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Dissertations / Theses on the topic 'Modélisation de la précipitation'
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Perez, Michel. "Approche mult-échelle de la précipitation." Habilitation à diriger des recherches, INSA de Lyon, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00511311.
Full textAbstract:
La précipitation de phases durcissantes dans les alliages métalliques est une préoccupation industrielle et scientifique majeure. En effet, l'ajout de quelques éléments d'alliages, même en faible quantité, peut changer radicalement les propriétés d'usage de bon nombre de matériaux métalliques. Or, les premiers instants de la précipitation sont, à l'heure actuelle, mal connus. Quels sont les paramètres qui régissent la morphologie des précipités ? Pourquoi certains précipités germent-ils sur les dislocations ? Pourquoi la chimie des précipités est-elle parfois différente de celle du même matériau massif ? L'ambition de ce mémoire n'est pas de trouver des réponses à toutes ces questions, mais de proposer une approche qui combine les outils expérimentaux locaux (microscopies) et globaux (pouvoir thermo- électrique, diffusion des rayons X,..) à des techniques de modélisation allant de l'échelle atomique (dynamique moléculaire, Monte-Carlo cinétique) à l'échelle mésoscopique (théorie « classique » de la germination, thermodynamique). Dans ce mémoire, un point est fait sur les travaux que j'ai réalisés dans ce domaine au laboratoire MATEIS et sur les collaborations qu'ils ont impliquées. Une large place est faite aux perspectives dégagées par ces quelques années de recherche et d'enseignement effectuées à l'INSA de Lyon.
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Philippe, Thomas. "Précipitation du bore dans le silicium : expérience, méthodologie et modélisation." Phd thesis, Université de Rouen, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00648694.
Full textAbstract:
Plusieurs phénomènes modifient la redistribution du bore dans le silicium fortement implanté. Pendant le recuit thermique d'activation, les interactions entre les dopants et les défauts d'implantations viennent affecter et complexifier la redistribution du bore. A cela peut venir s'ajouter des phénomènes de précipitation dans les régions sursaturées en dopants. Ces interactions peuvent conduire à la désactivation partielle des dopants. Cette thèse traite en particulier de la précipitation ou mise amas du bore dans le silicium fortement implanté. Ces questions sont étudiées en sonde atomique tomographique. Des outils statistiques sont développés pour caractériser la mise en amas. Les théories non classiques de germination sont explorées pour comprendre la formation de germes dilués. Enfin, un modèle couplant diffusion et germination classique est proposé pour prédire l'allure des profils de concentration en dopant après recuit thermique.
3
Gaychet, Sylvain. "Modélisation des décharges couronnes négatives : Application à la précipitation électrostatique." Pau, 2010. http://www.theses.fr/2010PAUU3038.
Full textAbstract:
La filtration électrostatique offre de nombreux avantages du point de vue du traitement des déchets nucléaires. En effet, elle permet de filtrer des particules d’une taille inférieure au micron, en n'engendrant ni déchets secondaires (absence de média filtrant), ni pertes de charge dans le circuit de traitement. Ce travail de thèse porte sur l'étude des décharges couronnes négatives dans l'air à pression atmosphérique intervenant dans un procédé d'électrofiltration développé par le CEA. L'objectif est de comprendre dans quelle mesure, et comment, les phénomènes extérieurs inhérents à l'électrofiltration, en particulier l'alimentation spécifique utilisée, la température et la présence des particules polluantes dans l'intervalle ou sous forme de dépôts sur les électrodes, modifient la décharge afin d'améliorer les procédés d'électrofiltration. Ce travail est basé sur une étude expérimentale fondamentale de la décharge négative ainsi que sur des simulations numériques de la décharge dans des conditions proches du fonctionnement de l'électrofiltre pilote du CEA<br>Electrostatic precipitation presents many advantages from the nuclear wastes treatment's point of view. Indeed, this kind of process can capture submicronic particles without producing secondary wastes (no filter media) and without pressure looses in the exhaust circuit. The work presented in this thesis concerns the study of negative corona discharges in air at atmospheric pressure occurring in an electrostatic precipitator (ESP) developed by the CEA (Atomic Energy Committee). The aim of this study is to determine how the electrostatic precipitation dedicated phenomena, especially the specific high voltage generator, the gas temperature and the fact that particles are flowing through the gap then collapsing on the electrodes, modify the discharge to improve the efficiency of ESPs. This work is based on a fundamental experimental study of the negative corona discharge and on numerical simulations of this discharge under conditions close to those of the lab scale ESP developed by the CEA
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Sommer, de Gélicourt Yann. "Précipitation turbulente d'oxalate d'uranium en réacteur vortex : étude expérimentale et modélisation." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2004. http://www.theses.fr/2004INPL013N.
Full textAbstract:
Le procédé industriel de précipitation oxalique conduit dans une cuve non chicanée agitée magnétiquement, le Réacteur Vortex, a été étudié sur simulant du plutonium: l'uranium. La modélisation de la précipitation nécessite un modèle de mélange pour la phase liquide continue et la résolution du bilan de population pour la phase solide dispersée. La réaction chimique étant influencée par le mélange à l'échelle moléculaire, non résolu par les codes commerciaux de CFD, un modèle de mélange en sous-maille a été introduit: les fonctions de densité de probabilités en modes finis, et couplé à un modèle de cascade d'énergie des liquides. L'évolution de la phase dispersée est résolue par une méthode de quadrature des moments, avec des cinétiques expérimentales de nucléation et de croissance, et un noyau d'agglomération fonction du cisaillement local. Le potentiel de cette approche locale, sans aucun ajustement, est renforcé par la cohérence des résultats de simulation et expérimentaux<br>Industrial oxalic precipitation processed in an unbaffled magnetically stirred tank, the Vortex Reactor, has been studied with uranium simulating plutonium. Modelling precipitation requires a mixing model for the continuous liquid phase and the solution of population balance for the dispersed solid phase. Being chemical reaction influenced by the degree of mixing at molecular scale, that commercial CFD code does not resolve, a sub-grid scale model has been introduced : the finite mode probability density functions, and coupled with a model for the liquid energy spectrum. Evolution of the dispersed phase has been resolved by the quadrature method of moments, first used here with experimental nucleation and growth kinetics, and an aggregation kernel based on local shear rate. The promising abilities of this local approach, without any fitting constant, is strengthened by the similarity between experimental results and simulations
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Bundeleva, Irina. "Modélisation expérimentale de la précipitation des minéraux carbonatés lors de l'activité bactérienne." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00671484.
Full textAbstract:
La minéralisation induite par l'activité microbienne joue un rôle majeur dans le fonctionnement des écosystèmes passés et présents. Cette étude présente les données expérimentales de précipitation de CaCO3 à partir de cultures pures de deux types de bactéries anoxygéniques phototrophiques (APB) : Rhodovulum steppens A-20s haloalcaphilique et Rhodovulum sp. S-17-65 neutrophilique halophilique, ainsi que de cyanobactéries Gloeocapsa sp.. Ces bactéries représentent deux groupes importants d'organismes photosynthétiques depuis les temps les plus anciens jusqu'à nos jours. Dans ce contexte, cette thèse a pour objectif principal de caractériser les processus biologiques de précipitation de CaCO3 et d'évaluer l'existence d'un processus métabolique protégeant les bactéries étudiées contre la minéralisation de carbonates à leur surface. Pour cela, des expériences cinétiques, des mesures de potentiel zêta et d'adsorption de Ca à la surface bactérienne, couplées à des observations par Microscopie Electronique à Balayage (MEB), en Transmission (MET) et des analyses chimiques par émission et diffraction de rayons X (EDX et XRD) ont été menées. Les résultats de cette étude démontrent que les bactéries étudiées prennent une part active dans la précipitation de CaCO3 . Les mesures de potentiel zêta suggèrent l'existence d'un mécanisme de protection de la cellule pour les APB étudiées, basé sur le maintien métabolique d'une charge de surface plus positive à pH alcalin, préservant les bactéries actives de l'adsorption de Ca2+ et de la précipitation subséquente de carbonates à leur surface. L'existence d'un tel mécanisme n'est pas confirmée pour Gloeocapsa sp. Ainsi, deux mécanismes différents de nucléation de CaCO3 peuvent être mis en évidence : un premier mettant en jeu une sursaturation non-spécifique pour les bactéries anoxygéniques phototrophiques (APB), et un deuxième par nucléation spécifique au niveau de la membrane cellulaire pour les cyanobactéries Gloeocapsa sp..
6
Milhet, Gayraud Nathalie. "Étude expérimentale et modélisation de la précipitation [gamma]' dans le superalliage N18." Grenoble INPG, 1994. http://www.theses.fr/1994INPG0035.
Full textAbstract:
Les excellentes proprietes mecaniques des superalliages leurs sont conferees par la precipitation de la phase gamma prime issue des divers traitements thermiques. L'etape de trempe qui succede a l'elaboration par metallurgie des poudres des disques de turboreacteur en superalliage a base de nickel, conditionne fortement l'etat mecanique et microstructural final du materiau. L'objectif de ce travail est de developper et de valider un modele qui decrit la cinetique de precipitation de la phase gamma prime afin d'optimiser la microstructure resultant de cette trempe. Une serie de demarches experimentales a permis d'analyser et d'identifier le comportement du materiau au cours de ce traitement thermique. L'influence de la vitesse de refroidissement sur la microstructure finale et sur l'allure de la fraction volumique transformee est etudiee experimentalement par dilatometrie de trempe et observation electronique a transmission. Ces observations montrent que la coalescence s'effectue suivant la loi de lsw et que l'on retrouve la sequence de transformation morphologique sphere cube octocube dendrite observee dans le cas des transformations anisothermes. La dilatometrie permet egalement de mettre en evidence le domaine de precipitation de la phase gamma prime. De la meme facon, l'influence de la temperature de mise en solution sur la microstructure et sur la fraction volumique f#v est analysee. De plus, les enregistrements dilatometriques permettent d'apprecier la dissolution de la phase gamma prime en cours de chauffage a partir de microstructures variees. Enfin, la microstructure du n18 en cours de refroidissement est suivie par hyper-trempe a environ 10#5 k/s dans un four concu specialement pour cette etude. Une famille tres fine de phase gamma prime est mise en evidence par met et diffusion de neutrons aux petits angles. L'ensemble des resultats obtenus permettent de valider le modele base sur la theorie classique de nucleation et les lois de coalescence de lsw et permet de rendre compte de la capacite du calcul a decrire la precipitation intragranulaire (secondaire et tertiaire) au cours de traitements thermiques divers
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Bossoutrot, Jean-Michel. "Modélisation de la précipitation du perborate de sodium tétrahydraté en lit classificateur." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1994. http://www.theses.fr/1994INPL063N.
Full text
8
Balan, Alexandre. "Modélisation isotherme et anisotherme de la limite d'élasticité précipitation-dépendante de l'Inconel 718." Thesis, Lyon, 2017. http://www.theses.fr/2017LYSEI003/document.
Full textAbstract:
Ce manuscrit de thèse présente les résultats de travaux concernant les effets des transitoires thermiques sur la précipitation des phases intermétalliques dans le superalliage base nickel Inconel 718® et les conséquences de cette précipitation sur les propriétés mécaniques de cet alliage. Ces travaux se concentrent sur une approche couplée capable de décrire l’évolution de la précipitation de la phase γ'' et ses conséquences sur la limite d’élasticité de l’Inconel 718®. L’état de précipitation est modélisé grâce à l’implémentation des équations de la théorie classique de germination et de croissance, modifiées afin de prendre en compte la géométrie en plaquette des précipités γ''. Ce modèle de précipitation est ensuite validé par des données expérimentales issues de la littérature mais également d’observations au microscope électronique en transmission et d’essais de diffusion de neutrons aux petits angles. La distribution de taille de la phase γ'' ainsi simulée est utilisée comme donnée d’entrée d’un modèle de prédiction de la limite d’élasticité précipitation-dépendant. Ces limites d’élasticité simulées sont enfin comparées à des résultats expérimentaux issus d’essais de traction. Une maquette de soudage a ensuite été réalisée afin de tester le modèle de prévision de limite d’élasticité pour des transitoires thermiques, dans un cas industriel<br>This thesis manuscript presents the results of work concerning the effects of thermal transients on the precipitation of intermetallic phases in the nickel-based superalloy Inconel 718® and the consequences of this precipitation on the mechanical properties of this alloy. This work focuses on a coupled approach capable of describing the evolution of the precipitation of the γ'' phase and its consequences on the yield strength of the Inconel 718®. The precipitation state is modeled thanks to the implementation of the equations of the classical germination and growth theory, modified to take into account the platelet geometry of the γ'' precipitates. This precipitation model is then validated by experimental data from the literature but also from transmission electron microscope observations and small angle neutron scattering tests. The size distribution of the γ'' phase thus simulated is used as the input data of a model for predicting the precipitation-dependent elasticity limit. These simulated elasticity limits are finally compared with experimental results from tensile tests. A welding model was then made to test the elastic yield prediction model for thermal transients in an industrial case
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Mojica-Rodriguez, Luz-Adriana. "Modélisation du procédé de précipitation du peroxyde d’uranium en réacteur à lit fluidisé." Thesis, Université de Lorraine, 2015. http://www.theses.fr/2015LORR0225.
