appréhender les transferts d’humidité dans le matériau soumis à différentes conditions climatiques. Des échantillons sont soumis à des sollicitations hydriques cycliques dans le but de mettre en exergue le phénomène d’hystérésis de sorption d’eau, et un suivi d’humidité relative à l’intérieur des échantillons sera assuré grâce aux instruments adaptés. Un modèle de transferts couplés de chaleur et d’humidité a été élaboré. Il prend en compte l’effet de l’hystérésis de sorption d’eau et inclut ainsi l’historique des états hydriques. Au niveau macroscopique, les résultats des simulations sont confrontés aux relevés expérimentaux et ont montré une bonne adéquation. A l’échelle microscopique, des simulations seront effectués sur les volumes réels reconstruits par tomographie afin de prendre en compte l’hétérogénéité de la microstructure du matériau multiphasique
The present work aims to study the influence of the sorption hysteresis phenomenon on heat and moisture transfer in building materials. In order to achieve this, we first describe the microstructure of materials, which will allow a better understanding of their behavior at the macroscopic scale. Subsequently, numerical simulations of the coupled heat and mass transfers will be conducted, taking into account the real microstructure of the materials using X-rays reconstructed 3D volumes. Several imaging techniques have been used to obtain a fine description of the microstructure of polystyrene concrete and its different phases. The 3D reconstructions of the actual volume were obtained using X-rays micro-tomography, which showed its complex microstructural heterogeneity. Afterwards, we carried out a campaign of macroscopic experimental characterization of the material. It included the determination of the physical and hygrothermal properties of the polystyrene concrete, as well as the impact of temperature and relative humidity on these same properties. Polystyrene concrete shows excellent performance in thermal insulation and heat storage. Later, experiments have been set up in order to better understand the moisture transfer in samples subjected to cyclic stresses, in order to highlight the sorption hysteresis effect. A model of coupled heat and moisture transfers has been developed, taking into account the effect of sorption hysteresis and thus including the hydric history of the material. The results of the numerical simulations were compared to the experimental ones and showed a good match. 3D simulations will be performed on the actual volumes reconstructed by tomography to take into account the heterogeneity of the material

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Lesage, Geoffroy. "Etude de l’élimination de substances aromatiques dangereuses dans un procédé couplant adsorption et biodégradation." Toulouse, INSA, 2009. http://eprint.insa-toulouse.fr/archive/00000340/.

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Abstract:

La présence de micropolluants à l’entrée des opérations d’épuration d’effluents industriels induit des problèmes au cours du traitement par des procédés biologiques, certaines molécules n’étant pas nécessairement biodégradées. Les substances prioritaires les moins volatiles sont aussi les plus hydrophobes (ex : Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques) et ont tendance à s’adsorber majoritairement sur les matières organiques et les boues. A l’inverse, les molécules moins hydrophobes mais très volatiles comme les Benzène, Toluène, Ethylbenzène et p-Xylène ont une forte propension à être transférées dans l’atmosphère lors des phases d’aération. Dans le projet ANR HYBIOX « Procédés biologiques hybrides pour l’amélioration de la dégradation de xénobiotiques », il s’agit d’évaluer des bioréacteurs hybrides reposant sur l’addition de supports mobiles et adsorbants dans des procédés à boues activées de manière à mieux fixer ces polluants et à faire co-exister flocs et biofilms au sein du même réacteur. Le couplage entre les phénomènes physico-chimiques et biologiques a été étudié dans un réacteur séquencé. La modélisation de ces phénomènes permet de tester des hypothèses, de prévoir les conditions opératoires optimales pour appréhender un processus, et aide à l’interprétation de résultats. Un modèle d’adsorption sur support hétérogène, développé sous Matlab® et un modèle intégrant le couplage des phénomènes en dynamique, développé sous Aquasim® ont été étudiés. Les simulations réalisées concordent avec les résultats expérimentaux et permettent de conclure que les mécanismes d’élimination abiotiques jouent un rôle très important dans les « performances épuratoires » du procédé de traitement biologique aérobie. Les transferts de BTEX de la phase liquide vers le compartiment gazeux sont significatifs (>99% en 2 heures) et les quantités d’HAPs détectées dans la fraction solide sont importantes (élimination moyenne >65% lors de la décantation primaire). Le réacteur hybride présente de nombreux avantages. D’une part l’addition de charbon actif en grain dans des procédés à boues activées permet de fixer les polluants ciblés et d’augmenter leur temps de séjour dans le procédé. D’autre part, la réduction de leur concentration à un niveau non inhibiteur permet l’absorption des variations de charges qui sont fréquentes dans les effluents industriels. Pour les Composés Organiques Volatiles (ex : BTEX), l’ajout de particules adsorbantes et l’analyse des modes opérationnels minimisant le transfert dans la phase gaz sont les points prépondérants. Il s’agit alors d’évaluer avec quelle dynamique l’adsorbant peut se biorégénérer dans le système
One of the main challenges currently facing environmental conservation is to reduce the discharge of organic micropollutants from industrial liquid outflows. Biological aerobic treatment is the most commonly used treatment, but conventional systems were not conceived with the idea of eliminating micropollutants, these molecules not necessarily being biodegraded. Among the selected substances, the least volatile molecules are also the most hydrophobic (PAHs) and tend to be absorbed mostly on suspended solids or sludge. Conversely, the less hydrophobic but highly volatile molecules, such as BTEX, have a strong tendency to be transferred into the atmosphere during the aeration phase. In the project ANR HYBIOX « hybrid biological practices for improving the breakdown of xenobiotics », hybrid bioreactors based on the addition of mobile and absorbent surfaces in the activated sludge processes are evaluated, so as to better pinpoint these pollutants and to allow flocs and biofilms to co-exist within the same reactor. The coupling of physicochemical and biological phenomena was studied in an SBR. Modelling these phenomena allows us to test hypotheses, predict the optimal operating conditions for stopping a process, and helps with the interpretation of the results. We drew on a model of adsorption on heterogeneous surfaces, developed under Matlab®, and on a model integrating the coupling of phenomena, developed under Aquasim®. The simulations carried out correspond with the experimental results and allow us to conclude that the abiotic elimination mechanisms play a very important role in the “purification results” of the biological aerobic treatment process. Over the course of the treatment, the transfer of BTEX from the liquid phase to the gas compartment was significant (>99% in two hours) and the quantities of PAHs detected in the solid fraction were considerable. The hybrid reactor presents a number of advantages over a classic biological process. On the one hand, the addition of activated carbon grains in the activated sludge process allows us to pinpoint the targeted pollutants and increase their residence time within the process. On the other hand, to reduce their concentration to a non-inhibitory level (if this is the case), and finally to allow the absorption of variations in charge which are common in industrial outflow. For more volatile and less hydrophobic molecules (ex : BTEX), the addition of absorbent particles and the analysis of operational modes which minimize the transfer in the gas phase are the predominant points. We will therefore have to evaluate with which dynamic the adsorbent can bioregenerate in the system

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Peng, Hui. "Quelques résultats sur la réduction spatiale et la commande robuste d’un procédé d’adsorption modulée en pression." Thesis, Lyon 1, 2011. http://www.theses.fr/2011LYO10034.

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Abstract:

Dans cette thèse, nous nous intéressons à la modélisation, la simulation et la commande d'un procédé d'adsorption modulée en pression (procédé PSA). Ces procédés PSA sont des procédés cycliques alternant phase d'adsorption et phase de désorption. Les modèles de ces procédés sont en général décrits par des équations au dérivées partielles qui suivant les modèles décrivent les dynamiques lentes et rapides. Nous avons étudié la modélisation d'un procédé basé sur deux colonnes avec l'utilisation d'un adsorbant monodisperse. Nous proposons un modèle classique qui décrit les quatre phases du cycle du procédé sur chacune des colonnes ainsi qu'un modèle continu équivalent à contre courant. Le premier modèle aboutit à quatre systèmes d'équations aux dérivées partielles décrivant les bilans de matière sur les colonnes pour chaque phase du cycle. Le second modèle, valide pour des temps de cycle faibles, aboutit à un seul système d'équations aux dérivées partielles. Nous nous sommes aussi intéressés à la réduction spatiale des modèles de colonne décrits par des systèmes hamiltoniens à ports de dimension infinie. Nous avons montré que le spectre de tels systèmes peut être déduit du spectre associé à une structure canonique, la structure de Stockes Dirac, à l'aide de transformations géométriques simples. En particulier, nous avons montré sur un modèle simple de colonne d'adsorption admettant une solution analytique pour son calcul de spectre, qu'une méthode de discrétisation structurée de type éléments finis mixtes fournit un spectre discrétisé plus proche du spectre de l'opérateur initial qu'une méthode de discrétisation par différence finie. Cette méthode structurée de discrétisation conserve la structure d'interconnexion des échanges de puissance à l'intérieur du système et à ses frontières. Nous avons enfin proposé une synthèse de loi de commande robuste du procédé P.S.A. basée sur un modèle de Hammerstein identifié à partir du modèle classique entre la commande, le ratio entre durée d'adsorption et de désorption et la pureté du produit en sortie de procédé. Ce modèle moyenné sur un cycle est décrit par une dynamique linéaire avec retard et un gain statique non linéaire. Nous avons mis en œuvre des techniques de synthèse H1 dans le domaine fréquentiel en utilisant la factorisation J-spectrale. Les performances du contrôleur sont bonnes en présence de perturbations sur la composition du mélange en entrée. Une comparaison de performance de commande avec la commande proportionnelle intégrale est aussi proposée
In this thesis, we focus on modeling, simulation and control of pressure swing adsorption processes (PSA). These PSA processes are cyclic since adsorption phase and desorption phase alternate. These models are usually described by partial differential equations and present fast dynamics and slow dynamics. We study the modeling of a process based on two columns with the use of an monodisperse adsorbent.We propose a classical model that describes the four phases of a cycle of the process on each column and an equivalent continuous countercurrent model. The first model leads to four systems of partial differential equations describing mass balances on the columns for each phase of the cycle. The second model results in a single system of partial differential equations valid for small cycle time. We are also interested in the spatial reduction of column models described by port Hamiltonian formulation of infinite dimensional system. We have shown that the spectrum of such systems can be deduced from the spectrum associated with a canonical structure, the Dirac Stokes structure, using simple geometric transformations. In particular, on a simple model of adsorption column admitting an analytical solution for the calculation of the spectrum, we show that the spectra obtained from a structured discretization method is closer to the original operator spectrum than the one obtained from the finite difference method. This structured discretization method preserves the structure of the interconnection of power exchanges within the system and its borders. We finally proposed a synthesis of robust control law of the PSA process based on a Hammerstein model identified from the classical model between the control, the ratio between the duration of adsorption and desorption and the purity of the product at the output of process. The averaged model over a cycle is described by a linear dynamics with delay and a nonlinear static gain. We have implemented the synthesis of H1 control in the frequency domain using J-spectral factorization. The performance of controller is good with the disturbance on the input composition. A comparison of control performance with proportional integral (PI) control is also proposed

