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Dissertations / Theses on the topic 'Réacteurs Chimiques'
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1
Sekher, Malik. "Sur la conduite de réacteurs chimiques." Caen, 2008. http://www.theses.fr/2008CAEN2032.
Full textAbstract:
Les réacteurs chimiques sont considérablement utilisés dans les industries chimiques et pharmaceutiques. Le problème d’asservissement de température associé est crucial aussi bien du point de vue de la qualité des produits que du point de vue de la reproductibilité des opérations. Cette thèse présente une approche de synthèse des asservissements de température pour les réacteurs chimiques exothermiques opérant en mode batch. Deux aspects de ce travail méritent d’être mentionnés. Le premier consiste en un contexte de synthèse ingénieux. La synthèse est basée sur plusieurs techniques de commande issues des concepts de prédiction, de linéarisation par rétroaction, de modes glissants, de backstepping et de grand gain. Une action intégrale filtrée est incorporée dans la synthèse pour des considérations de précision et d’insensibilité par rapport aux bruits de mesure. Le second aspect consiste en un observateur du type grand gain qui permet de réaliser une estimation précise de la chaleur de réaction en vue d’affiner les performances des systèmes de commandes. Une illustration des performances de l’approche de conduite proposé a été faite dans un environnement de simulation réaliste par rapport à la problématique considéréeChemical reactors are extensively used in chemical and pharmaceutical industries. The underlying temperature control has shown to be of fundamental importance from product quality and process reproductibility points of view. This thesis presents a control approach to deal with the temperature servo problem in exothermic stirred tank batch reactors. Two features of this research work are worth to be emphasized. The first one consists in an engineering design framework for the control. The underlying design can be performed using various control techniques that heavily borrows from the concepts of prediction, state feedback linearization, sliding mode, backstepping and the high gain. A filtered integral action is incorporated into the design for free offset performance and noise measurements insensitivity considerations. The second one consists in likely high gain observer to perform an accurate estimation of the reaction heat to alleviate the control system performances. The performances the proposed approach are illustrated in a realistic simulation framework with respect to the problem under consideration
2
Marchal-Brassely, Sylvie. "Conduite optimale de réacteurs discontinus." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1990. http://www.theses.fr/1990INPL038N.
Full text
3
Hoang, Ngoc Ha. "Approche thermodynamique pour la stabilisation des réacteurs chimiques." Thesis, Lyon 1, 2009. http://www.theses.fr/2009LYO10244.
Full textAbstract:
L’objectif de ce travail est de proposer de nouvelles stratégies de commande non linéaire pour la stabilisation des Réacteurs Parfaitement Agités Continus (RPAC). Pour cela, nous utilisons d’une part, l’approche thermodynamique entropique. Plus précisément, nous utilisons la notion de disponibilité thermodynamique et les propriétés de la thermodynamique irréversible pour définir une fonction de Lyapunov utilisable pour la stabilisation du système en boucle fermée. Nous proposons aussi une fonction disponibilité réduite afin d’obtenir des lois stabilisantes plus performantes en terme de sollicitation des actionneurs. D’autre part, nous proposons une extension du formalisme (pseudo) hamiltonien à ports dissipatifs aux réacteurs chimiques ouverts. Nous montrons que l’Hamiltonien est lié à l’enthalpie libre de Gibbs dans le cas isotherme et à l’ectropie (opposée de l’entropie) dans le cas non isotherme. Par ce formalisme, la dissipation du système représente la production irréversible d’entropie due à la réaction chimique. Nous appliquons ensuite les techniques de commande passive (modelage de l’énergie) pour la synthèse de lois de commande en choisissant la disponibilité thermodynamique comme fonction hamiltonienne à modeler en boucle fermée. Finalement, nous montrons que les commandes synthétisées par l’approche thermodynamique entropique et la formulation pseudo-hamiltonienne sont, dans certains cas, équivalentes. Certaines propriétés relatives à la stabilisation et l’admissibilité des commandes sont aussi considérées. Les développements théoriques sont mis en oeuvre sur des exemples différents de RPAC : un réacteur académique et l’hydrolyse par catalyse acide de l’oxirane-méthanol en glycérineThe goal of this thesis is to propose new nonlinear control strategies for the stabilization of perfectly Continuous Stirred Tank Reactors (CSTR). To achieve this goal, we use on the one hand, the entropic thermodynamic approach. More precisely, we use the thermodynamic availability concept and the properties of irreversible thermodynamics to define a Lyapunov function candidate for the stabilization of the closed loop system. We also propose a reduced availability function to design more efficient feedback laws in term of control variable solicitations. On the other hand, we propose an extension of the (pseudo) Hamiltonian formalism associated to dissipative systems to open chemical reactors. We show that the Hamiltonian is linked to the Gibbs free enthalpy in the isothermal case and to ectropy (opposed to entropy) in the non isothermal case. By this formalism, the dissipation of the system represents the irreversible entropy production due to chemical reaction. The Interconnection and Damping Assignment-Passivity Based Control (IDA-PBC) approach is then applied to synthesize feedback laws by choosing the thermodynamic availability as desired closed loop hamiltonian storage function. Finally, we show that feedback laws synthetized by the entropic thermodynamic approach and the pseudo-hamiltonian formulation are equivalent in some cases. Some stabilization properties and the control input admissibility are also considered. Theoretical developments are illustrated on some different CSTR examples : an academic case study and the acid catalyzed hydration of oxirane-methanol to glycerol
4
Morant, Jérôme de. "Contrôle en temps minimal des réacteurs chimiques discontinus." Rouen, 1992. http://www.theses.fr/1992ROUES024.