Full textAbstract:
Les minerais d’uranium sont généralement peu concentrés avec des teneurs en uranium inférieures à 1%. Pour éviter le transport inutile de tonnages importants sur de longues distances, des opérations de purification et de concentration s’effectuent à proximité immédiate des sites miniers. Après purification, l’uranium est précipité pour conduire à un concentré solide appelé couramment « Yellow-Cake » et contenant entre 70 et 76% d’uranium. Cette thèse apporte une contribution à l’étude du procédé de précipitation du Yellow-Cake, sous forme de peroxyde d’uranium, en réacteur à lit fluidisé. Afin de mieux comprendre tous les mécanismes mis en jeu au cours de la précipitation, nous avons développé des méthodes permettant de mettre au point un modèle de solubilité, de compléter les données cinétiques et de proposer un modèle décrivant le procédé de précipitation en réacteur à lit fluidisé. Les cinétiques de nucléation et de croissance cristalline ont été déterminées par Planteur (2013). L’identification de la loi cinétique d’agglomération consiste en la détermination du noyau d’agglomération en fonction des paramètres influençant le mécanisme d’agglomération. Plus précisément, dans le cas du peroxyde d’uranium, le mécanisme d’agglomération est caractérisé par un noyau d’agglomération constant par rapport à la taille des particules, mais proportionnel à la vitesse de croissance cristalline (ordre 1 vis-à-vis de la sursaturation) et une vitesse d’agglomération freinée significativement par une augmentation du taux de cisaillement. L’étude expérimentale du procédé de précipitation du peroxyde d’uranium en réacteur à lit fluidisé a porté sur l’influence des conditions opératoires sur la qualité du produit final obtenu : vitesse d’agitation, capacité du réacteur et teneur en sulfate. À partir des données expérimentales obtenues en réacteur à lit fluidisé sur une installation pilote, un modèle de réacteur parfaitement mélangé avec séparation de la phase solide (MSSPR) est développé avec succès pour le procédé de précipitation du peroxyde d’uranium. Le modèle proposé peut ensuite être mis à profit pour dimensionner les précipitateurs à lit fluidisé du type MSSPR<br>Currently exploited uranium deposits contain less than 1% of uranium. Once uranium ore has been extracted, it is transported to a processing plant. Purification and concentration are required in order to reduce the cost of uranium transportation. The precipitation of uranium present inside mill leach solutions produces a solid known as yellow cake. This precipitate contains around 75% uranium. This PhD thesis deals with the yellow cake precipitation process in a fluidized-bed reactor. The process produces uranium peroxide. We develop methods for studying the kinematic mechanisms that take place during the precipitation process. We provide a global model of the uranium peroxide precipitation process in a fluidized-bed reactor. Planteur (2013) studies the kinematics of uranium peroxide nucleation and crystal growth. His thesis work presents a parametric study that quantifies the influence of operating parameters on the agglomeration mechanism. The uranium peroxide agglomeration kernels are found to be particle size-independent, directly proportional of the crystal growth rate, and inversely proportional to the average shear rate. Our experiment stresses the influence of key operating parameters on the yellow cake precipitation in a fluidized-bed reactor. We investigate the effects of stirring speed, feed flow, and sulfate concentration on the uranium peroxide precipitation. We use our experimental results for modeling the precipitation process. We propose a model called Mixed Suspension Separated Product Removal (MSSPR). The successful application of this model reveals its potential for sizing fluidized-bed reactors at the industrial scale
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Salvatori, Fabien. "Les procédés de précipitation polyphasique : de l'étude des mécanismes fondamentaux à la modélisation." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2003. http://www.theses.fr/2003INPL002N.
Full textAbstract:
Les procédés de précipitation polyphasique font intervenir de nombreux phénomènes tels que le mélange, le transfert de matière, les processus de précipitation. Face à la complexité des phénomènes, la connaissance de ces procédés reste limitée. Une première étude porte sur un système modèle facile à mettre en œuvre : la précipitation de carbonate de baryum à partir de dioxyde de carbone pur et de solutions d'hydroxyde de baryum. Ces travaux ont permis de dégager les grandes tendances de cette précipitation, de hiérarchiser l'influence des paramètres opératoires et des régimes de fonctionnement. Afin de ne laisser aucun paramètre libre dans le modèle, le transfert de matière gaz-liquide est déterminé dans notre cas d'étude où le gaz réactif pur est presque entièrement consommé dans le réacteur. De même, les cinétiques de précipitation (nucléation, croissance) sont déterminées puis injectées dans le modèle. La seconde étude, plus complexe et plus difficile à réaliser, met en œuvre la précipitation 'solide - gaz - liquide - solide' d'un produit industriel (P)<br>Polyphasic precipitation processes implement many phenomena such as mixing, mass transfer, precipitation mechanisms. Due to the complexity of the phenomena, the knowledge of these processes remains limited. The first study is based on a model system : the precipitation of barium carbonate using pure carbon dioxide and barium hydroxide solutions. This work allowed us to determine the influence of operating parameters and of the operating mode. In order to fix all the parameters of the model, the gas - liquid mass transfer is determined in our particular case where nearly all the reactant gas is consumed in the reactor. The precipitation kinetics (nucleation, crystal growth) are also determined and injected in the model. The second study, more complex, implements a 'solid - gas - liquid - solid' precipitation of an industrial product (P)
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Hanhoun, Mary. "Analyse et modélisation de la précipitation de struvite : vers le traitement d'effluents aqueux industriels." Thesis, Toulouse, INPT, 2011. http://www.theses.fr/2011INPT0037/document.
Full textAbstract:
La réduction des apports phosphorés des eaux usées régie par la Directive Européenne de 1991 (91/271/EEC) est considérée comme le facteur clé de la lutte contre la pollution des rivières et des lacs. Ces travaux concernent exclusivement l'étude de la formation maîtrisée de struvite (MgNH4PO4.6H2O) par précipitation comme alternative originale de récupération du phosphore et, par voie de conséquence, de l'ammonium à partir d'eaux usées. Un atout de ce procédé concerne la valorisation du précipité en tant que fertilisant. Dans ce contexte général, l'objectif consiste à développer une démarche combinant des aspects expérimentaux et de modélisation de la précipitation de la struvite. Un effluent synthétique contenant du phosphore, du magnésium et de l'ammonium a servi de solution modèle pour étudier le rôle de la température, de la concentration en réactifs, et du pH sur l'efficacité de la précipitation de la struvite ainsi que sur la distribution de la taille des cristaux obtenus. Les essais expérimentaux ont été réalisés par précipitation en cuve agitée. Diverses méthodes d'analyse des phases solide et liquide (spectrophotométrie, absorption atomique, granulométrie laser, MEB et Morphométrie) ont été utilisées. Le dosage du magnésium, ainsi que celui d'ammonium et du phosphore permet de déterminer le taux de conversion de ces composés et d'étudier une éventuelle formation d'un sous-produit. L'approche développée dans ce mémoire permet de déterminer les conditions de pH et de température favorisant l'efficacité maximale pour la récupération de la struvite. Deux voies complémentaires ont été proposées. La première étape concerne la modélisation des équilibres chimiques, d'une part, pour calculer le taux de conversion du phosphate final en fonction du pH à l'équilibre pour plusieurs températures et, d'autre part, pour évaluer l'impact de la température sur la constante de solubilité de la struvite. La stratégie numérique implique un algorithme génétique (NSGA II) pour initialiser efficacement un algorithme de résolution classique (Newton Raphson) et garantir la robustesse de la procédure. Dans la seconde étape, un modèle numérique basé sur un bilan de population couplé avec le modèle thermodynamique prédit la distribution de taille des particules,. Cette approche s'est avérée particulièrement stable d'un point de vue numérique lors du calcul des paramètres des vitesses de nucléation et de croissance, utilisés ensuite pour prédire la distribution de taille à l'aide d'une méthode de reconstruction. La forme de la distribution de taille des cristaux obtenue est typique d'un modèle nucléation – croissance. La méthodologie proposée trouve tout son intérêt pour traiter des effluents de qualité variable et prédire l'efficacité du procédé dans lequel le contrôle du pH et de la sursaturation constituent des paramètres clés<br>The reduction of phosphorus contribution in wastewater, governed by the European directive of 1991 (91/271/EEC) is regarded as the key factor of the fight against pollution of rivers and lakes. This work concerns exclusively the study of the controlled struvite formation (MgNH4PO4.6H2O) by precipitation as an alternative removal of phosphorus and, consequently, of ammonium from waste-water discharges. The valorization of the precipitate as a fertilizer constitutes an asset of the process. In this general context, the objective consists in developing a methodology combining an experimental approach with struvite precipitation modelling. A synthetic effluent containing phosphorus, magnesium and ammonium was used as a model solution to study the role of temperature, concentration in reagents and pH on struvite precipitation efficiency as well as on particle size distribution in a stirred tank reactor. Various analysis methods of both solid and liquid phases (spectrophotometry, atomic absorption, laser granulometry, MEB and Morphology) were used. The residual concentration of magnesium, ammonium and phosphorus allows to determine the conversion rate of these compounds and to study a likely formation of a co-product. The proposed framework is based on a two-level modelling approach. The former level, based on an equilibrium prediction of the study system Mg-PO4-NH4, involves, on the one hand, the computation of the final conversion rate of phosphate as a function of equilibrium pH at different temperatures and, on the other hand, the temperature impact assessment on struvite solubility product. The numerical strategy implies a genetic algorithm (NSGA II) to initialize a traditional algorithm of resolution (Raphson Newton) and to guarantee the robustness of the process. In the second stage, a population balance-based model coupled with the thermodynamic one predicts the particle size distribution. This approach turns out to be particularly numerically stable for the identification of nucleation and particle growth kinetics parameters that are then used to predict the size distribution, typical of a nucleation - growth model, using a method of reconstruction. The proposed methodology is particularly interesting for the treatment of industrial waste-water discharges that may be of variable quality as well as for the prediction of the process efficiency for which pH control and supersaturation constitute key parameters
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Khalij, Mohamed. "Caractérisation et modélisation de l'efficacité de filtration d'un électrofiltre de type Cottrell." Nancy 1, 2001. http://www.theses.fr/2001NAN10240.
Full textAbstract:
Les électroprécipitateurs sont essentiellement utilisés dans l'épuration des gaz. L'inconvénient majeur est le surdimensionnement de ce type d'appareil. Le but de ce travail de thèse consiste à étudier et à modéliser la dispersion des particules submicroniques à travers un électroprécipitateur cylindrique afin de déterminer l'efficacité de filtration de ce type d'appareil. Après avoir passé en revue la théorie sur les particules en suspension et les techniques de filtration gaz-particules, nous proposons une synthèse des moyens disponibles, à ce jour, pour le dimensionnement des électrofiltres. Ensuite, nous décrivons le banc expérimental conçu suivant les normes en vigueur tout en insistant sur les techniques d'évaluation expérimentale de l'efficacité de collection. Dans le quatrième chapitre, nous développons un code de calcul sur la base d'un modèle du type convection-diffusion couplé avec le champ électrique non uniforme et un modèle de charge précis. Cet outil de prédiction est basé sur une formulation Volumes Finis. Nous terminons par un chapitre, où nous exposons les résultats de notre étude expérimentale et les résultats de simulation<br>The electroprecipitator are mainly used in the gas cleaning. The major disadvantage is the oversizing of this apparatus type. This aim of phD work consists in studying and modelling the dispersion of the submicronic particles inside a cylindrical electroprecipitator in order to determine the collection efficiency of this apparatus. After having reviewed the theory on the suspended particles and the technical filtration of gas-particles flow, we propose a synthesis of the means available, for the electrostatic precipitator design. Then we describe the experimental apparatus designed in accordance with the standards in force. We lay particular stress on the experimental evaluation technical of the collection efficiency. Finally in the fourth chapter, we develop a numerical model. It is based on convection-diffusion model with a none uniform electric field and a charge model precise. This prediction tool is based on a finite Volumes method. We finish by a chapter where we expose the results of our experimental study and the simulation results
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Kirchner, Sara. "Approche multi-échelle de l'agrégation dans le procédé de précipitation de boehmite." Phd thesis, Toulouse, INPT, 2015. http://oatao.univ-toulouse.fr/15134/1/Kirchner.pdf.
Full textAbstract:
Ces travaux portent sur la précipitation de boehmite AlOOH, qui est le précurseur de l’alumine γ – Al2O3, support catalytique utilisé dans de nombreux procédés de raffinage. Le contrôle de la porosité de ces particules est crucial afin de minimiser les limitations par transfert de matière et de chaleur et d’améliorer la performance des catalyseurs. La porosité de l’alumine provient en partie de l’étape de précipitation de boehmite. Elle est conservée du fait de la topotacticité de la transformation boehmite - alumine. La boehmite est obtenue par précipitation de sels d’aluminium. L’effet des paramètres physico-chimiques, tels que la température et le pH, sur les propriétés du matériau a été largement étudié dans la littérature. Cependant, peu d’études ont permis la mise en évidence des phénomènes régissant l’agrégation durant le procédé de précipitation. L’objectif de cette étude est de comprendre et de quantifier les paramètres de précipitation influençant l’agrégation de la boehmite au cours de sa synthèse. La précipitation de la boehmite a été réalisée dans deux types de dispositifs de précipitation. Le dispositif double-jets, utilisé à l’échelle industrielle, induit des conditions non-homogènes de sursaturation et de fraction volumique en particules, tant temporellement que spatialement. La deuxième méthode de précipitation de boehmite utilise des pré-mélangeurs (Hartridge-Roughton et Y), dans lequel le micro-mélange et la sursaturation initiale sont finement contrôlés. La sursaturation a été calculée au cours de la précipitation sur la base du modèle thermodynamique de Pitzer. Celle-ci est significativement plus importante dans le dispositif pré-mélangeur. L’effet des paramètres opératoires a été mis en évidence sur les propriétés texturales de la boehmite via des caractérisations ex situ (DRX, adsorption-désorption d’azote par méthode BET, cryo-MET). Les matériaux issus du dispositif double-jets présentent une porosité d’autant plus aérée que la sursaturation est faible, et il existe une valeur seuil de sursaturation au-delà de laquelle la porosité n’est plus impactée par ce paramètre, comme c’est le cas dans le dispositif pré-mélangeur. Dans ce cas, aucun autre paramètre opératoire n’affecte la texture du matériau. Ces résultats mettent en évidence des mécanismes d’agrégation dépendant directement de la sursaturation. Des techniques de caractérisation originales ont par ailleurs été mises en place afin de suivre la dynamique de l’agrégation. L’analyse par diffusion multiple de la lumière a permis de mettre en évidence des cinétiques d’agrégation différentes, directement corrélées à la porosité, et ce avant les étapes de filtration-lavage-séchage. Une analyse fine des états d’agrégation a été réalisée in situ par SAXS à rayonnement synchrotron. Cette étude a permis de proposer différents scénarii des mécanismes d’agrégation. Il apparaît que les fibres de boehmite s’agrègent de manière beaucoup plus aérée à faible sursaturation. Une porosité visée pourrait ainsi être obtenue par un contrôle fin de la sursaturation. Enfin, une première approche de modélisation par bilan de population a été développée afin de décrire les processus de formation des fibres et d’agrégation secondaire.