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Malandrini, Harold. "Une étude thermodynamique de l'énergie superficielle des solides divisés. Détermination de la tension superficielle de poudres talco-chloriteuses." Montpellier 2, 1995. http://www.theses.fr/1995MON20238.

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Abstract:

Etude de l'energie superficielle de charges minerales industrielles, en l'occurrence des melanges de talc et de chlorites. Nous les avons caracterises par calorimetrie d'immersion. Cette experience est une mesure de l'enthalpie de creation d'une interface solide-liquide a partir d'un solide parfaitement degaze. A l'aide d'un formalisme thermodynamique rigoureux, un lien peut etre etabli entre l'enthalpie d'immersion et les angles de contact. Des lors il devient possible de relier les modeles de determination de la tension superficielle des solides, utilises pour traiter les angles de contact, a nos resultats experimentaux. L'analyse des enthalpies d'immersion, pour divers couples solide/liquides, montre qu'elles resultent de differentes contributions energetiques, chacune etant associee a un type d'interaction (apolaire et polaire) entre le solide et le liquide a l'interfacens. Il apparait que les solides etudies sont relativement polaires, ils presentent une forte acidite superficielle que l'on peut attribuer aux oxydes metalliques qu'ils contiennent

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Serafin, Guillaume. "Stratégies optimales de maîtrise de la qualité de l’air dans les bureaux : évaluation du potentiel des matériaux adsorbants." Thesis, La Rochelle, 2020. http://www.theses.fr/2020LAROS001.

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Abstract:

Les nombreuses études menées en France et dans le reste du monde au cours des vingt dernières années ont permis d’inscrire la qualité de l’air intérieur comme une problématique environnementale à part entière. L’enjeu de cette thèse repose sur l’évaluation de la qualité de l’air dans les bâtiments de bureaux, de sa qualification par le choix d’indicateurs pertinents à la recherche de solutions d’amélioration. Elle comporte deux volets aux objectifs complémentaires. Le premier traite de la caractérisation fine du potentiel des matériaux adsorbants pour la maîtrise de la qualité de l’air, sur la base de 6 polluants de familles chimiques différentes. Différents protocoles expérimentaux sont mis en œuvre afin de caractériser les différents aspects de la performance de 6 matériaux du marché, à savoir l’influence de la concentration sur les flux adsorbés, leur capacité d’adsorption, l’irréversibilité des processus, et la réduction des émissions des matériaux sur lesquels ils sont disposés. L’abattement des concentrations en formaldéhyde que peuvent procurer les matériaux adsorbants est ensuite évalué par des simulations de la qualité de l’air dans un bureau représentatif, en couplant une modélisation zonale des transferts aérauliques et de polluants dans l’ambiance à une modélisation détaillée des transferts dans les matériaux constitutifs des parois. Les résultats obtenus permettent d’analyser l’influence du type et de la position des matériaux adsorbants dans la pièce (plafond ou mur) et de juger de l’intérêt de recourir à ces matériaux par référence à d’autres stratégies de contrôle de la qualité de l’air. Le second volet de la thèse élargit la discussion en abordant la définition des traceurs les plus pertinents de la qualité de l’air dans les bâtiments de bureaux, en termes de risques sanitaires encourus par leurs occupants. Une méthode originale de hiérarchisation sanitaire des polluants présents dans l’air de ce type de bâtiments est proposée. 307 substances ayant fait l’objet de mesures de concentrations dans le monde sont ainsi évaluées vis-à-vis de leurs effets à seuil, via le calcul d’un indice de risque (IR), et de leurs effets cancérigène, mutagène, reprotoxique ou perturbateur endocrinien (CMRPE), via une classification de danger. Parmi elles, 57 sont considérées comme prioritaires de par leur classification CMRPE et 11 de par leur IR. Le mode de représentation graphique des résultats permet une sélection ou une actualisation facile des données, pour une analyse sur un périmètre géographique ou une période de mesure donnée, ou un suivi dynamique de la hiérarchisation. 130 substances dont certaines choisies car ne disposant pas ou peu de données de concentration dans la littérature ont fait l’objet d’une campagne de mesure dans 30 immeubles de bureaux de Nouvelle-Aquitaine. Les résultats obtenus permettent de compléter et d’affiner la hiérarchisation
The numerous studies carried out in France and in the rest of the world over the past twenty years have led to consider indoor air quality as a full environmental issue. The challenge of this thesis is the characterization of air quality in office buildings, from its qualification by the selection of relevant indicators to the definition of improvement solutions. It has two components with complementary objectives.The first one deals with the ability of sorptive materials to control indoor air quality. 6 commercially-available products, including 3 paints and 3 gypsum-based materials, were assessed against 6 well-known pollutants. Various experiments were carried out to address the influence of concentration on adsorption rate, the adsorption capacity of the materials, the irreversibility of the adsorption processes, and the decrease in the emissions from the walls when they are coated with sorptive materials. The reduction in formaldehyde concentrations that sorptive materials can provide is then evaluated from simulations of the air quality in a representative office. The model associates a zonal modeling of heat, airflows and pollutant transports in the room volume, and a detailed modeling of pollutants transfers within buildings materials. The simulation results show the influence of the type and arrangement of sorptive materials in the room (ceiling / wall). They also provide relevant information to assess the air cleaning efficiency of these materials by reference to other technical solutions for controlling indoor air quality. The second part of the thesis widens the discussion by tackling the identification of the most relevant pollutants to consider for an objective assessment of indoor air quality in office buildings. 307 substances having concentration measurements have been evaluated with regard to their threshold effects, through the calculation of a risk index (IR), and their carcinogenic, mutagenic reprotoxic or endocrine disruptor (CMRPE) effects, through existing hazard classifications. Among them, 57 are considered as priority contaminants due to their CMRPE classification. 11 others have an IR greater than 1. The graphical representation of the method results allows easy selection and updating of the data, for a more targeted study or a dynamic monitoring of the ranking. 130 substances including some selected as having no or very few concentration data have been measured in 30 office buildings located in Nouvelle-Aquitaine, France. These measurements were used to complete and refine the ranking based on published data

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Monlouis-Bonnaire, Jean-Philippe. "Modélisation numérique des transferts couplés air-eau-sel dans les matériaux cimentaires et les terres cuites." Toulouse 3, 2003. http://www.theses.fr/2003TOU30135.

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Chahbani, Mohamed Hachemi. "Séparation de gaz par adsorption modulée en pression : modélisation des écoulements et de la cinétique de transfert de matière." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1996. http://www.theses.fr/1996INPL108N.

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Abstract:

Le présent travail s'intéresse à la modélisation des procédés de séparation de gaz par adsorption modulée en pression (AMP). Toutes les étapes faisant partie des cycles AMP, à savoir, la saturation, la régénération, la compression, la décompression et l'équilibrage, sont étudiées en détail. Un effort notable a été consenti en vue d'évaluer tous les paramètres intervenant dans la modélisation. Les modèles élaborés tiennent compte des aspects hydrodynamique et cinétique (de transfert de matière et de chaleur). En ce qui concerne l'écoulement, les lois de Darcy et d'Ergun ainsi que d'autres modèles plus simples sont comparés. L’écart entre les résultats de simulation obtenus avec les diverses considérations est plus ou moins important suivant les conditions opératoires. C’est pourquoi une attention particulière devrait être accordée quant au choix de la relation à adopter pour caractériser l'écoulement. Plusieurs cinétiques diffusionnelles ont été également considérées pour traduire les résistances au transfert de matière entre les phases gazeuse et solide. Certains modèles couramment utilisés, se sont avérés inadéquats, surtout pour les étapes à pression variable. Tout au long de ce travail, on a mis en exergue l'importance du choix de la cinétique de transport de matière pour avoir une simulation fiable. La confrontation des résultats expérimentaux et simulés pour l'adsorption de méthane et/ou de dioxyde de carbone en mélange avec l'hydrogène, montre une bonne concordance entre les deux. Les modèles conçus sont globalement satisfaisants et peuvent servir comme des outils pour la conception et le dimensionnement des procédés AMP

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Mansour, Rana. "Anthropisation d'un petit bassin versant sahélien : influence sur l'infiltration et le ruissellement." Montpellier 2, 2000. http://www.theses.fr/2000MON20185.