Full textAbstract:
Cette thèse regroupe un ensemble de travaux concernant la construction de lois de synthèse en temps minimal avec conditions terminales de codimension un, pour des systèmes analytiques affines et mono-entrée modélisant une classe de réacteurs chimiques appelée réacteurs discontinus. Les techniques utilisées reposent essentiellement sur l'utilisation de la géométrie différentielle et sur la théorie des singularités d'une application analytique. Une application au contrôle d'une réaction de polycondensation d'aromatiques sous catalyse basique est alors traitée
5
Elia, Marc. "Etude de la stabilité thermique dans les réacteurs chimiques." Thesis, Aix-Marseille, 2013. http://www.theses.fr/2013AIXM4707/document.
Full textAbstract:
La sécurité des procédés est une préoccupation majeure dans l'industrie du raffinage et de pétrochimie. Pour les procédés très exothermiques, l'emballement thermique doit être évité. Ainsi, l'objectif de la thèse est la mise en place d'une méthodologie d'étude de la stabilité thermique dans les réacteurs chimiques qui permet de déterminer les zones opératoires de fonctionnement stable du réacteur. Après le développement d'un modèle dynamique de réacteur, la méthodologie consiste à cartographier les zones de stabilité et d'instabilité du système réactionnel en régime stationnaire et dynamique. Le critère de Van Heerden (régime stationnaire) à été généralisé pour application à des systèmes réactionnels complexes. La méthode de perturbation des états stationnaires (régime dynamique) a aussi été intégrée à la méthodologie avec l'analyse des valeurs propres.Cette méthodologie a été appliquée au procédé d'hydroconversion en lit bouillonnant de charges pétrolières lourdes, ceci à l'échelle pilote et industrielle. Des modèles dynamiques adaptés au procédé pilote et industriel ont été développés. Ils tiennent en compte la complexité de la charge ainsi que le schéma des deux procédés. L'étude de la stabilité stationnaire et dynamique a été réalisée. Des cartographies de stabilité/instabilité en fonction des principaux paramètres du procédé ont été tracées. D'après les résultats obtenus, la plage stable pour réacteur pilote est plus large que pour le réacteur industriel. La variation des paramètres du procédé ont le même effet sur les deux réacteurs. Les cartographies de stabilité obtenues sont un outil indispensable pour l'ingénieur lors du design des procédés ou leur opérationIn refining and petrochemistry process safety is a major issue. For highly exothermic processes it is necessary to ensure in a rigorous way the safe that the process operates in safe conditions, hence avoiding thermal runaway. The objective of this thesis was to develop a methodology to determine the operating conditions of reliable operation of chemical reactors. The methodology relies on stationary and dynamic analysis. The stationary stability analysis based on the Van Heerden criterion was generalized to complex chemical systems. The dynamic analysis applies the perturbation theory to definitely determine if a stationary point is stable according to eigenvalue analysis.The methodology was applied to ebullated-bed technology for residue hydroconversion at pilot and industrial scale. Two comprehensive dynamic models that accurately represent the ebullated-bed pilot plant and industrial process were developed for the study. The models take into account a detailed description of the reactive system and the configuration of the pilot and industrial plants: three phases, kinetics and flow characterization. A stationary and dynamic thermal stability analysis was carried out for both configurations and stable/unstable operating regions were identified. The study showed that the pilot plant reactor can operate in a larger domain of operating conditions compared to the industrial reactor while the parameters have the same effect on both reactors. The resulting reactor operation diagrams are a essential guide for engineers in the reactor design and operation practice
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Cibrario, Marc. "Sur la commande d'une classe de réacteurs chimiques instables." Phd thesis, École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 1992. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00838248.