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Benamar, Brahim. "La faisabilité de l'électrofiltration d'une atmosphère chargée en poussières de bois : Etude expérimentale et numérique." Thesis, Nancy 1, 2008. http://www.theses.fr/2008NAN10100/document.
Full textAbstract:
Les poussières de bois sont à l’origine de pathologies dont les plus graves sont des cancers des voies respiratoires supérieures. Compte tenu de la dangerosité avérée de ces poussières, un système de filtration très performant est nécessaire pour assainir les ambiances de travail. Couramment, l’industrie de bois utilise des filtres à média sujets à l’encrassement et produisant des déchets. Pour remédier à ceci nous avons choisi une épuration par électrofiltration, procédé sans déchet. Dans une première phase expérimentale nous avons étudié la performance d’un électrofiltre de géométrie fil-cylindre à encrassement contrôlé. Cet appareil conçu et mis au point au LERMAB a permis l’étude des paramètres tels que : la géométrie des électrodes, la tension appliquée, la granulométrie et la nature des particules. Nous avons pu montrer que l’électrofiltration était faisable et d’une efficacité pouvant atteindre 99,9%. Dans une deuxième phase nous avons développé un modèle numérique basé sur l’équation de convection-diffusion couplée aux équations de Navier-Stockes moyennées et au champ électrique local avec la prise en compte des effets électrohydrodynamiques. Ce modèle permet de décrire avec précision les phénomènes locaux et globaux d’un électrofiltre de type Cottrell. Ses prévisions sont en parfaite concordance avec les résultats expérimentaux et avec les données issues de la littérature. Il constitue un outil fiable pour le dimensionnement des électroprécipitateurs<br>Wood dust causes a number of pathologies including cancers of the upper respiratory tract and allergic-type diseases. Considering the dangerousness of this dust, a filtration system high performance is required for the treatment of work environments. For this purpose, we have investigated the electrofiltration of wood particles-laden atmospheres. A dust-controlled wire-cylinder electrostatic precipitator has been created and developed at the LERMAB laboratory and a computer code has been developed using the software Comsol Multiphysics. The study of the filtration efficiency has been carried out. This efficiency is larger than 99.9% for the range of fine particles [0.3 µ m - 1 µ m]. The experimental study allows us to identify various parameters governing the electrofilter in operation. The numerical model, in perfect agreement with the experimental results and with the literature, allows to describe with a good precision local and global phenomena occurring in wire-cylinder electrostatic precipitator. It is a good tool for the design of electroprecipitators
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Kopp, Viktor. "Analyse et modélisation de transformations de phase par précipitation dans des alliages de magnésium modèles." Phd thesis, Université de Rouen, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00582337.
Full textAbstract:
La cinétique des premiers stades de précipitation dans les alliages Mg-RE a été étudiée par sonde atomique tomographique et par Microscopie électronique en transmission. La formation et la croissance des précipités β′′ ordonnés et cohérents, depuis la solution solide HCP a été étudiée à 150◦C pour l'alliage binaire Mg-2.6%pds Nd et pour l'alliage ternaire Mg-2.6%pds Y-2.7%pds Nd. Dans l'alliage binaire, les précipités β′′ forment des disques prismatiques de plan d'habitat { 10-10 }. Leur croissance a lieu dans les directions [0001] et [11-20], leur épaisseur n'évoluant pas de façon significative. L'étude de la cinétique dans l'alliage ternaire a montré que l'ajout d'yttrium ralentit fortement la cinétique. Seuls des amas de solutés riches aplatis ont été observés aux temps très longs. Ce travail de thèse contribue également à la détermination du diagramme de phase Mg-Nd en précisant la solubilité à haute température du Nd dans Mg. En parallèle aux études expérimentales, des simulations de la cinétique de formation de la phase D019 à partir d'une solution solide HCP ont été réalisées dans un alliage A-5.5%at B grâce à la méthode Monte-Carlo cinétique. Nous nous sommes focalisés sur l'influence de la mobilité atomique sur le chemin cinétique. Cette mobilité est contrôlée par le paramètre d'asymétrie u. Il a été montré que u n'influence que l'ordre à courte distance dans les premières sphères de coordination pendant les tout premiers stades de décomposition. La cinétique globale est indépendante de la valeur de u. La coalescence des précipités D019 se produit par un mécanisme d'évaporation-condensation quel que soit la valeur de u, et est d'écrite par la loi de coalescence de Lifshitz-Slyozov-Wagner.
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Féral, Laurent. "Analyse et modélisation des champs de précipitation pour l'optimisation des liaisons micro-ondes terre/espace." Toulouse 3, 2002. http://www.theses.fr/2002TOU30167.
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Zhao, Zhao. "Identification d'une nouvelle phase d'hydrure de zirconium et modélisation à l'échelle mésoscopique de sa précipitation." Thesis, Lille 1, 2008. http://www.theses.fr/2008LIL10166/document.
Full textAbstract:
Le combustible des réacteurs à eau sous pression (REP) est confiné par une première barrière appelée gaine combustible constituée d'alliages de zirconium. A ce jour, la plupart des gaines combustibles sont fabriquées en Zircaloy-4. En service, les tubes de gainages absorbent une fraction de l'hydrogène dégagée par la réaction de corrosion du métal. De nombreuses études ont démontré le caractère fragilisant des hydrures vis à-vis des propriétés mécaniques des tubes de gainage. Afin de garantir leur intégrité lors du maintien en service mais également une fois hors service (phases de transport et d'entreposage), il est nécessaire de pouvoir prédire le comportement des alliages de zirconium hydrurés en fonction de l'environnement dans lequel ils se trouvent (changements brusques de température, application d'une contrainte ... ). A ce jour il n'existe pas de modèle de précipitation permettant de rendre compte de la microstructure observée en présence d'une contrainte externe. Dans l'objectif de pallier au moins partiellement ce manque, une étude de caractérisation des hydrures a été menée en utilisant les techniques de la Microscopie Electronique en Transmission (MET). Elle a conduit à l'identification d'une nouvelle phase d'hydrure appelée <. A l'issue du travail de caractérisation, une modélisation de la précipitation de cet hydrure à l'échelle mésoscopique a été menée en utilisant un modèle de champ de phases développé au cours de ce travail<br>Ln pile, zirconium alloys in contact with the primary medium are submitted to hydrogen absorption that has significant consequences on their thermodynamic, mechanical and corrosion behaviors. Therefore, hydrogen in solid solution or hydrides precipitation can affect Zirconium alloys behaviors during service but also in long term storage and in accidental conditions. For both fundamentals aspects and safety reasons it is important te understand the precipitation process and to predict the influence various parameters like temperature, stresses, cooling rates and microstructure may have. Numerical modeling at the mesoscopic scale is an appealing approach to describe the precipitation and the "phase field" method appears to be particularly weil suited. The achievement of a realistic mesoscopic modeling should take into account an accurate kinetic, thermodynamic and structural data base in order to properly describe hydride nucleation, growth and coalescence as weil as hydride interaction with externat stresses. Such a data base relies on experimental data that are not always available; this is the reason why an accu rate structural characterization was performed. Therefore transmission electron microscopy observations were carried out on Zircaloy 4 specimens with various H contents. From this study, a new hydride phase called <, coherent with the matrix, was identified
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Sellami, Jawhar. "Conception, mise en œuvre, développement et modélisation de réacteurs de précipitation utilisant des lits fluidisés." Thesis, Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2008. http://www.theses.fr/2008INPL088N/document.
Full textAbstract:
L’objectif de ce travail est de concevoir, développer, mettre en œuvre et optimiser une technologie continue permettant une bonne maîtrise des réactions de précipitation, processus chimique rapide donnant naissance à une phase solide. Ce précipiteur est un réacteur multifonctionnel à lit fluidisé qui n’a pas connu le même essor que les cristallisoirs à lit fluidisé. Deux approches expérimentales ont été adoptées : (1) l’étude des phénomènes de mélange des réactifs et (2) l’étude de l’influence des conditions opératoires sur la précipitation d’un produit modèle. Le produit modèle choisi pour cette étude est la calcite, le polymorphe le plus stable du carbonate de calcium qui possède trois polymorphes : la vaterite, l’aragonite et la calcite. Cette dernière est obtenue via la réaction de précipitation entre les solutions de chlorure de calcium et de carbonate de sodium à une température de 20° C et en présence d’un agent complexant (citrate de sodium) pour orienter la forme cristalline recherchée. Une étude cinétique a été menée pour la détermination des cinétiques de nucléation et de croissance cristalline de la calcite en milieu citrate. Le réacteur à lit fluidisé, de volume de 10 L, constitué de deux zones : cylindrique de fluidisation et de classification des particules et cylindro-conique de décantation, a été conçu au Laboratoire des Sciences du Génie Chimique. L’étude du mélange global, réalisée à l’aide de la réaction de décoloration acide-base et l’étude hydrodynamique, réalisée à l’aide de suspensions de microbilles, ont permis de développer et d’optimiser ce réacteur multifonctionnel. La faisabilité de la précipitation de la calcite en lit fluidisé a été ensuite vérifiée. Les expériences effectuées en présence d’une charge solide conséquente ont permis de diminuer la sursaturation et de favoriser la croissance cristalline. Le précipité obtenu présente une distribution de taille relativement étroite et la forme des particules obtenues est sensiblement sphérique. Enfin, des essais de modélisation du réacteur à lit fluidisé ont été entrepris pour réaliser des simulations à l’aide du code de calcul commercial FLUENT<br>The objective of this work is to conceive, develop, implement and to optimize a continuous technology allowing a good control of the precipitation reactions, fast chemical process, giving birth to a solid phase. This precipitor is a multipurpose engine with fluidized bed which did not make the same great strides like fluidized bed crystallizers. Two experimental approaches were adopted : (1) the study of the mixing phenomena of the reagents and (2) the study of the influence of the operating conditions on the precipitation of a model product. The model product selected for this study is the calcite, the polymorphic most stable phase of calcium carbonate which has three polymorphs: vaterite, aragonite and calcite. The latter is obtained by the precipitation reaction between the calcium chloride and sodium carbonate solutions at a temperature of 20° C and a complexing agent (sodium citrate) to have the required crystalline form. A kinetic study was undertaken for the determination of the nucleation and crystalline growth kinetics of calcite in citrate medium. The fluidized bed reactor, having a volume of 10 L, consisted of two zones: cylindrical for fluidization and classification of the particles and cylindro-conical for decantation, was conceived at the Chemical Engineering Science Laboratory (LSGC). The study of mixing phenomena, performed using the decoloration acid-base reaction and the hydrodynamic study, carried out using suspensions of glass microballs, made it possible to develop and optimize this multipurpose reactor. The feasibility of the precipitation of calcite in a fluidized bed was then checked. The experiments carried out in the presence of an important solid content made it possible to decrease supersaturation and to support the crystalline growth. The precipitate obtained presents a relatively narrow size distribution and the particle shape is appreciably spherical. Lastly, the modelling tests of the fluidized bed reactor were undertaken to carry out simulations using the FLUENT commercial computer code
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Hersent, Emmanuel. "Modélisation intégrée de la précipitation pour le soudage par friction malaxage d'alliages d'aluminium à durcissement structural." Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00485023.
Full textAbstract:
Le friction stir welding (FSW) est un procédé de soudage inventé en 1991 par l'institut de soudure anglais, le TWI. Celui-ci suscite un vif intérêt de la part de l'industrie aéronautique par sa capacité de souder les alliages d'aluminium de la série 2XXX et 7XXX, à durcissement structural, réputés pratiquement insoudables. Ce procédé étant relativement récent, il fait encore sujet de recherches actives. Ce travail a pour objectif de prévoir le profil de dureté d'un joint soudé par FSW d'un alliage d'aluminium, le 2024 T3. Cet alliage étant à durcissement structural, il est nécessaire de prévoir l'influence de la température sur l'évolution de la précipitation au cours du procédé pour en déduire sa limite d'élasticité. L'estimation du champ de température durant le régime stationnaire du procédé s'appuie sur des travaux internes au centre SMS. La prévision de la précipitation au cours du soudage est effectuée à l'aide de deux modèles. Le premier modèle, à base d'équivalence temps–températures, est une proposition d'extension aux alliages d'aluminium sous-revenu du modèle de Myhr & Grong (1991) établi dans le cas des alliages d'aluminium sur-revenu. Le deuxième modèle s'appuie sur une discrétisation de la distribution des rayons des précipités, suivant le schéma numérique de Kampmann et Wagner (1983), pour calculer ensuite son évolution. Bien que le premier modèle permette de prévoir l'évolution de la dureté au cours de recuits isothermes, les profils de dureté simulés ne sont pas en accord avec les profils expérimentaux. Seul le deuxième modèle permet une prévision raisonnable de la microstructure, en accord avec les mesures réalisées dans la thèse de Genevois (2004), et des profils de dureté proches des résultats expérimentaux. Finalement, une expression analytique en fonction des paramètres microstructuraux du flux de chaleur lors d'un essai de calorimétrie différentielle (DSC) a été établie. Celle-ci donne la possibilité de simuler un essai de DSC, et de vérifier ainsi la cohérence entre les grandeurs thermodynamiques et cinétiques introduites dans le deuxième modèle de précipitation.