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Abstract:

Le bassin versant de samniweogo est un petit bassin sahelien qui couvre une superficie du 3,22 km 2. Il est situe au burkina faso, a 50 kilometres au nord de la province du yatenga. Sur ce petit bassin versant, l'orstom (nouvellement ird) a realise de 1984 a 1991 des observations hydrologiques a differentes echelles (m 2, ha, km 2). Ces observations nous ont permis d'analyser les processus d'infiltration et de ruissellement sur ce bassin en relation avec l'itineraire cultural du mil. A l'echelle du metre carre, juste apres le sarclage et sous pluies simulees, la conductivite hydraulique maximale du sol decroit tres rapidement en relation avec la somme des pluies tombees apres le sarclage. A l'echelle des parcelles agronomiques, le second sarclage favorise nettement plus l'infiltration que le premier. Les cordons pierreux cloisonnes reduisent le debit maximum des crues (plus de 50%). L'impluvium accroit l'encroutement de la partie cultivee, augmentant de maniere importante les volumes ruisseles en aval des parcelles. A l'echelle du bassin versant de samniweogo, on observe une forte evolution interannuelle des superficies cultivees (28% en 1987, 45% en 1988). On retrouve un effet plus important du second sarclage sur l'infiltration. Le developpement de la vegetation herbeuse provoque un allongement de la duree de la crue (20%) et un ralentissement de sa vitesse de propagation. L'utilisation d'un modele hydrologique semi-distribue a base physique, le modele abc, a permis de preciser le comportement hydrologique des sols cultives a l'echelle elementaire. A l'echelle des parcelles agronomiques, l'utilisation du modele abc montre que les cordons pierreux modifient fortement la rugosite de la surface du sol. A l'echelle du bassin versant, son utilisation nous a permis de simuler le fonctionnement du bassin dans differentes conditions de mise en culture et de developpement du couvert vegetal.

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Merakeb, Seddik. "Modélisation des structures en bois en environnement variable." Limoges, 2006. https://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/94578804-9926-46e0-8969-67a4656612ce/blobholder:0/2006LIMO0031.pdf.

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Abstract:

Les propriétés mécaniques du bois dans les structures dépendent fortement de l’état hydrique du matériau. Il en est d’ailleurs montré un couplage mécanosorptif fort. Le caractère aléatoire de l’environnement climatique impose donc une meilleure modélisation du comportement hygroscopique du bois pour pouvoir estimer les variations de l’humidité interne en intégrant les processus de transfert de chaleur et de masse. Si les effets de l’humidité sur le comportement a largement été étudié, ce travail permet d’aborder les effets de l’état mécanique sur les lois de transfert, aussi bien au niveau des conditions limites d’échange qu’au niveau des propriétés de diffusion. Dans ce contexte, nous proposons une approche thermodynamique et expérimentale permettant d’introduire, dans les codes aux éléments finis, un algorithme de transfert couplé plus réaliste
Mechanical properties of timber constructions depend strongly on moisture content state. In this context, it is shown a mecanosorptive coupling. This climatic environment aspect imposes a hygroscopic behavior modeling in order to estimate moisture content variations by integrating the heat and mass transfer processes. If the effect of moisture content on the mechanical behavior has been studied in the literature, this work enables us to precise effects of mechanical state on the transfer laws by taking into account boundary conditions and diffusion properties. In this context, we propose a thermodynamic and experimental approaches which allow to introduce a realistic coupled transfer algorithm in a finite element software

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Rizk, Malak. "Développement, validation et mise en œuvre sur le terrain d’une méthode de caractérisation in-situ des processus de sorption des composés organiques volatils par les matériaux de construction." Thesis, Lille 1, 2015. http://www.theses.fr/2015LIL10074/document.

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Abstract:

La qualité de l’air intérieur QAI constitue une problématique de recherche en plein essor vu son impact sanitaire et environnemental. Outre la diversité des polluants dans les espaces confinés, de nombreux facteurs influencent la QAI. Alors que les modèles de prédiction de la QAI sont restreints aux paramètres d’émissions de polluants et leurs transports aérauliques, la réactivité chimique et les processus de sorption aux surfaces sont peu évalués à l’échelle du terrain. Ainsi, il est particulièrement intéressant de renseigner les paramètres de sorption des Composés Organiques Volatils (COV) à la surface des matériaux de construction selon une démarche plus représentative des conditions réelles afin de mieux prédire leurs concentrations.L’objectif de cette thèse est de développer une nouvelle méthode pour caractériser in-situ les processus de sorption des COV aux surfaces intérieures, par un couplage d’une cellule d’essai d’émission (FLEC) à un spectromètre de masse à transfert de proton (PTR-MS). La méthodologie développée au laboratoire a été validée en comparaison avec la méthode de référence basée sur de grandes chambres d’essai d’émission utilisables uniquement au laboratoire. La nouvelle méthodologie a été déployée sur le terrain lors de deux campagnes de mesures intensives menées dans un collège performant en énergie. Cette étude a porté sur la détermination des paramètres de sorption de nombreux COV pour différentes surfaces et l’évaluation de leurs variabilités spatio-temporelles. Les paramètres de sorption déterminés au moyen de cette méthode transportable, rapide et non destructive, doivent être utilisés en données d’entrée à un modèle de prédiction de la QAI
Indoor air quality IAQ is a main concern attracting more researches since its impact on environment and human health is becoming obvious. Besides the diversity of pollutants indoors, several processes may affect IAQ. While the major part of IAQ models still limited on the parameters describing the pollutants emissions and their transport by air flow, the reactivity phenomena and the sorption of pollutants on surfaces are still poorly characterized on the field scale. In addition, the representativeness of sorption parameters derived from laboratory experiments to predict indoor air concentrations on the field, is still a source of uncertainties. Therefore, it is particularly interesting to evaluate sorption parameters of Volatile Organic Compounds (VOCs) on the surface of building materials, using a representative method of field conditions, to better predict VOCs concentrations indoors. The main objective of this thesis is to develop a new method to characterize in-situ VOCs sorption processes on indoor surfaces, by coupling a Field and Laboratory Emission Cell (FLEC) with a proton transfer mass spectrometer (PTR-MS). The methodology developed and characterized in the laboratory, was compared to the method used in literature on the laboratory scale and based on larger emission test chambers. The new method was used on the field during two intensive field campaigns conducted in an energy efficient college. Sorption parameters of a large number of VOCS were determined for the main surfaces as well as their spatial and temporal variability. Using this transportable, fast and non-destructive method, derived sorption parameters could be used as data inputs to an indoor air model, to well predict VOCs concentrations indoors

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Chue, Kuck Tack. "Dynamique de l'électroadsorption-désorption en lit fixe : application à la séparation de nitrophénol sur charbon actif." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1991. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/INPL_T_1991_CHUE_K_T.pdf.

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Abstract:

Les méthodes de séparation par adsorption en lit fixe sont conduites de manière cyclique avec deux étapes principales : la saturation et la régénération. L'énergie nécessaire à la séparation est chimique, thermique ou mécanique (variations de pression pour la séparation de gaz). L'électroadsorption utilise l'énergie électrique. La modification du potentiel électrique à l'interface liquide-solide modifie la concentration des espèces adsorbées dans la double couche, et donc celle de la solution. Il n'y a pas de réactions faradiques. Le système expérimental comprend une colonne chromatographie de charbon actif dont le potentiel est imposé par rapport à une électrode de référence. On étudie d'abord expérimentalement et théoriquement la propagation de l'onde de potentiel électrique dans le lit, qui est une onde diffusionnelle de charge de la double couche, en réponse à un échelon du potentiel de consigne, pour différentes conductivités de la solution et longueurs de lit. On mesure ensuite les isothermes d'adsorption d'o-nitrophénol à deux potentiels. On détermine et on modélise les fronts d'adsorption isopentiels. Sous alimentation constante en o-nitrophénol, un échelon de potentiel engendre dans l'effluent de la colonne un pic positif ou négatif. On étudie expérimentalement et théoriquement le pic en fonction de l'hydrodynamique, du transfert matière et de la conductivité. On montre que la concentration/dilution est d'autant plus élevée que la propagation de l'onde de potentiel est rapide. On montre enfin qu'une technique d'électrosorption cyclique en zone (plusieurs colonnes en série déphasées en potentiel) permet d'amplifier la séparation

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Li, Zhenxuan. "Étude de la sorption du cadmium et du malonate sur la calcite : effets synergiques en système ternaire." Thesis, Lille 1, 2010. http://www.theses.fr/2010LIL10104.