Full textAbstract:
On se pose le problème de commander un CMS (Continuous Stirred Tank Reactor, ou réacteur continu mélangé) siège d'une ou plusieurs réactions exothermiques donnant lieu à des phénomènes d'emballement ou d'extinction. Pour cela, on met tout d'abord en évidence une propriété de régularité de la cinétique isotherme qui permet de construire un diagramme thermique stationnaire au vu duquel l'emballement apparaît comme lié à une situation mathématique générale, à savoir celle d'une bifurcation col-nœud par rapport à un paramètre de commande. On utilise à cette occasion un théorème global des fonctions implicites développé pour les besoins de la cause. Ceci étant, on démontre que sans hypothèse supplémentaire, il est possible de supprimer le phénomène indésirable et de stabiliser le réacteur à n'importe quelle température de fonctionnement à l'aide d'un retour de température, de type proportionnel ou proportlonnel-Intégral à grand gain proportionnel. En particulier, on calcule une borne inférieure de gains proportionnels stabilisants permettant de réduire les contraintes sur le gain intégral à une simple condition de signe. Par ailleurs, la stabilisation en question est de type locale asymptotique, mais on prouve aussi un résultat global dans le cas particulier: A --> B. Enfin, l'approche est généralisée localement au cas d'un système non linéaire quelconque à une entrée et une sortie présentant une bifurcation col-nœud par rapport à la commande.
7
Mitrovic, Marijana. "Étude des transferts de matière dans un réacteur triphasique gaz-liquide-solide, d'investigation cinétique (réacteur Robinson-Mahoney)." Lyon 1, 2001. http://www.theses.fr/2001LYO10175.
Full textAbstract:
Les procédés triphasiques gaz-liquide-solide sont largement utilisés pour les réactions d'hydrotraitement. Le développement de tels procédés impose une modélisation aussi précise que possible afin de limiter les expériences pilotes longues et coûteuses. Cette modélisation nécessite une connaissance approfondie de la cinétique des réactions. Elle requiert donc l'utilisation de réacteurs de laboratoire dédiés à l'investigation cinétique tel que le réacteur Robinson-Mahoney. Ce dernier a été conçu pour offrir un bon contact entre les phases gaz et liquide d'une part et les phases solide et liquide d'autre part. Si ce réacteur présente certains avantages pour les études cinétiques (réacteur parfaitement agité), nous ne connaissons pas le domaine de conditions expérimentales pour lequel le réacteur fonctionne effectivement en régime chimique. Ce travail a pour objet l'étude des transferts de matière gaz-liquide et solide-liquide dans le réacteur Robinson-Mahoney. Nous avons sélectionné les méthodes d'absorption de gaz et de dissolution de solide pour mesurer le coefficient de transfert de matière gaz-liquide, kLaL, et le coefficient de transfert de matière solide-liquide, kS, respectivement. Pour chaque coefficient nous avons étudié l'influence de plusieurs paramètres tels que la vitesse d'agitation ainsi que les propriétés du liquide. Dans le cas du transfert solide-liquide, nous nous sommes intéressés à la relation entre kS et la vitesse du liquide. Enfin, nous avons proposé une corrélation pour l'estimation de kLaL et kS.
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CIBRARIO, MARC. "Sur la commande d'une classe de reacteurs chimiques instables." Paris, ENMP, 1992. http://www.theses.fr/1992ENMP0325.
Full textAbstract:
On se pose le probleme de commander un cstr (continuous stirred tank reactor, ou reacteur continu melange) siege d'une ou plusieurs reactions exothermiques donnant lieu a des phenomenes d'emballement ou d'extinction. Pour cela, on met tout d'abord en evidence une propriete de regularite de la cinetique isotherme qui permet de construire un diagramme thermique stationnaire au vu duquel l'emballement apparait comme lie a une situation mathematique generale, a savoir celle d'une bifurcation col-nud par rapport a un parametre de commande. On utilise a cette occasion un theoreme global des fonctions implicites developpe pour les besoins de la cause. Ceci etant, on demontre que sans hypothese supplementaire, il est possible de supprimer le phenomene indesirable et de stabiliser le reacteur a n'importe quelle temperature de fonctionnement a l'aide d'un retour de temperature, de type proportionnel ou proportionnel-integral a grand gain proportionnel. La stabilisation en question est de type locale asymptotique, mais on prouve aussi un resultat global dans le cas particulier: a donne b. Enfin l'approche est generalisee localement au cas d'un systeme non lineaire quelconque a une entree et une sortie presentant une bifurcation col-nud par rapport a la commande
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Nguyen, Mai-Thanh. "Méthodologie d'étude de procédés à catalyseur suspendu : application à un réacteur gaz-liquide-solide à auto-aération." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1989. http://www.theses.fr/1989NAN10441.