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Roussel, Manuel. "Etude et modélisation de la précipitation de particules de silicium dans des couches de silice nanométriques." Phd thesis, Université de Rouen, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00782200.
Full textAbstract:
Les propriétés optiques et électriques de nanoparticules de silicium enrobées de silice ont été au centre de nombreuses études ces vingt dernières années en raison de leurs potentielles applications pour les futures générations de cellules photovoltaïques, de mémoires flash et d'amplificateurs optiques. Ces matériaux présentent des propriétés d'émission lumineuse et de piégeage de charges qui dépendent fortement de leurs caractéristiques structurales. La distribution en taille des nanoparticules, leur densité volumique, leur interface ainsi que la qualité de l'oxyde sont des paramètres clés qui gouvernent la longueur d'onde des photons émis, la quantité de charges piégées... L'objectif de cette thèse vise à mieux comprendre la formation des nanoparticules de silicium à l'échelle atomique en fonction des paramètres d'élaboration (excès de Si, épaisseur des couches actives, température et temps de recuit, ...). Une évolution du coefficient de diffusion du Si dans la silice en fonction de l'excès de silicium est mise en évidence. Parallèlement, un changement drastique du mécanisme de décomposition en fonction de l'épaisseur des couches a été observé, pour passer parfois d'un mécanisme de germination / croissance à un processus de décomposition spinodale. De plus, des simulations Monte Carlo ont été mises en place afin d'étudier la décomposition spinodale confinée dans une couche d'épaisseur nanométrique.
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Chen, Meng-Yang. "Étude de la Précipitation Interphase dans le système Fe-V-C : La Microstructure et La Modélisation." Phd thesis, Université de Grenoble, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00956583.
Full textAbstract:
Le travail présenté dans cette thèse est consacré à la précipitation interphase dans les aciers microalliés au vanadium. Il s'agit principalement de mieux comprendre l'évolution des microstructures et des propriétés mécaniques résultantes à partir d'une double approche expérimentale et de modélisation. Les analyses effectuées conjointement en Microscopie Electronique en Transmission et en nanoindentation ont permis de mieux cerner les relations qui existent entre les paramètres microstructuraux de la précipitation interphase (taille moyenne des carbures, distances moyenne entre carbures et entre feuillets, morphologie des carbures) et les modifications de propriétés mécaniques locales induites dans les aciers à très haute résistance. Par ailleurs, nous avons développé un modèle original qui couple les cinétiques de transformation de phases à celle de la précipitation interphase. Ce modèle permet de décrire l'évolution des paramètres microstructuraux et les résultats obtenus sont en très bon accord avec les résultats expérimentaux.
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Devidal, Jean-Luc. "Solubilité et cinétique de dissolution/précipitation de la kaolinite en milieu hydrothermal : approche expérimentale et modélisation." Toulouse 3, 1994. http://www.theses.fr/1994TOU30096.
Full textAbstract:
Les objectifs de ce travail sont de determiner les proprietes thermodynamiques de la kaolinite et de verifier l'aptitude des lois cinetiques deduites de la theorie de l'etat transitoire a decrire la cinetique de dissolution/cristallisation de ce mineral dans des conditions hydrothermales. Une kaolinite naturelle d'origine hydrothermale, de parfaite cristallinite et depourvue d'impuretes majeures, a ete choisie pour cette etude. Des mesures de solubilite, realisees en milieu faiblement basique entre 60 et 170c, ont abouti a la determination de la constante de dissociation de la kaolinite dans cet intervalle de temperature. Une regression lineaire par moindres carres des resultats experimentaux a permis de proposer une valeur d'energie libre de formation de la kaolinite (25c, 1 bar) egale a -907,68 kcal/mol. Cette valeur est la plus negative des valeurs determinees jusqu'ici a partir de mesures de solubilite. Par ailleurs, les parametres thermodynamiques obtenus sont en accord avec ceux deduits de l'etude de l'equilibre kaolinite-boehmite au-dela de 200c. Les mesures des vitesses de dissolution/precipitation de la kaolinite ont ete effectuees a 150c en milieu acide et basique dans un large domaine d'affinite chimique et dans des solutions d'attaque de composition variee. Il est montre que les vitesses de dissolution de la kaolinite dependent fortement de l'affinite chimique de la reaction, meme loin de l'equilibre. En milieu acide, ces vitesses sont une fonction unique de la teneur en aluminium de la solution tandis qu'en milieu alcalin, silice et aluminium affectent conjointement les vitesses de la reaction, l'effet inhibiteur de l'aluminium restant toutefois predominant. Les vitesses de cristallisation mesurees dependent peu de l'affinite chimique. Ces informations permettent de preciser la nature du complexe active et d'etablir, dans le cadre de la theorie de l'etat transitoire, de nouvelles lois cinetiques qui rendent compte avec precision des vitesses de dissolution/precipitation de la kaolinite dans un large domaine d'affinite chimique
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Dietemann, Marie. "Étude de la précipitation du silicate de magnésium amorphe assistée par ultrasons : synthèse, caractérisation et modélisation." Thesis, Toulouse, INPT, 2012. http://www.theses.fr/2012INPT0122/document.
Full textAbstract:
Le talc naturel est utilisé en tant que charge de haute performance des matrices polymères, car il permet d'améliorer leurs propriétés mécaniques. Pour cela, la dispersion de la charge dans la matrice doit être de qualité, ce qui implique que les particules soient nanométriques. Or, obtenir des particules nanométriques par broyage s'avère coûteux énergétiquement et économiquement. L'étude d'une opération de précipitation a conduit à la synthèse de silicate de magnésium amorphe constitué de particules primaires nanométriques. L'analyse de surface du solide par chromatographie gazeuse inverse a été employée afin de prédire les interactions entre le solide et la matrice polymère. La constante d'équilibre du solide amorphe et les vitesses de cristallisation ont pu être identifiées après modélisation des équilibres chimiques<br>Natural talc is used as an high performance filler in polymer matrices because it enables to improve mechanical properties. In order to improve these properties, a good-quality dispersion of the filler in the polymer matrix is necessary, that involves particles being nano-sized. However, getting nano-sized particles by milling processes is expensive and very energetic. The study of a precipitation operation has led to the synthesis of amorphous magnesium silicate whose primary particles are nano-sized. Solid surface analysis by inverse gas chromatography has been made in order to predict interactions between solid and polymer matrix. Equilibrium constant of amorphous solid and crystallization rates have been identified after modelling of chemical equilibria
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Baillon, Fabien. "Procédé de synthèse du dioxyde de titane : analyse et modélisation des solutions titane-sulfate; influence des ultrasons sur la précipitation." Paris, ENMP, 2002. http://www.theses.fr/2002ENMP1046.
Full textAbstract:
Les dioxydes de titane sont couramment employés au sein de l'industrie chimique, notamment en tant que poudres pigmentaires. Le procédé de précipitation, basé sur l'hydrolyse thermique d'une solution de sulfate de titanyle en milieu sulfurique, conduit préférentiellement à la phase cristalline anatase du TiO2. Afin de préciser les mécanismes d'apparition du solide lors de ce procédé, nous avons mené une étude de la structure chimique des solutions de titane-sulfate, rnais aussi montré et quantifié l'existence de sultato-complexes de titane par spectroscopie Raman. Suite à cette analyse expérimentale, nous avons proposé une démarche de modélisation pour prédire les concentrations des espèces en solution conduisant à la formation du solide. Par ailleurs, il a été montré que l'application d'ultrasons pouvait accélérer la nucléation dans des solutions sursaturées. Ainsi, nous avons étudié l'influence de l'insonification des solutions de sulfate de titanyle lors du procédé de précipitation. Nous avons effectivement mis en évidence que la nucléation peut être stimulée par cavitation acoustique, et permettre d'éviter l'introduction de germes cristallins. En outre, la présence d'ultrasons conduit à la structure rutile du dioxyde de titane, et nous avons cherché à identifier les mécanismes pouvant expliquer l'impact de l'insonification lors de la condensation de la phase solide.
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Dos, Santos Nicolau Esteves Cameirao Ana. "Etude expérimentale et modélisation d'une précipitation avec agglomération entrecristaux de morphologies différentes : application au molybdate de strontium." Phd thesis, Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00163770.
Full textAbstract:
L'étude expérimentale effectuée sur la précipitation du SrMoO<sub>4</sub> a montré qu'il présente plusieurs morphologies (bipyramide et fuseaux) possibles sous forme d'agglomérats multiéchelles. Les paramètres opératoires: concentration initiale en SrMoO<sub>4</sub>, température et vitesse d'agitation ont une influence sur la morphologie et la taille des cristaux et agglomérats. La précipitation du SrMoO<sub>4</sub> a été suivie en phase liquide par conductimétrie dans un réacteur discontinu. En fin de précipitation, la forme des cristaux et des agglomérats a été observée au MEB/FEG et la distribution de taille de particules (DTP) mesurée.La poudre a été analysée par DRX, BET et porosimétrie Hg. L'objectif de ce travail est le développement d'un modèle d'agglomération couplé avec la nucléation et la croissance cristalline de façon à déterminer la morphologie des agglomérats obtenus. Le logiciel Parsival a été utilisé pour résoudre les bilans de population et ainsi obtenir les DTP et les profils de désursaturation.
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Dufresne, Alice. "Modélisation atomistique de la précipitation des hydrures de zirconium : Méthodologie de developpement d'un potentiel en liaisons fortes." Thesis, Aix-Marseille, 2014. http://www.theses.fr/2014AIXM4096/document.
Full textAbstract:
Le système zirconium-hydrogène est très étudié dans le cadre de la sûreté nucléaire car la précipitation d'hydrures entraîne la fragilisation des gainages, à base d'alliage de zirconium. Il s'agit de la première barrière de confinement des produits radioactifs : son intégrité doit être maintenue tout au long de la vie des assemblages combustible, en centrale y compris en cas d'accident et post-centrale (transport et entreposage). De nombreuses incertitudes demeurent quant aux cinétiques de précipitation des hydrures et à l'impact des contraintes sur leur précipitation. La modélisation à l'échelle atomique de ce système permettrait d'apporter des clarifications sur les mécanismes en jeu. Les méthodes traditionnelles de modélisation atomistique sont basées sur des approches thermostatistiques, dont la précision et la fiabilité dépendent du potentiel interatomique qui les alimente. Or il n'existe pas de potentiel rendant possible une étude rigoureuse du système Zr-H. Cette thèse a permis de développer cet outil manquant en utilisant l'approximation des liaisons fortes. Au-delà de ce nouveau potentiel, ce travail donne un guide détaillé des nombreuses étapes d'une dérivation de tels potentiels avec la prise en compte de l'hybridation spd, ajustés ici sur des calculs DFT. Ce guide est établi tant pour un métal de transition pur que dans la perspective d'un couplage métal-covalent (carbures, nitrures et siliciures métalliques)<br>The zirconium-hydrogen system is of nuclear safety interest, as the hydride precipitation leads to the cladding embrittlement, which is made of zirconium-based alloys. The cladding is the first safety barrier confining the radioactive products: its integrity shall be kept during the entire fuel-assemblies life, in reactor, including accidental situation, and post-operation (transport and storage). Many uncertainties remain regarding the hydrides precipitation kinectics and the local stress impact on their precipitation. The atomic scale modeling of this system would bring clarifications on the relevant mechanisms. The usual atomistic modeling methods are based on thermostatistic approaches, whose precision and reliability depend on the interatomic potential used. However, there was no potential allowing a rigorous study of the Zr-H system. The present work has indeed addressed this issue: a new tight-binding potential for zirconium hydrides modeling is now available. Moreover, this thesis provides a detailed manual for deriving such potentials accounting for spd hybridization, and fitted here on DFT results. This guidebook has be written in light of modeling a pure transition metal followed by a metal-covalent coupling (metallic carbides, nitrides and silicides)
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Eysseric-Emile, Catherine. "Modélisation du fonctionnement d'un précipitateur à effet vortex." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1994. http://www.theses.fr/1994INPL115N.
Full textAbstract:
Dans le domaine du retraitement des combustibles irradiés, des réactions de précipitation sont mises en œuvre dans des précipitateurs à effet vortex (cuve agitée non chicanée). Une étude de l'hydrodynamique de ce réacteur a permis la caractérisation d'une zone spécifique centrale délimitée par un rayon rc dit de vortex forcé. Des modèles hydrodynamiques, de complexité croissante construis à partir de réseaux de RPA, et associés à des corrélations, sont proposés pour représenter le mélange interne. Au regard des cinétiques de précipitation trois échelles d'homogénéisation doivent être appréhendées: temps de passage (quelques dizaines de minutes), temps de mélange du vortex (quelques dizaines de secondes), temps de micromélange des alimentations (quelques secondes). Des expérimentations de précipitation d'oxalate de calcium conduites dans le précipitateur à effet vortex et son équivalent chicané ont démontré, de façon conforme à la modélisation, la spécificité des solides obtenus<br>In the chemical engineering field applied to spent nuclear fuel reprocessing, some precipitation reaction are performed in so-called « vortex precipator » device (un-bafffied stirred tank). A study of its hydrodynamic behavior has allowed the characterization of the forced vortex axial zone limited in the core of the tank. Several hydrodynamic models of increasing complexity have been proposed built from standard reactors network in association with correlations to represent the specificity of the internai mixing. Ln this way and regarding ail kinetics data involved in precipitation, three mixing scales has to be considered : the residence time (about ten minutes), the vortex mixing time (about ten secondes) and the supplies micromixing time (few seconds). Some experimentations of calcium oxalate precipitations performed in vortex device and baffled analog tank has completed the demonstration, as predicted by modelling, of the specificities of solids obtained
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Jeannin, Nicolas. "Modélisation spatio-temporelle des champs de précipitation et des couverts nuageux associés : applications à la propagation terre-espace." Toulouse, ISAE, 2008. http://www.theses.fr/2008ESAE0012.