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Abstract:

La sorption du cadmium sur la calcite est étudiée en système ternaire, en présence, simultanément d’un ligand organique (malonate) et du cadmium. D’abord nous avons étudié l’interaction entre le malonate et la calcite. L’influence du malonate sur la solubilité de la calcite, le signal du malonate en spectroscopie infrarouge et enfin la modélisation des isothermes d’adsorption par un modèle de complexation de surface à trois plans (CD-MUSIC) nous ont permis de proposer un modèle pour la spéciation du malonate à la surface de la calcite et d’estimer quantitativement l’adsorption. Ensuite, nous avons étudié la sorption du cadmium sur la calcite, respectivement en absence et en présence de malonate. En absence de malonate, l’adsorption du cadmium donne lieu à une isotherme classique, de valeurs connues. La modélisation néanmoins révèle quelques difficultés de paramètrage. L’étude de la sorption en réacteur à écoulement continu sous conditions proches de l’équilibre CaCO3-H2O-CO2 met en évidence une parfaite réversibilité adsorption/désorption du cadmium. Notons que aucune expérience de sorption ne dépassait une durée totale de 60 heures. En présence de malonate, expériences et modélisations indiquent un effet négatif du malonate sur la sorption du cadmium. La cinétique de sorption est notablement ralentie et le cadmium est, en partie, fixé plus fortement à la surface. Les résultats tendent à montrer que la présence de malonate ralentit considérablement l’atteinte d’un équilibre de sorption du cadmium sur la calcite
The sorption of cadmium by calcite was studied in a ternary system, with an organic ligand (malonate) and cadmium simultaneously present in solution. First we studied the interaction between malonate and calcite. The influence of malonate on the solubility of calcite, malonate spectra in infrared spectroscopy, and the modelling of isotherms by a 3-plane surface complexation model (CD-MUSIC) allowed us to propose a model for the speciation of malonate at the surface of calcite and to estimate adsorption quantitatively. In a second step, we have studied the sorption of cadmium by calcite, without and with malonate respectively. When malonate was not present, cadmium sorption by calcite gave rise to an isotherm with known values. Modelling however revealed some difficulties with parametrisation. Studying sorption under continuous flow in a “Stirred Flow Through Reactor” under conditions close to CaCO3-H2O-CO2 equilibrium, showed perfectly reversible adsorption/desorption of cadmium. Note that sorption experiments were conducted over 15 to 60 hours at maximum. When malonate was present, experiments and modelling indicated that malonate reduced the sorption of cadmium. Sorption kinetics were significantly lower and cadmium, in part, sorbed more strongly on the calcite surface. The results tend to show that the presence of malonate slows down the reach of sorption equilibrium of cadmium with calcite

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Lu, Jun. "Développement de modèles prédictifs décrivant le couplage chimie-transport dans les sédiments naturels." Thesis, Poitiers, 2013. http://www.theses.fr/2013POIT2287/document.

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Abstract:

La gestion de sols ou sédiments contaminés par des métaux nécessite de pouvoir prédire la migration de ces métaux, dont la mobilité dépend des propriétés de transport du milieu ainsi que de la réactivité chimique de celui-ci (principalement réactions sorption/désorption). Pour étudier l'adsorption des cations métalliques (majeurs et traces) en condition dynamique, des expériences de transport en colonne ont été réalisées avec un sol pauvre en minéraux carbonatés et en matière organique. Considérant que la réactivité de ce sol était due essentiellement à la phase argileuse smectitique, un modèle d'adsorption basé sur les propriétés de rétention de la montmorillonite du Wyoming, utilisant la théorie des échangeurs d'ions multi-sites a été intégré à un code de transport 1D. Les prédictions calculées par ce modèle ont ensuite été comparées aux courbes de percées mesurées dans cette étude et reportées de la littérature. L'étude sur le transport réactif des cations majeurs a mis en évidence le rôle significatif des protons (et ce même à des pH proche de la neutralité), et a permis de valider le modèle pour le transport compétitif des cations majeurs (Na et Ca). Cependant, l'étude de la rétention de Zn(II) a mis en évidence une incohérence entre les résultats issus des expériences batch et ceux obtenus avec les expériences colonne, que l'on pourrait attribuer à la contribution d'une autre phase adsorbante (illite). Néanmoins, le modèle d'adsorption proposé a permis de reproduire avec une bonne satisfaction des données expérimentales de rétention de Zn(II) proposées dans la littérature et obtenues avec des expériences colonne
Management of soils or sediments contaminated by metals requires to predict the migration of metallic cations, whose mobility depends both on the transport properties of the medium and chemical reactivity of the system (principally sorption/desorption reactions). To study the sorption of metallic cations (major and trace) in dynamic condition, transport experiments using columns have been carried out with a soil poor in carbonated minerals and organic matter. Considering that the reactivity of this soil was mainly due to swelling clay minerals, a sorption model based on the sorption properties of the Wyoming montmorillonite and built according to a multi-site ion exchanger theory has been integrated into a 1D transport code. The predictions given by this model were then compared with the breakthrough curves measured in this study and those reported in the literature. The study of the reactive transport of major cations highlighted the significant role of protons (even at near neutral pH), and validated the model for major cations (Na and Ca). However, the study concerning Zn (II) showed a discrepancy between the results obtained from batch experiments and those issued from column experiments, which could be attributed to the contribution of another sorbent phase (illite). Finally, the proposed sorption model allowed reproducing with a good confidence experimental data reported from literature for sorption of Zn (II) in dynamic conditions

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Garcia, Vindas José Ralph. "Transport du radon en milieu poreux (expérimentation et modélisation) : implication pour la réalisation et l'interprétation de mesures "in situ"." Montpellier 2, 1999. http://www.theses.fr/1999MON20003.

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Abstract:

Le radon est un gaz rare et radioactif qui est produit dans la chaine de desintegration de l'uranium. Grace a sa periode (3. 82 jours), il peut se deplacer dans le sol et parcourir de grandes distances avant de se desintegrer. Les mecanismes de transport de ce gaz dans le sol sont la diffusion ou la convection. Dans ce travail, nous etudions le transport du radon dans un milieu poreux et l'influence de certains parametres exterieurs sur l'emanation de ce gaz. Le chapitre i est une compilation des notions generales sur le radon et de son utilisation dans les sciences de la terre. Dans le deuxieme chapitre nous abordons le sujet de la detection de ce gaz. Nous decrivons les appareils de mesure utilises dans ce travail et nous etudions l'efficacite de leur reponse en fonction des variations de la concentration. Le chapitre iii expose la theorie general du transport de ce gaz et montre les resultats des mesures effectuees par differents auteurs et leur correlation probable avec les parametres climatologiques et geophysiques. Dans le quatrieme chapitre nous realisons en laboratoire une etude de la solubilisation du radon dans l'eau et une simulation de la pluie sur le campus. Il est resulte de ces travaux la conception d'une sonde sous-marine permettant de realiser des mesures ponctuelles in situ. Le chapitre v est consacre a la simulation et a la modelisation du transport du radon en regime isothermique. Nous traitons le cas special d'un degazage intense. Dans le chapitre vi nous effectuons la modelisation theorique du transport du radon en regime non-isothermique. L'apparition des ondes de choc dans le profil de concentration est traitee dans le chapitre. Le chapitre vii presente quelques resultats de terrain obtenus au costa rica, correles avec la precipitation, qui valident le modele expose dans le chapitre iv. Nous montrons egalement des series temporelles de donnees ou il existe une probable correlation avec la sismicite du pays.

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Collell, Julien. "Analyse multi-échelles du transport d'hydrocarbures au sein d'un schiste non-saturé." Thesis, Pau, 2015. http://www.theses.fr/2015PAUU3011/document.

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Abstract:

La production d'hydrocarbures de schistes (shales) connait un regain d'intérêt à la fois scientifique et industriel depuis une quinzaine d’années. Cela représente de par le monde d’énormes ressources et risque de modifier durablement le marché énergétique, comme c'est le cas actuellement aux États Unis. Cependant, la récupération des hydrocarbures reste un enjeu majeur impactant au premier ordre la rentabilité de ces ressources. La majorité des hydrocarbures de shales est contenue dans des nodules micrométriques de matière organique : le kérogène, qui est à la fois la roche mère et le réservoir des fluides pétroliers. L’objectif de cette thèse est d’étudier le comportement du kérogène et de ses hydrocarbures grâce à la simulation moléculaire. Pour cela, nous avons effectué des simulations de Dynamique Moléculaire et de Monte Carlo à l’aide de logiciels existants et de développements internes. La première partie de ce travail a consisté à construire des modèles moléculaires visant à reproduire la matière organique contenue dans les shales (le kérogène et ses fluides). À partir de ces modèles, des structures 3D ont été générées en conditions de réservoirs. La représentativité de ces structures a été validée par des mesures expérimentales sur les propriétés volumiques, mécaniques, de stockage et de transport. Puis, nous avons mené une étude approfondie sur l’adsorption et la diffusion d’hydrocarbures dans la matrice kérogène. Les simulations moléculaires ont été effectuées en vue de fournir des données pseudo-expérimentales ainsi que des données de références pour la modélisation. Concernant les propriétés de stockage, un modèle théorique pour l’adsorption de mélanges de fluides sous-critiques (type gaz à condensats ou huiles légères) et super-critique (type gaz sec) a été proposé et validé sur les données de simulation moléculaires. Concernant les propriétés de transport, les mécanismes régissant les transferts de masses ont été identifiés et un modèle a été proposé pour prédire l’évolution des coefficients de diffusion des hydrocarbures avec la température, la pression et la composition des hydrocarbures
Hydrocarbons production from shales has been of growing industrial and scientific interest for the last fifteen years. The different kinds of shale resources represent huge quantities around the world and may durably change the energy market, as for example in the US. However, the recovery process remains critical and may drastically impact the profitability of these resources. In shales, the majority of the fluids are contained in micrometered nodules of organic matter : the kerogen, which acts as source rock and as reservoir for the oil and gas. The aim of the PhD thesis is to study the kerogen and the petroleum fluids contained in shales, by molecular simulations. For this purpose, Monte Carlo and Molecular Dynamics simulations with existing molecular simulation softwares and in-house codes have been used. The first part of the work has been dedicated to the construction of molecular models mimicking shales organic matter (kerogen and embedded fluids), based on analytical data. From these models, 3D structures have been generated under typical reservoir conditions. Agreements with available experimental results have been found on volumetric, storage, transport and mechanical properties. Then, we have focused our efforts on the adsorption and diffusion of hydrocarbon mixtures in such materials. Molecular simulations have been performed to provide both pseudo-experimental and reference data. On storage properties, a theoretical model which accounts for multicomponent adsorption of super-critical (dry gas) and sub-critical (condensate gas, light oil) mixtures has been developed and validated. On transport properties, the mechanisms governing hydrocarbon mass transfer have been identified and a model has been proposed which describes the dependence of mixture diffusion coefficients with thermodynamic conditions (composition, pressure and temperature)

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Chauveau, Romain. "Modélisation multiparamètre du phénomène d'adsorption : détermination du temps de percée des cartouches de masques à gaz." Thesis, Université de Lorraine, 2014. http://www.theses.fr/2014LORR0233/document.