Full textAbstract:
Une méthodologie d'étude des procédés à catalyseur suspendu a été analysée par l'auteur et appliquée à l'étude d'un contacteur gaz-liquide-solide à alimentation en gaz par auto-aération. Il s'agit d'un réacteur agité de volume d'environ 0,01 m3 équipé d'un tube de tirage central. L’influence sur l'hydrodynamique de la géométrie du tube de tirage, du positionnement de (des) mobile(s), et de la couverture liquide a été examinée. Les couplages de l'hydrodynamique avec le transfert de matière gaz-liquide et liquide-solide ont été étudiés en faisant varier la viscosité du liquide (1-18 10-6m2s1) ou la concentration en solide (billes de verre 100 μm 0-40% V/V). La cinétique d'hydrogénation catalytique d'un hydrocarbure à également été déterminée en vue d'une mise en oeuvre dans ce type de réacteur
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Rafalimanana, Célestin Alexis. "Contribution à la modélisation des cinétiques réactionnelles, à la simulation et à la conduite thermique des réacteurs de chimie fine." Toulouse, INPT, 1990. http://www.theses.fr/1990INPT039G.
Full textAbstract:
La premiere partie de ce travail est consacree a l'identification de la stchiometrie et des grandeurs cinetiques de reactions chimiques en phase liquide pseudo-homogene. Cette identification est realisee en se limitant aux seules donnees reellement disponibles sur un site industriel qui sont les mesures des concentrations initiales et finales de tous les constituants ainsi que le profil de temperature du milieu reactionnel au cours du temps. La deuxieme partie concerne la conduite thermique d'un reacteur semi-continu. Le reacteur etudie est un reacteur muni d'une double-enveloppe dans lequel circule un thermofluide disponible a un temperature fixee. La regulation de la temperature au sein du reacteur est realisee par le choix du fluide adequat et en agissant sur son debit. Pour ce faire, un algorithme de commande adaptative, base sur la technique de commande predictive generalisee associee a un estimateur de parametres utilisant la methode des moindres carres, a ete developpe. Cette technique de conduite a ete appliquee avec succes a la fois sur un reacteur pilote de 2 litres pour des reactions fortement exothermiques ainsi que sur un modele de simulation du fonctionnement dynamique d'un reacteur discontinu. Les developpements theoriques conduisant a l'ecriture de ce modele sont presentes. Ce travail s'inscrit dans un cadre plus general qui concerne l'utilisation optimale des reacteurs semi-continus ou discontinus en chimie fine
11
Jallais, Simon. "Etude expérimentale et modélisation de l'oxydation d'hydrocarbures légers." Poitiers, 2001. http://www.theses.fr/2001POIT2334.
Full text
12
Huang, Baotuan. "Modélisation numérique d'écoulements diphasiques à bulles dans des réacteurs chimiques." Lyon 1, 1989. http://www.theses.fr/1989LYO10103.
Full textAbstract:
Une methode numerique de volumes finis a elements quadrilateres quelconques a ete mise au point pour resoudre le systeme des equations moyennees (modele a deux fluides) decrivant un ecoulement a bulles eau-air. Elle permet de traiter des configurations bidimensionnelles ou axisymetriques, en regime instationnaire. En outre, une methode permettant de calculer numeriquement la distribution du temps de sejour d'un reacteur chimique sera presentee. Les phenomenes turbulents sont modelises par un modele capable de decrire simultanement des turbulences intrinseques et des pseudo-turbulences. Les effets de coalescence et de fragmentation des bulles sont predits a partir d'une equation de relaxation proposee par cook et harlow. Differentes lois de fermeture concernant les termes de trainee, de masse ajoutee, de portance et de desequilibre en pression seront presentees. Le schema numerique utilise est semi-implicite semblable au schema de iced-ale. Le calcul sur un pas de temps se deroule en deux etapes essentielles. La premiere consiste a resoudre les equations du mouvement par une procedure lagrangienne, la seconde a replacer les nuds a leur emplacement initial a partir des bilans par maille de toutes les quantites calculees. On presentera des resultats numeriques et des comparaisons d'une part sur des ecoulements modeles monophasiques et diphasiques (cavite regularisee, ecoulement a marche, canal obstrue, etc. ), d'autre part sur un reacteur chimique industriel a geometrie complexe
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Abidi, Kheireddine. "Observateurs d'état et commande non linéaire de réacteurs chimiques discontinus." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1994. http://www.theses.fr/1994INPL015N.