Full textAbstract:
Ce manuscrit réunit les résultats d'études consacrées à la modélisation spatio-temporelle des affaiblissements de propagation dans la troposphere. La modélisation de ces affaiblissements est utile pour l'optimisation et le dimensionnement des dispositifs adaptatifs de gestion de la ressource des satellites de télécommunication opérant en bande Ka ou Q/V. Ce manuscrit est organisé autour de cinq articles de revues. Les deux premières contributions sont dédiées à la modélisation des distributions statistiques de contenus troposphériques en vapeur d'eau et en eau liquide à partir respectivement de mesures radiométriques et de bases de données climatiques. La troisième étude touche à l'évaluation des performances d'un système utilisant la diversité de site à partir de données de radar météorologique ; une étude de l'advection des champs précipitations et de son paramétrage par des sorties de modèles de prévision météorologique est également entreprise. Le quatrième article vise à établir une expression analytique de la distribution de la fraction d'une zone, d'une taille comparable à celle d'un faisceau satellite, affectée par la pluie ; ce modèle est établi en assimilant les champs de précipitations à des champs aléatoires. Le formalisme des champs aléatoires est repris dans le cinquième article qui propose une modélisation spatio-temporelle des champs de précipitations et des atténuations sous-jacentes à hautes résolutions et à l'échelle d'une couverture satellite continentale.
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Mauriès, Sébastien. "Caractérisation et modélisation de la séquence de précipitation de carbures au cours du traitement thermique d'aciers martensitiques alliés." Toulouse, INPT, 2008. http://ethesis.inp-toulouse.fr/archive/00001195/.
Full textAbstract:
Les aciers martensitiques revenus à 5% de chrome, principalement utilisés pour les outillages de forge et de fonderie sous pression présentent des durées de vie limitées en raison des sollicitations thermomécaniques sévères en service. La tenue en service à haute température est directement liée à la stabilité des carbures alliés de taille nanométrique qui se forment au-delà de 450°C au cours du revenu. L'étude vise à caractériser les carbures alliés dès les premiers stades du revenu et de déterminer de quelle façon la séquence de précipitation est modifiée. En ce sens, des éléments carburigènes (V, MO) ou influençant la précipitation (NI, CO) ont été ajoutés pour modifier la précipitation d'un acier de référence à 5% de chrome notamment à des températures voisines du pic de durcissement secondaire<br>Martensitic steels containing 5% chromium, mainly used for forging and high-pressure die casting tools show limited lifetime due to severe thermo-mechanical working conditions. The resistance to stress at high temperatures is directly related to the stability of nanometer sized alloyed cabides which are formed beyond 450°C during tempering. The study aims to characterize alloyed carbides in the early stages of tempering and determine how the sequence of precipitation is changed. In that way, carbides forming elements (V, MO) as well as influencing the precipitation (NI, CO) were added to change the precipitation of a low-silicon AISI H11 steel previously studied, especially at temperatures near the peak hardness
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Dos, Santos Nicolau Esteves Cameirão Ana Alexandra. "Étude expérimentale et modélisation d'une précipitation avec agglomération entre cristaux de morphologies différentes. Application au molybdate de strontium." Toulouse, INPT, 2007. http://ethesis.inp-toulouse.fr/archive/00000497/.
Full textAbstract:
L'étude expérimentale effectuée sur la précipitation du SrMoO₄ a montré qu'il présente plusieurs morphologies (bipyramide et fuseaux) possibles sous forme d'agglomérats multiéchelles. Les paramètres opératoires: concentration initiale en SrMoO₄, température et vitesse d'agitation ont une influence sur la morphologie et la taille des cristaux et agglomérats. La précipitation du SrMoO₄ a été suivie en phase liquide par conductimétrie dans un réacteur discontinu. En fin de précipitation, la forme des cristaux et des agglomérats a été observée au MEB/FEG et la distribution de taille de particules (DTP) mesurée. La poudre a été analysée par DRX, BET et porosimétrie Hg. L'objectif de ce travail est le développement d'un modèle d'agglomération couplé avec la nucléation et la croissance cristalline de façon à déterminer la morphologie des agglomérats obtenus. Le logiciel Parsival a été utilisé pour résoudre les bilans de population et ainsi obtenir les DTP et les profils de désursaturation<br>Experimental results about precipitation of strontium molybdate particles show several possible morphologies (bipyramides and ellipsoids) and hierarchical agglomerates. Initial concentration of strontium molybdate has a strong effect on the crystals and agglomerates morphology, and temperature and stirring rate as well. The precipitation of strontium molybdate was studied and monitored by conductimetry in the liquid phase in a batch reactor. The shape of crystals and agglomerates was observed by SEM and the PSD was measured at the end of precipitation. The powders were also analysed by XRD, surface area (BET) and porosimetry. The final goal of this study was to establish a model of agglomeration coupled with nucleation and crystal growth in order to predict the morphologies of the hierarchical agglomerates. The commercially available solver for population balance Parsival was used to simulate precipitation and obtain PSDs and desupersaturation profiles
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Perrard, Fabien. "Caractérisation et modélisation de la précipitation du carbone de niobium et du cuivre dans les aciers bas carbone." Phd thesis, Grenoble INPG, 2004. http://www.theses.fr/2004INPG0040.
Full textAbstract:
La précipitation de NbC dans les aciers bas carbone permet une amélioration conséquente des propriétés mécaniques. Cependant, aucune caractérisation quantitative détaillée de cette précipitation n'est disponible à ce jour. Cette étude porte sur le suivi des cinétiques de précipitation de NbC dans la ferrite, pour deux alliages Fe-Nb-C modèles. La fraction volumique précipitée ainsi que le rayon moyen sont suivis par diffusion centrale des neutrons, alors que la morphologie et la localisation des précipités sont déterminées par microscopie électronique en transmission. Un modèle spécifique de précipitation est développé, prenant en compte le rôle des dislocations comme sites préférentiels de germination et courts-circuits de diffusion. En complément, l'étude de la précipitation dans un alliage modèle Fe-Cu nous a permis de progresser dans la compréhension des phénomènes de germination et de précipitation anisotherme<br>NbC precipitation in low carbon steels provides an effective way to increase the mechanical properties. However, no detailed quantitative characterization of this precipitation is available at this date. In this study, NbC precipitation kinetics in ferrite are investigated for two Fe-Nb-C model alloys. The volume fraction and precipitate size are followed by small-angle neutron scattering measurements. Precipitate morphology and localization are determined by transmission electron microscopy observations. A specific precipitation model is developped which quantifies the role of dislocations as preferential nucleation sites and short-circuit diffusion paths. In addition, study of precipitation kinetics in a model Fe-Cu alloy has been carried out in order to improve the understanding in the nucleation stage and in non-isothermal precipitation kinetics
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Gabsi-Wolf, Nadia. "Etude et modélisation de la précipitation de la silice selon le procédé Stöber en phase homogène et en émulsion." Thesis, Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2007. http://www.theses.fr/2007INPL041N/document.
Full textAbstract:
L’étude de la précipitation de la silice amorphe à partir de TétraEthylOrtoSilicate (TEOS) et d’eau, selon le procédé Stöber, a permis de quantifier la cinétique de réaction par spectroscopie Infra Rouge à Transformée de Fourrier. Nous avons montré que la croissance des particules se fait par agrégation des nuclei, qui sont formés tout au long de la réaction. La transposition de ce procédé en microémulsion eau-dans-huile a permis de synthétiser des nanoparticules de silice de tailles contrôlées. L’hydrolyse du TEOS est ici dix fois plus faible qu’en phase homogène. Lors de l’ajout du TEOS à la microémulsion, on observe une coalescence des gouttelettes accompagnée d’échanges inter-micellaires. Ce phénomène a pu être décrit par un noyau d’agrégation qui dépend des concentrations en tensioactif et en TEOS non hydrolysé. L’étude de ce procédé en macroémulsion a montré l’effet déstabilisateur de l’éthanol et la nécessité de stabiliser l’émulsion pour synthétiser des particules sphériques<br>The study of the precipitation of amorphous silica starting from Tetraethoxysilane (TEOS) and water according to the Stöber process, made it possible to quantify the kinetics of the reaction by Fourier-Transform Infrared spectroscopy. We demonstrated that the particles grow by aggregation of the nuclei, which are formed throughout the reaction.The transposition of this process in water-in-oil microemulsion made it possible to synthesize silica nanoparticules with controlled sizes. The hydrolysis of the TEOS is here ten times weaker than in homogeneous phase. When we add the TEOS to the microemulsion, we observe a coalescence of the droplets accompanied by inter-micellar exchanges. This coalescence is well described by a core of aggregation which depends on the concentrations of the surfactant and the non-hydrolysed TEOS. The study of this process in macroemulsions showed the destabilizing effect of ethanol and the need for stabilizing the emulsion to synthesize spherical particles
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Geoffroy, Olivier. "Modélisation LES des précipitations dans les nuages de couche limite et paramétrisation pour les modèles de circulation générale." Toulouse 3, 2007. http://www.theses.fr/2007TOU30331.
Full textAbstract:
Les nuages de couche limite sont une composante importante du système climatique terrestre de part leur rôle dans le bilan radiatif planétaire, la circulation générale, le cycle de l'eau et leur sensibilité au forçage aérosol (premier et second effet indirect des aérosols). La précipitation est un des processus clé pilotant leur évolution, la transition entre les différents régimes, et est le principal processus mis en jeu dans le second effet indirect des aérosols. La rétroaction radiative des nuages ainsi que le forçage des aérosols constituent tout deux des incertitudes majeures dans les études de changements climatiques. L'objectif de cette étude est d'améliorer la représentation de la formation des précipitations dans les stratocumulus et plus particulièrement évaluer sa sensibilité au forçage des aérosols, à partir de simulations LES. Dans ce but, le modèle méso-NH a été couplé avec des paramétrisations bulk de la microphysique parmi les plus sophistiqués, basés sur le schéma bulk à deux moments de Khairoutdinov and Kogan (2000) (KK00).
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Flouret, Julie. "Étude et modélisation d'un réacteur de coprécipitation innovant pour le traitement d'effluents liquides radioactifs." Thesis, Université de Lorraine, 2013. http://www.theses.fr/2013LORR0161/document.
Full textAbstract:
Afin de traiter les effluents liquides radioactifs de faible et moyenne activités, le procédé utilisé à l'échelle industrielle est la coprécipitation. L'enjeu de cette thèse est d'optimiser le procédé continu de coprécipitation. Pour cela, un réacteur innovant est conçu et modélisé : le réacteur/décanteur continu. Deux systèmes modèles sont étudiés : la coprécipitation du strontium par le sulfate de baryum et la sorption du césium par le PPFeNi. Le milieu étudié est une solution contenant du nitrate de sodium afin de prendre en compte la force ionique élevée des effluents. Chaque système modèle est d'abord étudié de manière séparée, puis de manière simultanée. Les lois cinétiques de nucléation et de croissance cristalline du sulfate de baryum sont déterminées, puis intégrées au modèle de coprécipitation. Des études de cinétique et d'isotherme de sorption du césium par le PPFeNi sont aussi menées afin d'acquérir les données nécessaires à la modélisation du procédé. La modélisation permet de prédire finement la concentration résiduelle en strontium et en césium en fonction du type de procédé utilisé : cela constitue un outil précieux pour l'optimisation d'unités existantes ou le dimensionnement d'unités futures. Le réacteur/décanteur continu présente de très nombreux avantages par rapport au procédé continu classique : il permet d'améliorer sensiblement les performances de décontamination en strontium et en césium tout en réduisant le volume de boues générées par le procédé. Le réacteur/décanteur assure aussi une bonne séparation liquide/solide, et l'installation résultante se révèle nettement plus compacte. Ainsi, le réacteur/décanteur continu permet d'intensifier les procédés de traitement d'effluents liquides radioactifs, et constitue une technologie très prometteuse pour une application industrielle future<br>In order to decontaminate radioactive liquid wastes of low and intermediate levels, the coprecipitation is the process industrially used. The aim of this PhD work is to optimize the continuous process of coprecipitation. To do so, an innovative reactor is designed and modelled: the continuous reactor/classifier. Two model systems are studied: the coprecipitation of strontium by barium sulphate and the sorption of cesium by PPFeNi. The simulated effluent contains sodium nitrate in order to consider the high ionic strength of radioactive liquid wastes. First, each model system is studied on its own, and then a simultaneous treatment is performed. The kinetic laws of nucleation and crystal growth of barium sulphate are determined and incorporated into the coprecipitation model. Kinetic studies and sorption isotherms of cesium by PPFeNi are also performed in order to acquire the necessary data for process modelling. The modelling realised enables accurate prediction of the residual strontium and cesium concentrations according to the process used: it is a valuable tool for the optimization of existing units, but also the design of future units. The continuous reactor/classifier presents many advantages compared to the classical continuous process: the decontamination efficiency of strontium and cesium is highly improved while the volume of sludge generated by the process is reduced. A better liquid/solid separation is observed in the reactor/classifier and the global installation is significantly more compact. Thus, the radioactive liquid wastes treatment processes can be intensified by the continuous reactor/classifier, which represents a very promising technology for future industrial application
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Rousseaux, Jean-Marc. "Conception, mise en oeuvre et modélisation de réacteurs pour la précipitation de particules à propriétés contrôlées : application à la pseudo-boehmite." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2000. http://www.theses.fr/2000INPL014N.