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Abstract:

La protection des salariés travaillant dans une atmosphère chargée en composés organiques volatils (COV) peut être assurée par l’utilisation d’une cartouche filtrante en charbon actif. Doté d’une structure microporeuse, le charbon actif possède une très haute surface spécifique favorable à la rétention de constituants toxiques par des phénomènes d’adsorption. Prévoir le temps de fonctionnement d’un appareil de protection respiratoire constitue un des objectifs de l’Institut National de Recherche et de Sécurité. Mondialement utilisé par les organismes préventeurs, le modèle dynamique de Wheeler Jonas muni d’un modèle d’équilibre adéquat fournit des temps de claquage de cartouches exposées à un débit constant d’air sec pollué par un COV. Même si ce modèle a subi des améliorations ces dernières années, il ne permet pas de décrire correctement le comportement des cartouches en présence de copolluant ou d’humidité. Dans le présent travail, un modèle numérique permet la description de l’adsorption dynamique des COV seuls et en mélange sur un lit fixe de charbon actif. L’adsorption dynamique de l’eau a également été étudiée et modélisée. Cette étude particulière nous a permis de comprendre l’influence de l’eau sur la performance de la cartouche respiratoire. De nombreux fronts de percée ont été réalisés afin d’acquérir des informations indispensables à la description de l’équilibre d’adsorption et du transfert de matière en milieu poreux. Ces expériences ont permis d’implémenter des données pour la modélisation de l’adsorption dynamique multiconstituante. Cette dernière inclut l’adsorption binaire COV-COV et l’adsorption d’un COV en présence d’eau. Le travail effectué a permis de proposer des solutions adaptées à la complexité du sujet
Activated carbon is the sorbent used in respirator cartridges to purify breathing air by adsorbing organic vapors. Owing to an important microporous structure, the activated charcoal features a high specific area efficient to capture toxic compounds by adsorption. Predicting service life time of respirator cartridges to protect users working in a polluted atmosphere is a mission of the Institut National de Recherche et de Sécurité. The Wheeler-Jonas approach, provided with a suitable equilibrium model, is a worldwide used equation to get service life times of respirator cartridges exposed to a constant flow of dry air polluted by a single volatile organic compound (VOC). While this model has been improved in recent years, it does not adequately describe the behavior of the cartridges in the presence of moisture or copolluant. The present study aims to build a numerical model to describe dynamic adsorption of single volatile organic compounds and mixtures with or without relative humidity in the air. Single water vapor adsorption has been modeled on a coaled fixed-bed, it provides a useful description of water adsorption on activated carbon and the impact of water on the service life time of a respirator cartridge. Numerous experiments have been realized to get equilibrium data of single VOCs and mass transfer constants to describe diffusion of adsorbates through micropores. Indeed, these data have been implemented in the model to describe adsorption of mixtures. Additional experiments have been realized to study coadsorption of organic vapors and dynamic adsorption of a single VOC in presence of humidity. The results are compared with simulations to appreciate the pertinence of the model. The present work provides solutions tailored to the complexity of the subject

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Berez, Amor. "Dépollution par l'argile naturelle d'effluents teinturiers : étude expérimentale et modélisation du processus d'adsorption / désorption en réacteur fermé et colonne de percolation." Thesis, Strasbourg, 2015. http://www.theses.fr/2015STRAH007/document.

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Abstract:

L’objectif du travail est l’étude du processus d’adsorption-désorption d’un colorant azoïque sur l’argile naturelle provenant de deux gisements tunisiens. L’expérimentation en laboratoire a été menée en réacteur fermé et en colonne de percolation. Lors de la première étape, deux types d’argile ont été utilisées. L’étude cinétique montre que l’adsorption et la désorption suivent le modèle du pseudo premier ordre. L’isotherme d’adsorption est de type Langmuir alors que l’isotherme de désorption est de type hystérésis. La capacité d’adsorption de l’argile de Gafsa est plus prononcée que celle de l’argile de Borj Chekir. Les études en colonne de percolation ont été menées sur un mélange d’argile de Borj Chekir et du sable moyen H2F. Les paramètres hydrodynamiques ont été déterminés en utilisant un traceur inerte (fluorescéine). L’étude du transport réactif a montré que si le pourcentage d’argile augmente la rétention du colorant augmente alors que si on augmente le débit d’injection pour un pourcentage d’argile-sable constant la rétention du colorant diminue. Les courbes de sortie ont été ensuite comparées aux résultats numériques d’un modèle 1D de transport réactif, intégrant deux sites d’adsorption réversible et irréversible
The aim of the work is to study the adsorption-desorption process of an azo dye on natural clay from two Tunisian deposits. The laboratory experiment was conducted in a closed reactor (batch) and percolation column. In the first step, two types of clay were used. The kinetic study shows that the adsorption and desorption follow the pattern of a pseudo first order phenomenon. A Langmuir isotherm is fitted to the adsorption process, while the desorption isotherm is characterised by hysteresis. The adsorption capacity of the Gafsa clay is more pronounced than that of the Borj Chekir clay. The percolation column studies were conducted on a mixture of of Borj Chekir clay and medium sand H2F. Hydrodynamic parameters were determined using an inert tracer (fluorescein). The reactive transport study showed that an increase in clay percentage will increase retention, but, on the other hand when using a constant percentage of the clay-sand mixture, increasing the injection rate will decrease the retention capacity of the mixture. The output curves were then compared with the numerical results of a 1D reactive transport model incorporating two reversible and irreversible adsorption sites

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Dezani, Chloé. "Photocatalyse hétérogène en réacteurs ouverts pour la gestion de la ressource solaire : expérimentations sur différents médias et modélisation." Thesis, Perpignan, 2020. http://www.theses.fr/2020PERP0018.

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Abstract:

La présence des micropolluants dans l’environnement est reconnue comme un problème potentiel de santé publique qu’il convient de maitriser afin, d’une part de mettre en place une politique de circularité de l’eau, et d’autre part, de limiter leur dissémination et ainsi leurs effets sur les écosystèmes. Ces substances sont d’origine anthropique et sont pour la plupart bio-récalcitrantes donc partiellement ou non éliminées par les installations de traitement d’eaux usées qui reposent sur l’activité biologique. La photocatalyse hétérogène fait partie des procédés d’oxydation avancée développés spécifiquement pour le traitement des micropolluants. Ce procédé a la particularité de pouvoir utiliser l’énergie solaire comme source énergétique principale ce qui en fait un candidat d’intérêt dans une démarche de développement durable. Les caractéristiques de la ressource solaire, fluctuations/intermittence, impactent directement la capacité de traitement du procédé, et doivent être prises en compte dans sa gestion. Dans la littérature, cette prise en compte pour opérer le procédé porte exclusivement sur les réacteurs dits fermés. Le processus de traitement est alors interrompu la nuit dans les pilotes solaires étudiés. Lors du développement d’un procédé en mode continu, la gestion de l’intermittence s’impose afin de pouvoir assurer un traitement continu de l’effluent. Cette thèse vise à développer un modèle de représentation de la capacité de traitement d’un réacteur fonctionnant sur le principe de la photocatalyse hétérogène. Cette étape est indispensable pour le dimensionnement et pilotage de procédés solaires. Dans une deuxième partie, l’étude se focalise sur la faisabilité d’une technologie de gestion de l’intermittence basée sur un matériau composite adsorbant/photo-catalyseur. L’adsorbant permet de stocker les polluants lorsque la ressource est insuffisante et le photo-catalyseur vise à dégrader les polluants en phase liquide et en phase solide, ce qui revient à régénérer l’adsorbant lors des périodes d’ensoleillement. Ces deux études s’inscrivent dans l’objectif, sur le long terme, de permettre la mise en œuvre d’un procédé de photocatalyse hétérogène solaire en mode continu, capable d’opérer un traitement permanent malgré les fluctuations et l’intermittence solaires. Le premier objectif a consisté à développer un modèle de représentation du transfert radiatif dans les différents milieux hétérogènes réactifs étudiés afin de déterminer la puissance locale absorbée par ces derniers. Dans le cas de particules de photo-catalyseur en suspension, la littérature est relativement fournie, en comparaison des géométries plus complexes, pour lesquelles les études sont moins avancées. Les photo-catalyseurs testés, que sont le dioxyde de titane sous forme particulaire ou déposé sur une mousse alvéolaire macroporeuse inerte, ont ainsi nécessité de développer une approche spécifique. Le second objectif a consisté à déterminer la cinétique de photo-dégradation - dépendant principalement de la concentration en polluant d’étude et de la puissance locale absorbée - à partir d’expérimentations en réacteur fermé. Les vitesses locales des couples polluant, la caféine/photo-catalyseurs, sous forme particulaire ou supportée, ont été déterminées. Connaissant les modèles hydrodynamiques des réacteurs étudiés, un réacteur piston et un réacteur ouvert parfaitement agité, le modèle de représentation de la capacité de traitement, couplant l’ensemble des étapes énoncées (transfert radiatif, cinétique, convection), a été validé et appliqué à des expérimentations de photo-dégradation en réacteur ouvert soumis à des consignes dynamiques représentatives de l’ensoleillement réel. Le dernier objectif, dit exploratoire, a été de tester le matériau composite dans un photo-réacteur ouvert soumis à des cycles sans lumière/avec lumière. La capacité de ce dernier à opérer un traitement photo-catalytique et à s’auto-régénérer au cours des cycles a été montrée
The occurrence of micropollutants in water is recognized as a public health concern that needs to be addressed. The challenge is both to implement water reuse and to prevent micropollutants from being disseminated in the environment, and therefore to stop their detrimental effects. These so-called emerging contaminants are anthropogenic and most of them are non-biodegradable. Therefore, conventional biological treatments of wastewater treatment plants are not appropriate. Heterogeneous photocatalysis belongs to the advanced oxidation processes developed specifically for micropollutants’ removal. This process can be operated under solar light which makes it a relevant environmental-friendly option. Solar characteristics, such as light fluctuation and intermittency, have a direct impact on the process’s treatment capacity and need to be considered for its management. In the literature, photocatalytic reactors are mainly operated in a batch mode, which implies stopping treatment during the night. The development of continuous-mode reactors requires finding solutions to deal with light intermittency. This thesis aims, in a first part, to develop a model to predict the process’s treatment capacity of a continuous-mode reactor based on heterogeneous photocatalysis. This step is essential for the scaling and control of solar processes for micropollutants’ removal. The study also focuses, in a second part, on the reliability of a technology for intermittency management. This technology is based on a composite material made of an adsorbent and a photocatalyst. The adsorbent allows to store micropollutants when light is not enough, during the night or cloudy events. The photocatalyst enables the contaminants to be degraded, both in the liquid and solid phases, in order to operate the liquid treatment as well as regenerating the adsorbent. These two studies aim to bring knowledge to the development of continuous-mode solar processes, that can operate despite solar intermittency and light fluctuations. The first step to reach the previous purposes, is to develop a model to represent the radiation field inside the photoreactor for the two studied photocatalysts with the aim of calculating the local volumetric rate of photon absorption (LVRPA). In case of photocatalysts in suspension, literature about modelling radiative transfer is rich in comparison with supported photocatalysts. Therefore, the two tested media, titanium dioxide in suspension and titanium dioxide supported on an inert macroporous foam, require specific methodologies. The second step is to determine the kinetics model, which is a function of the pollutant concentration and the LVRPA, thanks to batch-mode experiments. Local kinetics of the different pairs “pollutant/photocatalysts” (caffeine/suspension or foam) are determined. Two reactors are studied: a plug-flow one and a perfectly well-mixed one. Knowing the models of their hydrodynamics and their kinetics, the combination of all of them is validated and then applied on photo-degradation experiments of caffeine under dynamic light operating conditions, representative of real solar light. The last purpose is to test the composite material in a continuous-mode photoreactor submitted to cycles alternating light and dark periods. The ability of the composite to degrade and regenerate is evidenced