Full textAbstract:
Les réacteurs discontinus et semi-discontinus ont souvent un comportement dynamique non linéaire et non stationnaire. Cependant, jusqu'à une date récente, l'approche classique en commande de procédés consistait à appliquer la théorie de la commande linéaire au modèle du procédé linéarisé autour d'un point de fonctionnement. Dans le cas de procédés fortement non linéaires et/ou non stationnaires, cette approche n'est guère satisfaisante. De plus, l'élévation croissante du niveau des performances demandées aux systèmes industriels de production rend la prise en compte des non-linéarités indispensable. L’étude présente porte sur la commande non linéaire de réacteurs chimiques discontinus. Des techniques de commande non linéaires basées sur les concepts de la géométrie différentielle telles que la linéarisation des équations d'état en boucle fermée et la linéarisation du comportement entrée sortie ont été appliquées. Ces stratégies de commande dépendent des variables d'état. En pratique, par contre la mesure en temps réel des variables d'état est souvent impossible en raison du manque de capteurs appropriés. Un capteur logiciel utilisant un modèle du procédé et l'historique des grandeurs mesurées a été utilisé pour reconstruire les états et pour estimer quelques paramètres mal connus du modèle du procédé. Pour l'expérimentation, une installation pilote a été mise au point et modélisée. Les études en simulation et par expérimentation ont montré de bonnes reconstructions des états, performances de poursuite et robustesse des contrôleurs non linéaires conçus. En dépit de leur complexité, ces stratégies de commande non linéaire, ont été appliquées à différents cas et présentent de nombreux avantages comparés à la commande linéaire
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Li, Huai Zhi. "Le cyclone réacteur." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1988. http://www.theses.fr/1988NAN10044.
Full textAbstract:
Le nouveau type de réacteur est étudié expérimentalement. Les paramètres étudiés sont : l'hydrodynamique de la phase gazeuse et de la phase solide par la détermination des distributions de temps de séjour et le transfert de matière gaz paroi. On aborde, de plus, son application à la décomposition thermique du calcaire et de l'hydrogénocarbonate de sodium
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Durandal, Cédric. "Étude du micromélange dans les réacteurs chimiques en écoulement turbulent : évaluation des modèles de micromélange pour l'interprétation des données de la sonde chimique." Nantes, 2007. http://www.theses.fr/2007NANT2109.
Full textAbstract:
Ce travail a pour objectif d’interpréter la mesure du micromélange dans un réacteur chimique. La mesure du micromélange est effectuée par une injection locale et en défaut d’un réactif qui réagit avec son milieu environnant. Le résultat de cette réaction est qualifié par un taux de ségrégation révélateur de l’état du micromélange au point d’injection. Afin de donner une information quantitative de cette mesure en terme de temps caractéristique, il est nécessaire d’utiliser un modèle de microme��lange. Quatre modèles de micromélange, reliant avec le moins de paramètres possibles le taux de ségrégation au temps de micromélange, sont sélectionnés. Une partie de ces modèles est déterministe, une autre, stochastique. Les modèles stochastiques sont simulés par une méthode de Monte-Carlo. Un dispositif générant une turbulence homogène et isotrope sans écoulement moyen, permet de valider expérimentalement ces modèles de micromélange, dans le cas particulier de la mesure du micromélange. L’écoulement a été caractérisé par vélocimétrie LASER. Les essais expérimentaux couvrent une turbulence allant d’un nombre de Reynolds basé sur l’échelle de Taylor de 10 à 47. Le système de réaction chimique utilisé est une réaction acido-basique (acide orthoborique) couplée à une réaction d’oxydo-réduction (réaction de Dushman). Les mesures de micromélange ont été réalisées avec trois séries de concentrations différentes afin de tester la sensibilité des modèles aux concentrations. Ces travaux ont permis de valider les échelles de l’écoulement turbulent qui régissent le micromélange ainsi que les limites d’utilisation des modèles de micromélange étudiésMicromixing strongly affects the molecular-scale contact of chemical species in numerous chemical reactions. Understanding the mechanisms governing micromixing lets us explain the relationships between the turbulence structure and the selectivity of the reaction. The micromixing models in the literature are of two sorts: stochastic models and deterministic models These models are essentially based on phenomenological considerations and on the properties of small-scale eddies related to the micromixing time. Micromixing can be quantified locally by analyzing the products of a local chemical reaction if this reaction is “fast” compared to the micromixing time. This so-called chemical probe method is used in the present work, following the Villermaux method on the [iodide/iodate] chemical reaction. An experimental measurement of micromixing is carried out in a homogeneous and isotropic turbulence. The Reynolds number based on the Taylor microscale varies from10 to 47. Three sequence of different concentrations are used for measuring the micromixing in order to evaluate the models. A numerical study is carried out here to compare the different micromixing models with the experimental results. In order to compute the concentrations, stochastic models are solved by using a Monte-Carlo method. This work validate the time scale of micromixing and specify the requirements for interpreting the chemical measure of micromixing with models
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Cordero, Cruz Juan Carlos. "Conception optimale de réseaux de réacteurs." Toulouse, INPT, 1997. http://www.theses.fr/1997INPT023G.