Full textAbstract:
L'objectif de ce travail est de développer des nouveaux réacteurs permettant une bonne maîtrise des réactions de précipitation, processus chimique rapide donnant naissance à une phase solide. Ces nouveaux réacteurs doivent être des mélangeurs rapides capables d'influencer, voire de contrôler les propriétés des particules fabriquées. Deux approches expérimentales ont été adoptées : (1) l'étude des phénomènes de mélange des réactifs et (2) l'étude de l'influence des conditions opératoires sur la précipitation d'un produit modèle. Le produit modèle choisi pour cette étude est la pseudo-boehmite. La pseudo-boehmite, catalyseur industriel, doit satisfaire de nombreuses propriétés : surface spécifique, volume poreux, taille des pores, cristallinité, distribution de taille des particules et morphologie des agglomérats. Ces propriétés sont très sensibles aux conditions opératoires et hydrodynamiques des réacteurs de précipitation. D'où l'intérêt d'utiliser la pseudo-boehmite comme produit modèle pour la précipitation. Quatre réacteurs originaux sont étudiés : le Réacteur à Disque Tournant, le Réacteur à Effet Vortex, le Réacteur avec Alimentation par le Fond et le Réacteur à Jets Lamellaires. L'étude du micromélange, réalisée à l'aide de la réaction chimique test mise au point par l'équipe du Professeur Villermaux et du macromélange, réalisée à l'aide de réacteurs de visualisation et de réactions de décoloration acide-base, ont permis de développer et de modéliser ces nouveaux réacteurs. Les réactions de précipitation de la pseudo-boehmite ont permis de dégager les grandes tendances de l'évolution des propriétés des particules en fonction des conditions opératoires. En vue de comprendre l'effet du mûrissement sur les particules de pseudo-boehmite, forme d'alumine mal cristallisée, l'influence des conditions de mûrissement (température, pH, puissance moyenne d'agitation et concentration de la suspension de particules) sur l'évolution des propriétés des particules est étudiée. Les caractéristiques des particules étudiées sont: la distribution de taille des particules, la taille des cristallites, la cristallinité, la surface spécifique, le volume poreux total et la teneur en eau. Le mécanisme de mûrissement des particules de pseudo-boehmite initialement amorphes a ainsi été mis en évidence et modélisé. Le Réacteur à Disque Tournant a été sélectionné pour réaliser des simulations à l'aide du code commercial FLUENT. L'hydrodynamique et le mélange des réactifs ont été simulés à l'aide du modèle k-e. Les effets de l'influence de la concentration des réactifs, de la vitesse d'agitation et de la position des tubes d'alimentation ont été simulés et comparés aux résultats expérimentaux.
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Amokrane, Abdenour. "Étude et modélisation du comportement de la phase dispersée dans une colonne pulsée : application à un procédé de précipitation oxalique." Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 2014. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01064565.
Full textAbstract:
La thèse porte sur l'étude et la modélisation d'une colonne pulsée utilisée dans les opérations d'extraction liquide-liquide dans l'industrie nucléaire, et qui est par ailleurs également utilisée pour des opérations de précipitation oxalique en continu. La modélisation du comportement de la phase dispersée dans la colonne est entreprise dans ce manuscrit. Tout d'abord, nous avons commencé par la modélisation du champ moyen et de la turbulence de la phase continue qui est responsable du transport et de la rupture et coalescence de la phase dispersée. Le modèle développé, validé sur des mesures PIV, prédit d'une manière très satisfaisante la turbulence. Une modélisation des temps de séjour (DTS) des gouttes par une approche lagrangienne est ensuite entreprise. Cette modélisation est validée sur des mesures de DTS prises par une technique d'ombroscopie. Les résultats de modélisation sont en très bon accord avec les mesures expérimentales. Pour modéliser les distributions de tailles des gouttes (DTG) dans la colonne, nous avons utilisé les équations de bilan de population (PBE) que nous avons couplées avec le modèle de mécanique des fluides numérique (CFD). Un réacteur parfaitement agité (RPA) équipé d'une sonde optique est utilisé, dans un premier temps, pour acquérir les DTG relatives à notre système liquide-liquide. Par le biais d'une modélisation 0D dans le RPA basée sur la résolution du problème inverse, nous avons pu déterminer les noyaux de rupture et de coalescence adaptés à notre système pour les utiliser dans la PBE. Les noyaux de rupture et de coalescence ainsi identifiés ont ensuite été utilisés pour modéliser les DTG dans la colonne pulsée par un modèle couplé CFD-PBE basé sur la méthode QMOM. Enfin, une validation du modèle couplé CFD-PBE est réalisée sur des mesures de DTG dans la colonne pulsée. Les résultats obtenus reproduisent parfaitement les mesures expérimentales aussi bien d'un point de vue qualitatif que quantitatif. Le modèle validé est ensuite utilisé dans le cadre d'une étude paramétrique qui a permis de donner accès à un certain nombre d'informations utiles sur le fonctionnement du procédé
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Kagkara, Christina. "Modélisation microphysique détaillée de l’épisode de précipitation intense IOP7a observé lors de l’expérience HYMEX : étude de l’impact de la pollution." Thesis, Université Clermont Auvergne (2017-2020), 2019. http://www.theses.fr/2019CLFAC006/document.
Full textAbstract:
Le littoral méditerranéen français est fréquemment affecté en automne par des épisodes de forte pluie. La région montagneuse des Cévennes – Vivarais (Massif Central) est une des régions affectées par ces épisodes de précipitations intenses (appelés Cévenols) qui peuvent provoquer des catastrophes naturelles entraînant des dommages économiques importants et des pertes de vies humaines. La prévision de tels épisodes par les modèles numériques de prévision du temps a été considérablement améliorée; cependant, des incertitudes en ce qui concerne leur intensité demeurent. L’amélioration des paramétrisations microphysiques dans ces modèles de prévision est un élément clé pour la réduction des erreurs. Le but de cette étude était de mieux comprendre les processus microphysiques qui régissent les épisodes de fortes précipitations et l’impact des particules d’aérosol atmosphériques sur ces précipitations en exploitant les observations du programme de recherche HYMEX et de la campagne de mesures associée qui s’est déroulée en 2012 dans le Sud de la France. L’étude s’est portée sur l’épisode de précipitation intense observé le 26 Sept. 2012 lors de la Période d’Observations Intenses (POI) 7a. Les observations disponibles ont été évaluées et comparées aux résultats de simulations effectuées avec le DEtailed SCAvenging Model (DESCAM, Flossmann and Wobrock; 2010) qui est un modèle tridimensionnelle utilisant un schéma bin pour représenter de manière détaillée la microphysique nuageuse ainsi que les interactions entre les particules d’aérosols et les nuages. Les observations utilisées ont été faites à partir d'instruments au sol et des mesures aéroportées in situ et permettent d'évaluer le modèle. Les observations au sol sont issues de radars en bande X, de Micro-Rain Radars (MRR), de disdromètres, mais également d’une réanalyse statistique des mesures de pluie par pluviomètres et radars opérationnels (Boudevillain et al. 2016). Les observations aéroportées in-situ ont été réalisées à l’aide de sondes microphysiques et du radar nuage RASTA embarqués à bord de l'avion de recherche français, le Falcon-20. Le rôle de la pollution sur le développement et l'évolution de l’épisode de précipitation intense du POI7a a été étudié en modifiant la concentration des particules d’aérosol à l’aide de spectres en aérosols observés lors de la campagne de mesures. Les résultats ont montré que la concentration initiale des particules d’aérosol influence la distribution spatiale et la quantité des précipitations, ainsi que le contenu vertical en eau de pluie et en eau glacée du système nuageux précipitant. Pour le cas étudié, une augmentation de la concentration initiale en nombre de particules d’aérosol diminue la quantité totale de pluie au sol. Enfin, une étude de sensibilité supplémentaire sur le choix du domaine de simulation a permis de montrer le rôle essentiel de la dynamique et de l’humidité des basses couches atmosphériques de grande échelle sur la représentation du système précipitant<br>The French coastline in the Mediterranean Sea is affected by heavy rainfall episodes especially in autumn. Cévennes – Vivarais, which is part of the Massif Central Mountains, is one of the affected regions. The associated heavy precipitation episodes (HPE), namely “Cévenols”, can cause natural disasters with important economic damages and life losses. The prediction of such episodes by Numerical Weather Prediction (NWP) models has been significantly improved; uncertainties remain though, regarding their occurrence and strength. The improvement of microphysical parameterizations in NWP models is one key-component for the reduction of forecast errors. The aim of this study was provide a better understanding of the microphysical processes that govern HPE and their interaction with atmospheric aerosol particles (APs) by exploiting observations from the HYMEX research program.The present study focused on the HPE from the HYMEX Intense Observation Period (IOP) 7a, whose observations were assessed and compared with modelling results from the bin-resolved microphysics scheme DEtailed SCAvenging Model (DESCAM, Flossmann and Wobrock; 2010) with 3D dynamics. This research model uses a detailed representation of the APs. Observations from ground-based instruments, as well as in-situ measurements were used for the evaluation of the model’s performance. The ground-based dataset consists of X-band Radars, Micro-Rain Radars (MRR), disdrometers, but also a rainfall reanalysis by rain gauges and operational radars (Boudevillain et al. 2016). Moreover, hydrometeor probes and the 95GHz cloud radar RASTA provided observations on-board of the French research aircraft Falcon-20.The role of pollution on the development and evolution of the HPE of IOP7a was investigated, as well. Considering that the highest AP concentrations were observed during IOP7a, the followed strategy was to perform model simulations by using less polluted observed AP spectra with lower total number concentrations. The results showed that the initial AP concentration influences the spatial distribution and quantity of rainfall, as well as the vertical properties of the rain water content and the ice water content of the precipitating cloud system. For the studied cases, with increasing the initial number concentration of APs, the total rain amount was decreased. Finally, the present study revealed a critical role of the model’s large-scale configuration necessary to correctly represent the dynamics
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Pambrun, Vaitea. "Analyse et modélisation de la nitrification partielle et de la précipitation concomitante du phosphore dans un réacteur à alimentation séquencée." Toulouse, INSA, 2005. http://www.theses.fr/2005ISAT0049.
Full textAbstract:
Dans le cas du traitement d'effluents concentrés en azote ammoniacal (contenant 300 à 1000 mg N. L-1), une des voies d'optimisation envisageable est la nitrification partielle (avec arrêt au stade des nitrites), pour laquelle le verrou majeur est la conversion stable de l'ammoniaque en nitrite. Un réacteur opérant de manière séquencé (SBR) peut permettre de convertir en totalité l'ammoniaque nitrifiable d'un effluent en nitrites, les principaux paramètres à maîtriser étant le pH, la charge appliquée en azote ammoniacal, ainsi que la durée des cycles (périodes aérées). Un mode de contrôle du réacteur, mis en place au cours de cette étude et basé sur la mesure de l'activité respiratoire, permet d'optimiser la durée des cycles du procédé quelle que soit la concentration en azote ammoniacal de l'effluent à traiter et l'activité des micro-organismes. Ce système a permis d'atteindre une charge éliminée très élevée (2 kg N-NH4 +. M-3 j-1), et de garantir un rendement d'élimination de 100% de l'ammoniaque et une conversion maximale de l'azote en nitrites. Le mécanisme principal permettant de réaliser cette sélection de population semble être l'inhibition par l'ammoniaque. Un modèle qui décrit les deux étapes de la nitrification dans ce type de réacteur a été développé, identifié et validé. L'effluent traité dans cette étude contenant de fortes concentrations en phosphates et un rapport DCO/N faible, la boue produite par le procédé est riche en matière minérale et en bactéries autotrophes. L'étude de la précipitation concomitante du phosphore a montré un taux minimum d'élimination du phosphore de 40%, qui atteint 90% lorsque l'ammonium s'accumule transitoirement dans le réacteur. La réaction biologique, qui conditionne les variations de pH et la concentration en ammonium au cours du temps, génère des modifications de la précipitation. Ces paramètres orientent la précipitation soit vers la struvite, soit vers l'hydroxyapatite, qui ont été identifiés par analyse des spectres de diffraction X. Ce procédé adaptatif constitue une solution intéressante pour traiter simultanément l'azote et le phosphore, en minimisant les besoins énergétiques et en proposant une alternative de valorisation du phosphore<br>For highly concentrated ammonia effluents (containing 300 to 1000 mg NH4 +-N. L-1), partial nitrification can be used to optimize the treatment process. The most challenging aspect is to maintain a long term stable nitrite accumulation. A sequencing batch reactor allows a total conversion of ammonia to nitrite. The main control parameters are pH, applied load and cycle duration time (aerated periods). Process control, based on on-line oxygen uptake rate, allowed to optimize the process cycle duration time, whatever was the influent ammonia concentration or the biological activity. With this system, a high loading was reached (2 kg NH4 +-N. M-3. J-1), with complete removal of ammonia and a maximal conversion of nitrogen into nitrite. The main biological mechanism was the inhibition of nitrite-oxidizing bacteria by free ammonia (NH3). A mathematical model was developed, calibrated and validated for the description of the two-step nitrification. The effluent used in this work contained a high phosphate concentration and a low COD/N ratio, and produced a sludge enriched in mineral matter and autotrophic bacteria. The concomitant precipitation of phosphorus showed a minimal phosphorus removal efficiency of 40%, reaching 90% when the ammonium concentration in the reactor was high. This adaptive process control offers a promising way to simultaneously treat nitrogen and phosphorus in the same reactor, minimizing energy needs and favoring the possible valorisation of the phosphorus present in the sludge
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Gueye, Abdou Karim. "Modélisation statistique des précipitations quotidiennes au Sénégal." Paris 6, 2010. http://www.theses.fr/2010PA066439.