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Foto, Bienvenu Armand Éric. "Elaboration d'un pilote de filtration horizontale pour la potabilisation de l'eau dans les pays en voie de développement : aspects (bio) physico-chimiques." Thesis, Lille 1, 2015. http://www.theses.fr/2015LIL10006/document.

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Abstract:

L’objectif de la thèse a été la construction d’un pilote de filtration horizontale en République Centrafricaine, pays dont les besoins en eaux potables sont criants. Le pilote devait permettre un traitement simple de l’eau de rivière, nécessitant un minimum d’énergie et de produits de traitement. La filtration lente sur sable qui apparaît comme une réplique des processus naturels dans le sol répond à ces exigences. Après avoir effectué un bilan de la pluviométrie, nous avons pu montrer que si les eaux souterraines étaient de bonne qualité, les aquifères superficiels sont par contre contaminés par le manque d’assainissement. Après examen de la qualité des eaux et sédiments en différents sites du fleuve Oubangui, un pilote a été construit selon les recommandations des «Eaux de Paris» à Bangui et alimenté avec de l’eau de l’Oubangui. Le suivi des performances et de la qualité des eaux produites a montré que ce pilote avec une production de 400l/h respectait les normes exigées pour une eau brute avant javellisation Des essais de la modélisation du transit des eaux dans le pilote ont été entrepris par l’utilisation du modèle MODFLOW. L’emploi du traceur «fluorescéine» a permis de calibrer le modèle .Les propriétés adsorbantes des différents sables du pilote ont été étudiées grâce à l’utilisation conjointe des techniques : MEB/EDS; BET; ICP/AES; CHNS; UV/Visible. Par comparaison avec les sables originels ayant été utilisés dans la conception du pilote, la capacité d’adsorption des sables est améliorée en raison de modifications de surface et de dépôts d’argile et oxydes/hydroxydes de fer dans les interstices et fissures produits par effet d’érosion dû à l’écoulement des eaux
The objective of this thesis concerned the elaboration of a horizontal flow filtration pilot in Central African Republic because of a lack of potable waters in this country. In the conception of this pilot, treatment processes which should be chosen for riverine water purification, have to be low energy cost and easy to be implemented. Taking into account these considerations, we decided to employ the low-filtration method with the sand as the adsorbent. Indeed, this latter is known to behave as a natural adsorbent through hydrogeological processes in sols. After itemizing pluviometric data. it was shown that ground-waters possessed good water quality, whereas aquifers in low depths were found to be instead contaminated. A pilot was built by respecting the recommendations established by Eaux de Paris located at Bangui Performances and quality of treated waters were followed up, and the data obtained during the running were found to be in good accordance first with potable-water criteria with a water production of 400L/h and second with water-quality norms which were usually recommended for a raw water before its chlorination. Modelisation tests on the transit of water in the pilot were carried out using MODFLOW. For model calibration, it was used the dye Fluorescein as a tracer. The adsorption properties of sand in this pilot were studied owing to the combined use of the techniques:SEM/EDS;BET;ICP-AES;CHNS;UV/visible. In comparison with the starting sand used in the construction of the pilot, all the data showed clearly that the adsorption capacity of this sand increases with time owing to surface modifications and clays and iron oxides / hydroxides depositions in cracks

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Climent, Hélène. "Transport du radon à l'interface sol-air : étude de l'influence des paramètres externes." Montpellier 2, 1996. http://www.theses.fr/1996MON20167.

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Abstract:

La comprehension des variations des concentrations en radon dans le sol necessite des mesures fiables et comparables et l'etude de l'influence des parametres externes. Un dispositif d'etalonnage a ete elabore dans le but de tester les appareils de mesure mis au point au laboratoire et les instruments de detection utilises lors des suivis des concentrations en radon. Une chambre d'accumulation a ete construite afin de quantifier l'exhalaison du radon et de mettre en evidence les vitesses ascendantes et descendantes des gaz du sol. Un suivi des concentrations en radon et de divers parametres externes a ete effectue durant 15 mois sur le site experimental du lamalou (herault, france). Les donnees ont ete traitees par analyses correlatoires et spectrales afin d'etudier l'influence de ces parametres sur l'evolution des teneurs en radon. Cette methode d'analyse confirme ou infirme l'existence de relations suggerees par l'observation directe entre parametres externes et teneurs en radon. Elle fournit des informations qualitatives et quantitatives sur ces relations et introduit la notion de temps de reponse. Ces informations sont necessaires a la modelisation du transport du radon a l'interface lithosphere-atmosphere et font de cette methode de traitement statistique des donnees une etude preliminaire importante

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Viala, Yoann. "Elaboration d'un modèle de prédiction de la phytodisponibilité du cadmium dans les sols agricoles : application à la contamination cadmiée du blé dur." Thesis, Bordeaux, 2018. http://www.theses.fr/2018BORD0091/document.

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Abstract:

Le cadmium (Cd) est un élément trace présent dans les sols agricoles qui contamine la chaîne alimentaire en étant prélevé par les plantes et accumulé dans les produits végétaux consommés. La biodisponibilité du Cd est un concept au cœur de l’évaluation des risques de transfert excessif du Cd du sol vers les plantes. Les plantes prélevant essentiellement l’ion Cd2+ dans la solution de sol, la biodisponibilité est fonction de deux principaux processus, la spéciation du Cd en solution (les différentes formes chimiques prises par le Cd en solution) et le partitionnement du Cd2+ entre la phase solide et la solution. L’objectif principal de ce travail a été d’élaborer des modèles simples à visée opérationnelle prédictifs de la concentration en Cd2+ dans la solution de sols agricoles, en modélisant soit la spéciation du Cd en solution de sol, soit le partitionnement phase solide-solution du Cd2+, celui-ci permettant de renseigner en outre la capacité de la phase à réapprovisionner la solution de sol lors de l’absorption racinaire. Nous avons également recherché des modèles pour la prédiction des teneurs en Cd2+ retrouvées dans les grains de blé dur. Nous avons développé deux approches de modélisation. La première, statistique, permet de produire des modèles simples à visée opérationnelle. La seconde, géochimique, permet de comprendre les mécanismes dominants et donc de juger de la cohérence de modèles statistiques simples pour représenter des processus physico-chimiques complexes. Ces deux approches ont montré de manière cohérente que pour les sols agricoles faiblement contaminés, le Cd qui s’échange entre la phase solide et la solution est vraisemblablement sorbé faiblement et peut-être estimé par le Cd extrait par NH4NO3 1 M minoré par une fraction fixée à des oxydes de manganèse. Les modélisations ont également montré l’importance du pH et de la teneur en Ca en solution comme variables contrôlant la solubilité de Cd2+, probablement en raison de leur rôle à régir la disponibilité des sites de sorption et de complexation vis-à-vis du Cd. Le modèle statistique le plus performant pour prédire la teneur en Cd dans le grain de blé dur reprend également ces variables, suggérant ainsi que les modèles statistiques simples de prédiction de la spéciation en solution et de partitionnement sol-solution du Cd sont des modèles pertinents pour estimer la biodisponibilité et qu’ils peuvent permettre de classer des sols en fonction des risques de transfert du Cd du sol vers une culture. Par rapport à l’évolution du contexte réglementaire, le modèle statistique prédictif de la teneur en Cd dans le grain a montré par validation croisée qu’il pourrait discerner de façon assez fiable (88 %) des différences de 0.05 mg Cd.kg-1 de grain et que sa fiabilité serait moindre (65 %) pour des différences de 0.025 mg Cd.kg-1
Cadmium (Cd) is a trace element found in agricultural soils which can contaminate the food chain by being taken up by plants and accumulated in consumed plant products. The bioavailability of Cd is a concept at the centre of the risk assessment of Cd transfer from soil to plants. Plants, taking up essentially the free form of Cd (Cd2+) in the soil solution, bioavailability is a function of two main processes, the Cd speciation in solution (the different chemical forms taken by the Cd in solution) and the partitioning of Cd2+ between the solid phase and the solution. The main objective of this work was to develop simple predictive operational models of Cd2+ concentrations in agricultural soil solution, by modelling either Cd speciation in soil solution or Cd2+ solid-solution partitioning, the latter to further inform the ability of the phase to replenish the soil solution during root absorption. We also looked for models for the prediction of Cd2+ levels found in durum wheat grains. We have developed two modelling approaches. The first, statistical, allows to produce simple models for operational purposes. The second, geochemical, allows to understand the dominant mechanisms and thus to judge the coherence of simple statistical models to represent complex physicochemical processes. These two approaches have consistently shown that for poorly contaminated agricultural soils, the exchanged Cd between the solid phase and the solution is likely to be weakly sorbed and can be estimated by the Cd extracted by 1M NH4NO3 minus a fraction attached to amorphous manganese oxides. Modelling also showed the importance of pH and Ca content in solution as variables controlling the solubility of Cd2+, probably because of their role in controlling the sorption site availability and Cd complexation. The best-performing statistical model for predicting Cd content in durum wheat also picks up these variables, suggesting that simple statistical models for speciation in solution and soil-solution partitioning of Cd are relevant models to estimate bioavailability and that they can be used to classify soils according to the risks of the transfer of soil Cd to a crop. Compared to the evolution of the regulatory context, the statistical model predictive of the Cd content in the grain shown by cross validation that it could discern relatively reliably (88%) the differences of 0.05 mg Cd.kg-1 of grain and that its reliability would be less (65%) for differences of 0.025 mg Cd.kg-1