Full textAbstract:
Une strategie combinant les performances d'un algorithme de programmation non lineaire et de la procedure du recuit simule ayant par objectif la resolution d'un probleme de programmation non lineaire en variables mixtes a ete developpee pour la conception optimale de reseaux de reacteurs chimiques avec des systemes reactionnels tres complexes impliquant des cinetiques lineaires ou non lineaires. Ceci suppose la recherche de la solution optimale parmi un ensemble fini de configurations et types de reacteurs regroupes dans une superstructure. Pour accomplir cet objectif une methodologie utilisant une matrice d'incidence qui represente mathematiquement l'ensemble des configurations admissibles et qui permet la formulation automatique du probleme non lineaire de chaque configuration et la generation des configurations necessaires au recuit simule, est developpee. Dans un premier temps cette methodologie est couplee avec l'algorithme de programmation non lineaire pour parvenir au calcul des conditions operatoires optimales correspondant a chaque configuration. Cette nouvelle methodologie est appliquee a l'optimisation de reseaux de reacteurs a structure figee. Par la suite, la fusion de cette methodologie avec le recuit simule conduit a la determination de la configuration optimale et des valeurs optimales des parametres operatoires. La strategie est validee par son application a la resolution de cas d'etudes typiques de la litterature. Les performances qu'elle fournit, comparables voire ameliorees par rapport a celles des recherches anterieures du domaine utilisant d'autres demarches, ouvrent des perspectives d'applications tres generales pour la conception optimale des procedes divers.
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Fongarland, Pascal. "Etude cinétique de l'hydrodésulfuration de composés soufrés de gazoles en réacteur continu parfaitement agité." Lyon 1, 2003. http://www.theses.fr/2003LYO10123.
Full textAbstract:
L'hydrodésulfuration (HDS) de composés soufrés de gazoles (7600 et 138 ppm de soufre total initial) issus de la distillation atmosphérique est étudiée pour des températures comprises entre 300 et 380 ʿC et 3,2 MPa de pression sur CoMo/ Al2O3. Le réacteur Mahoney-Robinson, continu agité, est choisi pour mesurer directement les vitesses de réaction. Les transferts de matière ont été mesurés pour s'assurer du régime chimique. Une analyse détaillée des composés soufrés permet de quantifier leurs vitesses de disparition. Les résultats obtenus confirment certaines données publiées: l'étude du rapport de réactivité implique l'existence des deux voies d'hydrogénation et d'hydrodésulfuration directe. Cependant, ils montrent des ordres variables par rapport à certains réactifs (négatif à faible conversion et premier ordre à forte conversion) qui impliquent de reconcevoir les modèles cinétiques. En HDS profonde, des dibenzothiophènes résiduels plus réfractaires que le 4,6-DMDBT ont été détectés.
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Issanchou, Sébastien. "Stratégie expérimentale pour la détermination de modèles cinétiques en milieu liquide-liquide." Toulouse, INPT, 2002. http://www.theses.fr/2002INPTA07G.
Full textAbstract:
Dans ce travail, nous abordons le problème du développement rapide de modèles cinétiques de réactions menées en réacteur discontinu et en milieu hétérogène liquide-liquide. En effet, dans l'industrie de la chimie fine, les études détaillées des mécanismes et des cinétiques réactionnelles ne sont généralement pas réalisées pour des raisons de coût et de durée. L'optimisation et la commande avancée des procédés développés sont alors limitées par l'obtention d'un modèle pertinent du procédé. Les paramètres relatifs à la cinétique chimique (réaction) et à la cinétique physique (transfert) sont estimés simultanément. Des test statistiques sont utilisés pour réduire le biais sur les estimées. Les équations de sensibiblité du modèle sont étudiées. Nous montrons que suivant la nature des paramètres identifiés, des conditions expérimentales spécifiques doivent être préférées pour améliorer la précision de l'identification. Une démarche séquentielle alternant les phases d'estimation et de planification est retenue. Nous montrons que la cinétique des phénomènes mis en jeu (transfert de matière, réaction chimique, équilibre liquide-liquide) est parfaitement prise en compte par la stratégie avec des instants de mesure adaptés à ces phénomènes et à la température de l'expérience.