Full textAbstract:
L’agriculture en Afrique de l’Ouest, vitale pour les populations locales, est extrêmement dépendante de la saison des pluies estivale et de ses fluctuations quotidiennes. Les objectifs de cette thèse sont de caractériser les événements météorologiques d’échelle synoptique sur le Sénégal et de mesurer leur impact sur la structure et la modulation du cycle saisonnier des pluies quotidiennes sur le Sénégal et à l'échelle plus locale. Pour cela on a appliqué le concept de régimes de temps en utilisant les variables de pression au niveau de mer et de vent au niveau de pression 850 hPa tirées des réanalyses atmosphériques du NCEP/NCAR sur les moussons d’été de 1979 à 2002. Cette approche s’appuie sur la classification des cartes topologiques auto organisatrices de Kohonen, qui est une famille des réseaux de neurones artificiels à apprentissage non supervisé, combinée à une classification ascendante hiérarchique. Dans un premier temps, une famille composée de neuf régimes de temps a été définie en éliminant l’influence des échelles de temps saisonnière et interannuelle. Une approche similaire a été aussi développée en éliminant cette fois ci le cycle saisonnier moyen mais en conservant la variabilité interannuelle. Cette approche permet aussi d’utiliser les régimes de temps dans un contexte opérationnel de prévision. On a trouvé une association forte entre ces deux familles de régimes de temps qui ont elles aussi un lien fort avec les précipitations quotidiennes au Sénégal. D’autre part, on a développé une méthodologie mixte de modélisation des précipitations sur le Sénégal en combinant l’algorithme d’apprentissage des cartes topologiques de Kohonen avec les sorties de précipitations fournies par les réanalyses ERA40. Ce modèle mixte améliore fortement la modélisation des précipitations les plus intenses, présentes en particulier au sud du Sénégal. Dans ce contexte l’information contenue dans la classification en régimes de temps n’a pas un impact significatif.
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Deschamps, Alexis. "Influence de la prédéformation et des traitements thermiques sur la microstructure et les propriétés mécaniques des alliages Al-Zn-Mg-Cu." Phd thesis, Grenoble INPG, 1997. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00370760.
Full textAbstract:
Nous avons étudié l'influence du traitement thermomécanique des alliages Al-Zn-Mg-Cu sur leur microstructure et leurs propriétés mécaniques. Plus spécifiquement, nous avons étudié comment les mécanismes de précipitation et de durcissement structural sont modifiés lorsqu'on introduit des dislocations par détensionnement préalablement au traitement de revenu.<br />La première approche de ce problème est expérimentale. Le but était d'obtenir des relations entre les microstructures développées suivant les différents traitements thermomécaniques et les propriétés mécaniques qui en résultent. Pour cela, nous avons utilisé de nombreuses techniques d'investigation complémentaires: microscopie optique et électronique en transmission, calorimétrie différentielle, diffusion centrale des rayons X, tomographie atomique, résistivité, microdureté et essais de traction.<br />Dans un deuxième temps, nous avons développé un modèle de précipitation compétitive homogène / hétérogène sur les dislocations. Ce modèle intègre continûment les différentes étapes de la précipitation (germination, croissance et coalescence) et du durcissement structural (cisaillement, contournement). Nous avons pu retrouver les principaux résultats expérimentaux à l'aide de ce modèle. <br />Enfin, nous avons étudié les propriétés plastiques de nos matériaux, suivant l'état de précipitation. Plus particulièrement, nous avons pu mettre en évidence la présence d'une précipitation dynamique lors d'essais de traction dans des états sursaturés, apportant un écrouissge très élevé.
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Voisin, Thomas. "Etudes des phénomènes de précipitation en milieu supercritique : application aux traitements des déchets industriels." Thesis, Bordeaux, 2017. http://www.theses.fr/2017BORD0741.
Full textAbstract:
Cette thèse s'inscrit dans le cadre d'une collaboration étroite entre la société Innoveox (http://www.innoveox.com) et le groupe Fluides Supercritiques de l'Institut de Chimie de la Matière Condensée de Bordeaux (ICMCB). La société Innoveox a mis en œuvre une technologie révolutionnaire non polluante qui détruit des déchets qu'ils soient dangereux ou non, urbains, industriels ou même militaires, avec une efficacité de 99.99%. Cette technologie s'appelle l'oxydation hydrothermale supercritique. Cette technologie est étudiée à l'ICMCB depuis le début des années 1990 au sein du groupe Fluides Supercritiques. Ce travail de recherche a pour objet l'étude des phénomènes de précipitation des sels en eau supercritique. La motivation de ce projet repose sur la compréhension des processus mis en jeu lors de la précipitation afin d'améliorer le fonctionnement du procédé industriel. Ce projet de thèse repose sur 3 principaux objectifs. Le premier concerne la détermination expérimentale de la solubilité des sels en conditions supercritiques, via la mise en place d'un système de mesure en continu. Le second objectif porte sur la détermination expérimentale des tailles de particule de sel, aussi bien au niveau de la formation de la cristallite que de l'agrégat. Pour ce faire, des analyses in situ sont notamment réalisées. Enfin, le dernier objectif est la réalisation d'une simulation numérique de la précipitation des sels en conditions supercritiques, utilisant les résultats expérimentaux des deux précédents objectifs. Les résultats de cette modélisation sont en accord avec les résultats expérimentaux et apportent également de nouveaux éléments de compréhension du mécanisme de précipitation<br>This thesis is part of a close collaboration between the Innoveox Company (http ://www.innoveox.com) and the Supercritical Fluids group in the Institute of Chemistry and Condensed Matter of Bordeaux (ICMCB). The Innoveox Company has developed a revolutionary nonpolluting technology, degrading toxic and dangerous waste from industrial, urban or military use, with a 99.99% efficiency. This technology is called Supercritical Water Oxidation and is studied at the ICMCB since the beginning of the 90's in the Supercritical Fluids Group. The present research work objective is the study of the salt precipitation phenomenon in supercritical water, with the aim of understanding the processes and mechanisms involvedduring precipitation, to then improve the industrial process. The project is built on 3 main objectives. The first one is dedicated to the experimental determination of solubility data of salts, in supercritical conditions, with the development of a continuous experimental set-up. The second objective is related to the experimental determination of particle sizes, from crystallite to aggregates formation, using in situ analyses. Last objective concerns the numerical modeling of salt precipitation in supercritical water conditions, using previous experimental data obtained. The results of the modeling are in agreement with the experimental ones, and bring new understanding elements for the precipitation mechanism.technology is called Supercritical Water Oxidation and is studied at the ICMCB since the beginning of the 90's in the Supercritical Fluids Group
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Gouné, Mohamed. "Etude et caractérisation de la diffusion de l'azote à 843 K dans les systèmes binaires Fe-N et ternaires Fe-N-V et Fe-N-Mn : modélisation des phénomènes de diffusion-précipitation." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2001. http://www.theses.fr/2001INPL011N.
Full textAbstract:
Le travail proposé dans ce mémoire concerne le développement de modèles de diffusion-précipitation de l'azote dans les systèmes binaire Fe-N et ternaires Fe-V-N et Fe-Mn- N. Dans le cas la diffusion de l'azote dans le système binaire Fe-N, nous proposons un modèle numérique prenant en compte la dépendance en concentration du coefficient de diffusion intrinsèque de l'azote dans les phases [epsilon] et [gamma]'. La non-linéarité du problème est traité sans aucune hypothèse sous-jacente quant à la position des interfaces. L'évolution du facteur thermodynamique est déterminée à partir des modèles de solution sub-régulière. Il existe un très bon accord entre les résultats du modèle et les données expérimentales de la littérature. Par conséquent, la mobilité et le coefficient d'auto-diffusion respectifs de l'azote dans les phases [epsilon] et [gamma]' ont été réévalués. Dans le cas de la diffusion de j'azote dans les systèmes ternaires Fe-V-N et Fe-Mn-N, nous avons développé un modèle original qui décrit simultanément la diffusion de l'azote et la précipitation de nitrures d'éléments d'alliage dans la couche de diffusion. Ce modèle, basé sur la méthode des volumes finis est couplé avec une description thermodynamique du système considéré. La validation de nos calculs a nécessité une étude expérimentale complète des couches de diffusion obtenues après nitruration à 843K des alliages Fe-O,55%V et Fe-l,62%Mn, à partir de la microsonde de Castaing, la microscopie électronique en transmission et la diffraction des rayons X. En particulier, nous avons montré l'existence d'une nouvelle phase [eta]' dans le sytème Fe-Mn-N dont le groupe spatial a été déterminé à partir de la théorie des symétries. Les résultats du modèle sont en parfaite accord avec les données expérimentales. Celui- ci pouvant aisément se généraliser aux systèmes multicomposants
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Boisse, Julien. "Modélisation par champ de phase de la cinétique de précipitation dans les alliages Ni-Al, Al-Sc et Al-Zr-Sc." Phd thesis, Université de Rouen, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00649319.
Full textAbstract:
Ce travail porte sur l'étude par simulation en champ de phase du vieillissement isotherme de trois alliages intermétalliques. Nous avons montré que les alliages Ni-Al "inverses", dans lesquels les précipités sont désordonnés et coexistent avec la matrice ordonnée, reproduisent le chemin cinétique des alliages Ni-Al "directs". Une étude statistique de l'alliage Al-Sc a montré que la théorie LSW ne reproduit pas la fonction de distribution de taille de particules sur les stades de coalescence avancés. Nos simulations montrent que la compétition entre les forces motrices chimique, élastique et l'énergie d'interface est à l'origine de la croissance en forme de "papillon" des précipités Al3Sc isolés. Enfin, nous avons adapté le modèle de champ de phase pour l'alliage ternaire Al-Zr-Sc afin de caractériser l'évolution de la composition des précipités Al3(Zr,Sc) durant la coalescence. Nos simulations reproduisent la structure coeur-coquille de ces précipités observée expérimentalement.
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Rouffié, Anne-Laure. "Compréhension et modélisation de la rupture fragile des aciers renforcés par nano-précipitation : effets de texture, de vieillissement et de composition." Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2014. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-01069061.
Full textAbstract:
Les aciers ODS (Oxide Dispersion Strengthened) sont envisagés comme matériau de gainage du combustible pour les futurs réacteurs nucléaires au sodium de Génération IV. Ces matériaux présentent une excellente résistance au fluage à haute température et au gonflement sous irradiation, mais des interrogations subsistent quant à leur propriété de résilience. L'objectif de ce travail de thèse est alors de comprendre l'effet de différents paramètres (composition chimique, texture, vieillissement thermique...) sur le comportement à l'impact des aciers ODS et sur l'apparition de la rupture de type fragile. L'objectif à terme est d'appréhender l'apparition de ce type de rupture afin d'assurer l'intégrité des composants en acier ODS en conditions normales ou incidentelles.Dans un premier temps, cette étude a permis d'évaluer la stabilité de deux nuances d'acier ODS contenant 14%Cr et 18%Cr dans des conditions de vieillissement thermique. La nuance à 18%Cr a été écartée à cause de la formation d'une phase intermétallique fragilisante de type sigma à 600°C. Par contre, la nuance à 14%Cr est plus prometteuse puisque son comportement est resté stable entre 400°C et 600°C pour une durée de vieillissement maximale de 10000 heures, et ce même si des précipités de phases alpha', de Laves Fe2W et des carbures de chrome ont été observés. D'autre part, la texture morphologique, caractérisée par des grains allongés selon la direction de filage, est propice à la propagation de fissures intergranulaires selon cette direction. La texture cristallographique régit, quant-à elle, les micromécanismes de clivage. En effet, les entités microstructurales qui contrôlent la propagation du clivage sont des groupes de grains faiblement désorientés les uns des autres d'un point de vue cristallographique, et qui sont associés à la notion de grains effectifs. Enfin, le comportement en traction et en flexion d'une nuance d'acier ODS à 14%Cr a été modélisé, et un critère de rupture fragile basé sur une valeur de contrainte critique a été proposé. Ce modèle nous a alors permis de simuler des essais sur différentes géométries et de prédire l'apparition de la rupture fragile sur cette nuance.
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Nallet, Véronique. "Fabrication de microparticules d'acide salicylique par précipitation en mélangeur en T : étude expérimentale, modélisation et séparation par agglomération en phase liquide." Lyon 1, 1997. http://www.theses.fr/1997LYO10294.