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Zhao, Jing. "Étude des aspects cinétiques et thermodynamiques gouvernant la perméabilité de modèles d’essence à l’interface de deux matériaux polymères barrières : application à l’optimisation de réservoirs pour carburants." Thesis, Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2010. http://www.theses.fr/2010INPL088N/document.

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Abstract:

Répondant à une forte demande de sécurité, d’économie de poids et d’optimisation du volume utile, les réservoirs pour carburants sont actuellement généralement constitués d’une paroi barrière polymère multicouche visant à limiter les émissions de vapeurs dans l’atmosphère. Etre capable de prédire les perméabilités est primordial pour l’optimisation de telles structures. Grâce à des automates conçus au laboratoire, les mesures de sorption et de perméabilité ont été réalisées pour trois polymères leaders du domaine (PEHD, Liant et EVOH) et des mélanges modèles de carburants composés d’éthanol, d’iso-octane et de toluène. Les propriétés de sorption ont été modélisées par UNIQUAC et un nouveau modèle inédit SORPFIT. Les paramètres des lois de diffusion, de type TSVF2 ou Long généralisé, ont aussi été optimisés pour chaque polymère malgré une difficulté particulière pour l’EVOH. Une méthodologie originale a été ensuite proposée pour la prédiction des flux partiels des multicouches à partir des paramètres caractéristiques des monocouches correspondantes. Selon la nature et la disposition de chaque couche, deux cas de figures ont été identifiés : la limitation cinétique et la limitation thermodynamique du transfert, cette dernière étant estimée à partir des modèles de sorption initialement optimisés. La confrontation des calculs avec les mesures expérimentales réalisées pour des films bicouches et tricouches d’Arkema montre des prédictions très satisfaisantes. Cette approche est finalement étendue à la simulation de la perméabilité de structures multicouches plus complexes et plus représentatives des réservoirs pour carburants industriels
Responding to a strong demand for security, weight reduction and volume optimization, the fuel tanks are currently usually made of polymer multi-layer barriers in order to limit vapour emissions into the atmosphere. The prediction of their permeability remains a world-wide critical challenge for the multi-layer optimization. Thanks to original semi-automated experimental set-ups, sorption and permeability measurements were carried out for three leading polymer materials (HDPE, EVOH and Binder) and model fuel mixtures of ethanol, iso-octane and toluene. The modelling of the sorption properties was successfully achieved by the UNIQUAC model and a new model called SORPFIT. The parameters of the diffusion laws according to the TSVF2 or the generalized Long models were also optimized for each polymer despite some difficulty with EVOH. An original methodology was then proposed for predicting the partial fluxes of polymer multi-layers from the characteristic parameters of the corresponding mono-layers. Depending on the nature and disposition of each layer, two scenarios were identified: the kinetics limitation and the thermodynamics limitation of mass transfer, the latter being estimated from the sorption models initially optimized. The comparison of the calculated fluxes with the experimental data obtained for bi-layer and tri-layer films provided by the world-wide industrial company Arkema showed that the predictions were very satisfying. This approach was then extended to the simulation of the permeability of more complex multi-layer structures which are more representative of commercial fuel tanks

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Loffredo, Nicolas. "Devenir du séléniate dans les sols : mise en évidence expérimentale et modélisation des phénomènes d'hystérèse de sorption/désorption." Phd thesis, Université du Sud Toulon Var, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00608532.

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Abstract:

Dans le contexte des futurs stockages des matières nucléaires en couches géologiques profondes, le transfert desélénium 79 des eaux de nappes vers la biosphère, par le biais de l'irrigation, est un des scenarii envisagés parl'ANDRA. Le sol servirait alors d'interface entre la géosphère et la biosphère.Le modèle actuellement utilisé pour évaluer la mobilité de nombreux éléments dans le sol repose sur une représentationsimple de leur distribution entre la quantité adsorbée sur le sol et la quantité restante en solution (modèleKd), considérée comme instantanée, réversible et linéaire avec la concentration de contamination. Ce modèleprésente des lacunes vis-à-vis du sélénium puisque ce dernier peut être présent sous différents états redoxqui contrôlent sa mobilité et dont les cinétiques de transformation entre ces états sont peu connues (Se(-II), Se(0),Se(IV) et Se(VI)).Dans le but d'améliorer les prédictions faites sur la mobilité du sélénium dans un sol, le séléniate (Se(VI)), qui estla forme la plus mobile, a été utilisé pour étudier ses interactions vis-à-vis de deux sols différents (sol B et sol R).Un modèle cinétique, alternatif au modèle Kd, a été développé pour décrire l'évolution des stocks de Se(VI) ensolution, en considérant une fraction de sélénium associée au sol de façon réversible (potentiellement mobile) etune fraction stabilisée sur le sol (fixée pseudo-irréversiblement). Ce modèle intègre des cinétiques de stabilisationbiotique et abiotique sur le sol, et une cinétique de réduction en solution.Afin d'acquérir les paramètres des modèles, des expériences en batchs et en réacteurs à flux ouvert avecl'utilisation de sacs à dialyse ont été réalisées. L'acquisition des paramètres a permis de confronter les modèlescinétiques et Kd dans différents scenarii réalistes de contamination (chronique ou séquentielle) d'un sol de surfacepar du 79Se(VI).De plus, les mécanismes de sorption du Se(VI) au sein des deux sols ont été évalués en batch avec l'ajout de compétiteursspécifiques vis-à-vis de certains sites pouvant sorber ce dernier (acides humiques et carbonates de calcium).Ceci a été complété avec l'étude de la sorption du Se(VI) sur des phases pures commerciales (silice, hydroxyded'aluminium, goethite, bentonite, carbonate de calcium et acides humiques) ou extraites d'un sol (substanceshumiques), pour différentes concentrations en Se(VI) (10-8, 10-6 et/ou 10-3 mol/L), de l'impact de l'ajout dephases pures réactives, dans les sols, sur la sorption du Se(VI).Il a été montré que le Se(VI) était sorbé sous la forme de complexes de sphères externes (CSE) au sein du sol Rpour des concentrations inférieures à 10-6 mol/L, tandis que dans le sol B, la majorité était sorbée sous la formesde complexes de sphère internes (CSI). La formation de CSE étant réversible et instantanée, l'utilisation du modèleKd était donc suffisante pour décrire la sorption du Se(VI) au sein du sol R, dans les expériences en réacteursà flux ouvert.A contrario, pour le sol B, il a été montré que le modèle Kd, contrairement au modèle cinétique, présentait deslacunes pour décrire la sorption pseudo-irréversible du Se(VI), engendrée par la formation de CSI.Il a été montré que les mécanismes biotiques étaient majoritaires au sein du sol B, en raison de l'apport de nutrimentspour les microorganismes, par l'utilisation de sacs à dialyse en cellulose régénérée. Cependant les mécanismesabiotiques ont aussi eu lieux au sein du sol B.14/256Les études sur les phases pures ont montré que seuls l'hydroxyde d'aluminium (pH 5,2 et 8) et la goethite (pH 5,2)pouvaient sorber le Se(VI) respectivement de manière pseudo-irréversible et réversible (pour [Se(VI)] < 10-6mol/L).Enfin, il a été montré que l'ajout de certaines phases pures (goethite et hydroxyde d'aluminium) au sein des deuxsols, pouvait entrainer une augmentation ou une diminution de la sorption du Se(VI) par rapport à celle attendue(additivité réactionnelle). Les interactions solide/solide directes et/ou indirectes, (la plus connue étant le coating)peuvent être à l'origine de la difficulté d'évaluation, de manière générique, de la sorption du Se(VI) au sein dusol, connaissant seulement sa composition élémentaire.