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Shi, Ruomei. "Simulations en vue de la commande optimale en température de réacteurs fermés : cas des stœchiométries simples et complexes." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1987. http://www.theses.fr/1987NAN10440.
Full text
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Commenge, Jean-Marc. "Réacteurs microstructurés : hydrodynamique, thermique, transfert de matière et applications aux procédés." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2001. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/INPL_T_2001_COMMENGE_JM.pdf.
Full textAbstract:
Ce mémoire présente une analyse de l'écoulement et des phénomènes de transfeJi dans les réacteurs microstructurés, leur influence sur le comportement des réacteurs et les principaux intérêts et domaines d'utilisation des microtechniques en Génie des Procédés. L'hydrodynamique et les temps de passage dans les nombreux canaux parallèles sont finement maîtrisés par un dimensionnement approprié du réacteur. La distribution des temps de séjour, bien que peu étalée dans un microcanal unique, est très dispersée dans le réacteur à cause des singularités de l'écoulement. Néanmoins, ces réacteurs sont adaptés pour la conduite périodique à des fréquences supérieures au Hertz. Le comportement thermique, caractérisé par un effet axial de conduction, induit l'isothermicité des réacteurs métalliques et requiert l'emploi de matériaux peu conducteurs pour maintenir un gradient de température. En régime transitoire, suite à un échelon de température des fluides, la température du réacteur est caractérisée par des temps internes et externes. En transfert de matière, un effet de diffusion axiale dans les microcanaux peut prédominer par rapport à la convection, ce qui augmente le nombre de Sherwood et le rétromélange. Néanmoins, la détermination de paramètres cinétiques étant précise dès que le nombre de Damkohler est faible, ces réacteurs fournissent des conditions favorables pour l'étude de réactions rapides. La synthèse de ces points montre plusieurs avantages des réacteurs microstructurés tels qu'un gain énergétique significatif induit par la structuration de l'écoulement en canaux parallèles. L'intensification des échanges dans ces dimensions limite les risques d'emballement en évacuant la chaleur des réactions exothermiques et permet de miniaturiser une installation à productivité constante. Enfin, les transferts par conduction et diffusion sont favorisés par rapport aux réactions si bien que ces réacteurs sont adaptés aux études cinétiques et au développement de nouveaux procédés limités par ces transfertsThe present manuscript presents an analysis of flow and transport phenomena in microstructure reactors, their influence on the behavior of the reactors and the major interest and areas of application for the use of microtechnology in ptocess engineering. Hydrodynamic conditions and space-times in the numerous channèls are accurately controlled by appropriate design of the reactor. The residence time distribution, although narrow in a single microchannel, is significantly dispersed in the reactor due to flow singularities. Nevertheless, microstructured reactors are suited to periodic operation at frequencies higher than 1 Hz. The thermal behavior, characterized by significant axial conduction, leads to spatial isothermicity in metallic reactors and requires the use of poody conducting ni'aterials to maintain temperature gradients. Under transient conditions, following a step change in fluid temperatures; the reactor temperature variation can be represented by two characteristic times, one internal, the other external. In mass transfer, an axial diffusion effect can predominate with respect to convection, which increases the Sherwood number and back-mixing. Nevertheless, the determination of kinetic parameters being accurate for the low Damkohler numbers attainable, microchannelreactors provide favorable conditions for the study of rapid, reactions. A synthesis of the above-mentioned points indicates several advantages for microstructured reactors, such as a significant energy saving induced by the structuring of the,flow in' parallel channels. Intensification of heat exchange in microchanne1 dimensions limits therisks of thermal runaway by removing heat generatedhy exothermic reactions and allows miniaturization of production units without loss in productivity. Finally, lleat and mass transfer by conduction and diffusion are favored with respect to reacticin and hence microstructured reactors are well suited to kinetic measurement and to development of new processes limited by heat and mass transfer
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Chetouani, Yahya. "Contribution à l'étude de la détection de dysfonctionnements dans les procédés chimiques : application aux réacteurs chimiques double enveloppe." Rouen, 2000. http://www.theses.fr/2000ROUES020.
Full textAbstract:
Le présent travail est une contribution au développement de méthodes de détection et de localisation de défauts dans les réacteurs chimiques agités double enveloppe fonctionnant en semi-fermé. Ces méthodes sont basées sur la reconstruction d'un observateur de type Kalman linéaire ou non-linéaire (EKF). Dans un premier temps, une méthode de détection basée sur l'analyse des propriétés statistiques (matrice de covariance et innovation) est utilisée pour séparer les régions de fonctionnement (normale ou défaillante) du réacteur en présence d'une réaction exothermique. Cette méthode est validée expérimentalement pour déceler trois défaillances considérées comme les plus fréquentes dans ce système. Dans un deuxième temps, une étude sur le choix du paramètre de surveillance et de la sensibilité de la méthode de détection aux défauts retenus nous a permis d'introduire le principe du maximum de vraisemblance généralisé. Enfin, une contribution sur la localisation de l'origine physique des pannes est proposée. Celle-ci est basée sur l'utilisation des filtres de Kalman multiples.