Full textAbstract:
Le but de ce travail est de precipiter des cristaux d'acide salicylique en nombre suffisant de petite taille et de controler leur distribution de taille, puis enfin de les agglomerer en suspension aqueuse par du chloroforme. La precipitation de l'acide salicylique a tout d'abord ete etudiee experimentalement et modelisee en precipiteur ferme. Le modele cinetique prend en compte les mecanismes de nucleation primaire heterogene, de nucleation secondaire de surface et de croissance. Le modele represente bien les precipitations realisees et montre que la croissance se fait en regime essentiellement diffusionnel dans les conditions des essais. Il en resulte une faible precision sur les parametres de croissance obtenus dans le domaine des sursaturations etudiees. Ce domaine des sursaturations est limite et ne permet pas de produire des cristaux en quantite suffisante. Des sursaturations plus importantes conduisent en effet a des gels pseudoplastiques et les effets de melange ne sont pas negligeables. Un melangeur en t a alors ete choisi et modelise. Les lois cinetiques obtenues en precipiteur ferme ne permettent plus de representer les precipitations realisees. Du fait des hauts niveaux de sursaturation utilises, la nucleation primaire dans le t est vraisemblablement de type homogene. La croissance dans le t devient par ailleurs tres sensible a la sursaturation. Les parametres cinetiques de nucleation primaire et de croissance doivent donc etre determines pour les conditions operatoires du t. Les cristaux d'acide salicylique issus du t sont ensuite agglomeres dans la cuve par la technique d'agglomeration en phase liquide. Le liant choisi est le chloroforme. L'etude realisee montre la faisabilite du procede. Un domaine de conditions operatoires pour lesquelles l'agglomeration se deroule de maniere satisfaisante a ete delimite. La quantite de liant ajoutee est un parametre operatoire beaucoup plus important que la vitesse d'agitation sur l'agglomeration.
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Sandré, Anne-Laure. "Nouveau procédé de dissolution-précipitation pour l’exploitation de minerais nickélifères oxydés par voie hydrométallurgique : études cinétiques, modélisation et calcul de réacteurs." Thesis, Paris, ENMP, 2012. http://www.theses.fr/2012ENMP0037.
Full textAbstract:
L'objectif de cette thèse est de bâtir un modèle prédictif d'une unité industrielle continue de dissolution de minerai de nickel/ et précipitation de fer simultanées. La méthodologie adoptée consiste dans un premier temps à réaliser des expériences en réacteur fermé ou semi-fermé pour identifier et modéliser séparément les différents phénomènes en jeu, puis dans un second temps à construire un modèle d'unité continu les rassemblant tous. Ce travail a permis certaines avancées tant sur le système retenu que sur les méthodes et modèles adoptés. Tout d'abord la thermodynamique des solutions Na-Fe(III)-H2SO4 aux alentours de 100°C a été clarifiée et la constante de solubilité de la natrojarosite Na0,84H0,16Fe2,90(SO4)2(OH)5,7 a été déduite. Ensuite les paramètres influant sur les précipitations des jarosite de sodium et potassium ont été mis en évidence et leur cinétiques de croissance ont pu être déterminées grâce à l'utilisation originale de la méthode des caractéristiques. Puis les cinétiques de dissolution des minerais ont été obtenues, en prenant en compte différentes phases du minerai et leurs granulométries. Après avoir déduit tous les paramètres nécessaires, un modèle original, permettant de simuler une cascade de réacteur de dissolution/précipitation avec recyclage a été construit puis validé. Cet outil de conception, couplé à une étude technico-économique peut permettre d'optimiser le procédé<br>The goal of this thesis is to build a predictive model for a continuous industrial unit combining simultaneously nickel ore dissolution and iron precipitation. A two steps method was used. First experiments in batch or semi-batch reactors were done in order to understand and model separately the different phenomenon that take place. Then all the equations and associated constants were used to build a model. This work allowed some advances both on the system studied and on the methods used. First thermodynamics of Na-Fe(III)-H2SO4 solutions in the 70-100°C temperature range was clarified and natrojarosite solubility constant Na0,84H0,16Fe2,90(SO4)2(OH)5,7 was deduced. Secondly parameters acting on sodium and potassium jarosite precipitation were highlighted and their growth kinetics were deduced through an original use of caracterisctics method. Then ore dissolution kinetics were found, taking into account different ores phases and their granulometry. After deducing all the necessary parameters, an original model allowing to simulate a cascade of dissolution/precipitation reactors with recyling loop was build and validated. This conception tool, coupled with a technico-economic study allows the optimisation of such a process
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Hary, Benjamin. "Compréhension et modélisation de l'influence du taux de renforts et de la texture de déformation sur la recristallisation des aciers ODS ferritiques." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLS339/document.
Full textAbstract:
Les aciers renforcés par dispersion d’oxydes (ODS) sont envisagés comme matériaux de gainage pour les réacteurs à neutrons rapides au sodium. Ils présentent de très bonnes propriétés mécaniques, notamment en fluage, du fait de la présence des nano-renforts ainsi qu’une résistance au gonflement élevée de par leur matrice ferrito-martensitique. La gamme de fabrication des ODS ferritiques est complexe et génère une forte texture morphologique et cristallographique. Les microstructures doivent donc être recristallisées mais cette recristallisation est très souvent hétérogène et difficile à maitriser. Cette étude vise à améliorer la compréhension des mécanismes de recristallisation qui dépend fortement du taux de renforts incorporé et de la déformation appliquée. Dans ce but, l’élaboration de nuances modèles avec différents taux de renforts a été réalisée et des caractérisations multi-échelles (EBSD, DNPA, DSC) ont été effectuées. Il est apparu que la nature chimique des nano-oxydes influence fortement la stabilité des microstructures et leur capacité à restaurer après consolidation. Ces travaux ont également permis de mettre en évidence l’étroite relation entre le chemin de déformation à froid, la distribution de l’énergie stockée et la microstructure après recristallisation. Lorsque le traitement thermomécanique est optimal, des microstructures recristallisées homogènes et peu texturées peuvent être obtenues. Il est aussi apparu que la diminution du taux de renforts ne permet pas de faciliter clairement la recristallisation des ODS. Le développement d’un modèle numérique Monte Carlo pour simuler la croissance de grains et la recristallisation en présence de particules a permis d’aider à la compréhension des mécanismes. De plus, une analyse des propriétés en traction des différents états métallurgiques a montré que la recristallisation améliorait nettement la ductilité à chaud sans diminuer significativement les résistances mécaniques. Les résultats obtenus sur matériaux modèles ont permis de mieux comprendre les mécanismes mis en jeu lors de la recristallisation des ODS et d’analyser les gammes de fabrication actuelles des tubes ODS. Diverses optimisations possibles sont discutées à la lumière des résultats obtenus<br>Oxide dispersion strengthened steels are considered as cladding materials for Sodium Fast Reactor. Due to the nano-precipitates incorporated within the microstructure, their mechanical properties are very high, especially under creep loading. Moreover, the ferritic-martensitic lattice gives ODS steels a remarkable swelling resistance under radiation. The manufacturing route of ferritic ODS steels is complex and induces a strong morphologic and crystallographic texture. The microstructure needs to be recrystallized but this recrystallization is often heterogeneous and difficult to control. In this framework, this investigation aims at achieving a better understanding of the recrystallization mechanisms in ODS steels that strongly rely both on the nano-oxydes concentration and the applied deformation. Thereby, several model grades with various concentrations of oxydes were elaborated and characterized at different scales (EBSD, SANS, DSC). It appears that the chemical composition of the nano-oxydes strongly influence the microstructure stability and its ability to recover after consolidation. Throughout this study, the strong relationship between the cold-deformation path, the stored energy distribution and the recrystallized microstructure has been highlighted. When the thermo-mechanical treatment is optimal, homogeneous recrystallized microstructures weakly textured can be achieved. Experiments also showed that decreasing the nano-oxydes concentration does not clearly favor recrystallization. Monte Carlo modelling was performed to simulate grain growth and recrystallization in the presence of second phase particles and the simulations helped to identify the mechanisms that occur experimentally. Furthermore, the tensile properties of different metallurgical states were investigated and it came out that the recrystallization notably increases the ductility at high temperature without significantly affecting the yield strength. The results obtained on model materials allowed to achieve a better understanding of the mechanisms implied in the recrystallization process of ODS steels. Several possible optimizations to the current manufacturing route are discussed from the conclusions of this study
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Gosset, Didier. "Modélisation des transferts de matière et de la précipitation inclusionnaire lors de l'élaboration du Marphy 17 au four à induction sous vide." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1993. http://www.theses.fr/1993INPL129N.
Full textAbstract:
Ce travail, qui s'inscrit dans le thème général de la maitrise des interactions métal liquide-réfractaire-atmosphère, a consiste à modéliser les transferts de matière et la précipitation inclusionnaire lors de l'élaboration au four à induction sous vide du Marphy 17. Le mouvement engendré par l'action des forces de brassage est calculé à l'aide d'un modèle qui résout également les équations de transports des différents solutés (ca, al, mg, o, c) par diffusion, convection et turbulence. Une attention particulière est portée au phénomène de volatilisation à la surface libre. La validation du modèle hydrodynamique est réalisée dans un four pilote à partir de comparaisons entre les déplacements d'une particule posée à la surface et le mouvement calculé du liquide. Les simulations mettent en évidence l'importance d'un calcul précis de l'intensité de la turbulence à la surface libre du bain métallique. Le modèle de transfert de matière, pour sa part, a permis de simuler des expériences de volatilisation du manganèse dissous dans le fer liquide. En couplant le modèle de transfert de matière à un modèle d'équilibre thermodynamique développe a l'IRSID, il est possible d'obtenir au cours du temps et en tout point du bain la composition du métal liquide ainsi que la composition et la nature des inclusions formées. Cette modélisation permet également de représenter, de manière simplifiée, les transferts de matière aux interfaces métal liquide-réfractaire. Les principaux résultats obtenus à l'aide de cette démarche sont présentés et discutées
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Himdi, Khalid El. "Séries chronologiques binaires avec récompenses : Applications à la modélisation en climatologie." Grenoble 1, 1986. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00320012.
Full textAbstract:
Divers types de séries chronologiques binaires avec récompenses sont étudiés en vue de la modélisation de la succession des valeurs d'une variable climatologique dans une station de mesure pour une période donnée de l'année. Pour différentes hypothèses de dépendance entre les états successifs du processus, nous précisons les caractéristiques essentielles du modèle associé. Des essais de modélisation concernant les séries de précipitations journalières mesurées dans deux stations pluviométriques du réseau français illustrent les possibilités d'utilisation des modèles envisagés
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Martinez, Rémi. "Modélisation multi-échelles des propriétés mécaniques d'un alliage d'aluminium de fonderie." Thesis, Paris Est, 2012. http://www.theses.fr/2012PEST1148.
Full textAbstract:
Ce travail présente les résultats d'un modèle théorique de précipitation de particules Al$_2$Cu dans un alliage d'aluminium de fonderie de type 319 traité thermiquement T7, prenant en compte les équations de la théorie de la coalescence. L'utilisation d'une distribution de taille de particules expérimentale discrétisée comme point de départ du modèle rend possible l'utilisation d'une équation de flux afin de modéliser l'évolution du rayon moyen des particules dans un élément de volume représentatif de l'alliage. L'utilisation d'un schéma numérique implicite permet de ramener la résolution du problème physique à l'inversion d'une matrice tridiagonale. Ainsi, l'évolution du rayon critique de coalescence, du nombre total et de la fraction volumique de précipités sont obtenus pour plusieurs vieillissements. Les résultats du modèle a été confrontés aux résultats des mesures expérimentales qui ont été réalisées à l'aide d'observations en microscopie électronique à transmission et qui ont permis une mesure de la taille des précipités. Ces derniers ont été assimilés à des sphères de volume équivalent aux plaquettes réelles et ont été analysés numériquement. Les résultats fournis par le modèle théorique sont en bon accord avec les mesures expérimentales et ont permis le couplage du modèle de coalescence avec un modèle micromécanique fondé sur la théorie des dislocations et calibré à l'aide d'essais de traction en température. Il permet de déterminer la limite d'élasticité de l'alliage pour un vieillissement jusqu'à 1000h compris entre 23°C et 300°C. La limite d'élasticité est alors assimilée à une somme de trois contraintes~: une contrainte liée à la friction de réseau (contrainte de Peierls), une contrainte liée au contournement des précipités par les dislocations (contrainte d'Orowan) et une contrainte liée à la présence de solution solide. Enfin, des essais de fatigue oligocyclique à différentes températures ont permis de déterminer les variables internes de la loi de comportement macroscopique. Il s'agit d'une loi élasto-viscoplastique de type Lemaitre et Chaboche, à laquelle la limite d'élasticité calculée par le modèle micromécanique est couplée. Ainsi, le comportement physique macroscopique de l'alliage est fonction de la coalescence des précipités. Des calculs 1D ou 3D, par éléments finis, permettent alors de déterminer le comportement général d'une culasse soumise à de la fatigue thermomécanique<br>This work highlights the results of a theoretical Al$_2$Cu particles coarsening model in a T7 thermal treated 319 aluminum alloy. As an input of the model, the experimental and discretised size distribution of the precipitates, in a 1$mu$m$^3$ representative volume element of the alloy, is used and coupled to a flux equation. The use of a numerical implicit scheme allows us to solve the problem by the inversion of a tridiagonal matrix. Thus, the evolution of the critical radius of coarsening, of the total number and of the volumical fraction of particles are modeled in a range of temperature going from 23°C to 300°C up to 1000h ageing time. Results were then compared to transmission electron microscope observations and are in good agreement with experimental measurements. Hence, the model was then coupled to a micro-mechanical model which is based on the theory of dislocations. It determines the real yield stress of the alloy generated by the interaction of the dislocations with the lattice (Peierls stress), with the precipitates (Orowan stress) and with the atoms in solid solution. Both models were then combined into a mechanical macro-scale model in order to represent the LCF behavior of the material. An elasto-viscoplastic law has been used and all the internal variables were experimentally determined using LCF stress/strain loops for the mechanical steady state. The simulation results are in good agreement with the experiments. Finally, 1D and 3D finite element computations could be run, taking into account the evolution of the microstructure during ageing and its impact on the evolution of the mechanical properties, to determine the head cylinder behavior under thermomechanical fatigue