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Hoang, Thi Thao Phuong. "Méthodes de décomposition de domaine espace-temps pour la formulation mixte de problèmes d'écoulement et de transport en milieu poreux." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00922325.

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Abstract:

Cette thèse présente une contribution aux développements de méthodes numériques pour la simulation d'écoulements en milieu poreux, en particulier par des méthodes de décomposition de domaine espace--temps qui permettent l'utilisation de pas de temps différents dans les différents sous--domaines. Nous étudions deux types de méthodes: la première est basée sur une généralisation de l'opérateur de Steklov-Poincaré au cas de problèmes dépendants du temps, et la seconde est basée sur la méthode de Relaxation d'Onde Optimisée de Schwarz (OSWR) dans laquelle des conditions de transmission plus générales (Robin ou Ventcell) sont utilisées pour accélérer la convergence de l'algorithme. Ces deux méthodes sont étudiées sur une formulation mixte qui est bien adaptée à la modélisation de l'écoulement et du transport en milieu poreux. Nous considérons tout d'abord un problème de diffusion et formulons, pour chaque méthode, un problème sur l'interface espace -temps entre les sous-domaines. Le caractère bien posé de ces problèmes, avec des conditions aux limites de Dirichlet ou de Robin, est démontré. Les preuves de convergence de l'algorithme OSWR et de sa version semi-discrète sous forme mixte sont également données. Des expériences numériques sont menées en 2D pour comparer les performances des deux méthodes sur des problèmes fortement hétérogènes, et un préconditionneur de Neumann--Neumann dépendant du temps permet d'accélérer la première méthode. Les deux méthodes sont ensuite étendues au cas d'une équation d'advection-diffusion, l'advection et la diffusion étant traitées séparément grâce une technique de séparation d'opérateurs, ce qui permet d'utiliser des pas de temps différents pour les deux phénomènes dans chaque sous-domaine. Des conditions de transmission sont proposées séparément pour l'advection et pour la diffusion. La convergence des méthodes est étudiée sur des exemples numériques, pour des problèmes en régime d'advection dominante ou de diffusion dominante, et leur précision en temps est étudiée dans le cas de grilles non-conformes en temps. Deux exemples inspirés de la simulation du stockage de déchets nucléaires sont étudiés, et la simulation sur des temps longs est réalisée par l'intermédiaire de fenêtres en temps. Nous considérons également la méthode OSWR avec des conditions de transmission de Ventcell, étendues à la formulation mixte. Nous démontrons que les problèmes de sous--domaine avec des conditions aux limites de Ventcell sont bien posés. Nous comparons les performances des paramètres optimisés pour Ventcell et Robin dans le cas de problèmes hétérogènes pour une décomposition en deux sous-domaines. Enfin, nous étudions l'extension des deux méthodes au cas où l'interface représente une fracture pour un modèle réduit d'écoulement dans un milieu poreux fracturé.

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Fenouillet, Xavier. "Modélisation de nanoparticules d'or fonctionnalisées pour l'antibiothérapie : étude des relations morphologie stabilité." Thesis, Toulouse 3, 2018. http://www.theses.fr/2018TOU30356.

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Abstract:

La surutilisation des antibiotiques depuis la maîtrise de leur extraction et de leur synthèse a conduit à l'apparition de souches bactériennes résistantes aux antibiotiques connus. La lutte contre la résistance aux antibiotiques est devenue un enjeu majeur de santé publique ces dernières années. Dans ce contexte, les nano-antibiotiques, composés de nanoparticules d'or à la surface desquelles sont greffés des antibiotiques, présentent souvent des propriétés exceptionnelles, allant même jusqu'à contourner les mécanismes de résistance bactérienne. Parmi ces nano-antibiotiques, les systèmes hybrides nanoparticules d'or/ampicilline (AuNPs@Ampicilline) sont très efficaces. Cependant, malgré leurs propriétés antibactériennes très prometteuses, très peu d'informations concernant leur structure à l'échelle atomique sont rapportées dans la littérature. Dans la première partie de cette thèse, la structure et l'énergie des nano-antibiotiques AuNPs@Ampicilline ont été étudiées à l'aide de simulations numériques basées sur les premiers principes. Pour cela, nous avons modélisé l'adsorption de l'ampicilline sur les trois facettes de faible indice de Miller des AuNPs (Au(111), Au(100) et Au(110)) en fonction à la fois du taux de couverture de l'antibiotique et de son état de protonation. Les interactions intermoléculaires se sont révélées très stabilisantes pour des taux de couverture compatibles avec les données expérimentales. Une zone de concentration d'antibiotique optimale a été déterminée, dans laquelle la combinaison d'une interaction favorable surface d'or-antibiotiques et d'interactions intermoléculaires stabilisantes conduit à une stabilisation globale des nano-antibiotiques. En ce qui concerne le mécanisme d'action de ces derniers, cette étude a confirmé que le site actif de l'antibiotique libre est exposé au solvant lorsque l'antibiotique est greffé sur la nanoparticule d'or. Dans une deuxième partie, les modes d'adsorption de petites molécules sur les trois surfaces d'or ont été étudiés. Ces molécules ont été choisies parce qu'elles correspondent aux principaux groupes fonctionnels présents dans la plupart des familles d'antibiotiques, à savoir SCH3, OCH3 et NHCH3. Cette étude a été réalisée de manière systématique, c'est-à-dire en étudiant toutes les positions possibles des groupes fonctionnels sur des surfaces nues et en présence d'un ou deux adatomes sur la surface d'or. L'analyse des données de ces simulations montre que le comportement des SCH3 et OCH3 est très similaire, avec des différences d'énergie d'adsorption, de transfert de charge et d'angles de liaison qui ne diffèrent que par une constante. [...]
The overuse of antibiotics since the mastering of their extraction and synthesis has led to the appearance of antibiotics-resistant strains of bacteria. The fight against antibiotic resistance has become a major public health issue in recent years. In this context, nano-antibiotics composed of gold nanoparticles with antibiotics grafted on their surface often exhibit outstanding properties, sometimes even bypassing bacterial resistance mechanisms. Among these nanoantibiotics, gold nanoparticles/ampicillin hybrid systems (AuNPs@Ampicillin) are very effective. However, despite their very promising antibacterial properties, very little information concerning their atomic-scale structure is reported in the literature. In the first part of this thesis, the structure and energetics of AuNPs@Ampicillin nano-antibiotics have been investigated using first-principles numerical simulations through the study of the ampicillin adsorption on the three low Miller index facets Au(111), Au(100) and Au(110) of the AuNPs as a function of both the antibiotics coverage and its protonation state. Intermolecular interactions were found to be very stabilizing for coverages compatible with experimental data. An optimal coverage zone has been determined, in which the combination of a favorable gold surface-antibiotics interaction and of stabilizing intermolecular interactions can lead to an overall stabilization of the nano-antibiotics. As regards the mechanism of action of the nano-antibiotics, this study has confirmed that the active site of the free antibiotic is exposed to the solvent when the antibiotic is grafted onto the gold nanoparticle. In a second part, the adsorption behavior of small molecules on the three gold surfaces has been investigated. These molecules were chosen because they correspond to the main functional groups found in most of the antibiotics families, namely SCH3, OCH3, and NHCH3. This study was done using a systematic approach, i.e. by studying all possible positions of the functional groups on bare surfaces and in the presence of one or two adatoms on the gold surface. The analysis of the data from these simulations shows that the behavior of SCH3 and OCH3 is very similar, with differences in adsorption energy, charge transfers and bonding angles that differ only by a constant.[...]

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Shalygin, Maxim. "Réalisation et caractérisation du transport sélectif gazeux de contacteurs gaz-liquide à membrane (Selective transport of gases in gas-liquid membrane system)." Thesis, Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2007. http://www.theses.fr/2007INPL022N/document.

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Abstract:

Ce travail rapporte l’étude de systèmes membranaires à valves sélectives (SMV), qui combinent les avantages des techniques de séparation par membrane et par absorption. La 1ère partie du mémoire présente l'étude du transport de matière en régime permanent et transitoire dans les SMV élaborés à partir de membranes polymères denses et de solution aqueuses. Dans la 2ème partie le développement d'un modèle mathématique original pour la simulation des SMV est proposé ainsi que son évaluation expérimentale pour les séparations CO2/CH4/H2, avec des solutions aqueuses confinées de K2CO3. Des améliorations simultanées de la perméabilité (˜ 4 fois) et de la sélectivité (>20 fois) ont été obtenues pour CO2 avec le mélange CO2/H2. Un logiciel basé sur un nouveau modèle de transport de gaz dans ces contacteurs membranaires prenant en compte la sorption physique et chimique dans la phase liquide a été développé pour le calcul de la perméabilité en régime transitoire ou permanent
Combined gas-liquid membrane systems gather the advantages of membrane and absorption separation techniques. Specifically, selective membrane valves (SMV called flowing liquid membranes) were studied, i.e. creation, gas transport experiments, liquid nature and temperature dependences, and modelling. SMV use a flowing layer of liquid supported between two membranes. The 1st part of the dissertation reports the study of steady and non-steady state gas transports in SMV built out dense polymeric membranes. In the 2nd part is given the development of an original mathematical model for SMV simulation and its experimental assessment for CO2/CH4/H2 mixtures with aqueous solutions of K2CO3. From systematic studies of steady and non-steady state processes, both in flow-through and circulating modes, it was found that increasing of temperature and liquid carrier concentration (K2CO3) leads to the simultaneous rise of permeability and selectivity during CO2 recovery from CO2/H2 mixture

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Dissertations / Theses on the topic 'Chlorophénols – Adsorption – Modèles mathématiques'

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