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Khaled, Ahmed Redouane. "Contribution de l'outil bond graph pour la modélisation des réacteurs chimiques en vue de leur supervision." Lille 1, 2007. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2007/50376-2007-Khaled.pdf.
Full textAbstract:
Un processus chimique est le siége de phénomènes de transfonnations chimiques et/ou biochimiques, thennodynamiques et hydrauliques. Ce type de processus est généralement un procédé polluant et à risque. Ils nécessitent alors pour leur pilotage, analyse et conception de système de surveillance, des modèles précis, à caractère muItidiscipIinaire et unifié. L'objectif de celte thèse est le développement d'une approche générique à l'aide des bond graphs pour la modélisation des réacteurs chimiques afin d'améliorer la conception et la supervision des processus chimiques. Dans ce domaine, un certain nombre de travaux a été développé et validé par des applications réelles et par un outil logiciel pour l'informatisation des procédures de génération des modèles et algorithmes de détection et localisation de défaillances. Les modèles bond graph concernés par les travaux existants mettent en œuvre une seule énergie (systèmes fluidiques) puis deux énergies (systèmes thermofluides). L'extension de ces résultas de recherche à des procédés chimiques représente un intérêt scientifique innovant. En effet, les phénomènes chimiques introduisent une complexité supplémentaire aux procédés énergétiques par l'adjonction des phénomènes de transformation de la matière. Sur le plan théorique, il s'agit alors de développer des modèles bond graphs génériques de réacteurs et de phénomènes chimiques. Ces modèles sous fonne d'une base de bibliothèque seront utilisés pour la construction des modèles formels dynamiques des procédés chimiques complexes. Une contribution à la génération automatique de relations de redondance analytique formelles pour l'analyse de surveillabilité de ces systèmes est développée. La surveillance des procédés chimiques du point de vue de la protection de l'environnement et du personnel (contrôle de l'apparition de réactions secondaires, risque d'explosion par exemple) constitue une thématique d'actualité.
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Benkouider, Ali Mustapha. "Contribution à la détection et au diagnostic des défauts dans les réacteurs discontinus et semi-continus." Rouen, INSA, 2007. http://www.theses.fr/2007ISAM0003.
Full textAbstract:
Ce travail concerne la détection et le diagnostic des défauts dans les réacteurs discontinus ou semi-continus à double enveloppe. Une stratégie de détection et de localisation des défauts a été proposée, basée sur l'utilisation d'un modèle de connaissance. La démarche de détection des défauts s'appuie sur l'algorithme du filtre de Kalman étendu adaptatif au sens de l'estimation paramétrique (FKE). Le filtre permet d'estimer à la fois l'état du réacteur et le coefficient d'échange thermique global. A partir de l'algorithme de FKE, une statistique de test global a été calculée dans une fenêtre glissante. Par la suite, une méthode de localisation de défaut a été proposée en utilisant une batterie de FKE où chaque filtre est associé à un modèle de défaut. Afin d'améliorer la robustesse des méthodes développées, un modèle de réseau de neurones permettant l'estimation de la puissance totale dégagée par une réaction chimique a été proposé. Ceci permet également l'application de notre démarche aux cas où la cinétique réactionnelle est difficile à atteindre. L'ensemble de ces travaux a été validé à la fois dans le cas d'un réacteur pilote aussi bien en simulation qu'expérimentalement et dans celui d'un réacteur industriel de 10 000 litres en simulation.
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Fox, Didier. "Étude de la circulation de particules entre deux compartiments fluidisés." Compiègne, 1987. http://www.theses.fr/1987COMPI255.
Full textAbstract:
Certains procédés nécessitent la circulation de solides finement divisés entre des enceintes réactionnelles. Les dispositifs de transfert des particules utilisés dans ces procédés doivent assurer un strict contrôle du débit des solides et, en outre, une réelle souplesse de fonctionnement, en terme de ce débit. Les études hydrodynamiques effectuées sur de tels dispositifs (jambes inclinées, systèmes multi-caissons ou à jambe verticale) ont démontré l’existence d’un mécanisme moteur et d’un mécanisme résistant. Le premier est généralement dû à une aération différentielle. Le second peut avoir deux causes différentes : le flottement pariétal et la constriction de l’écoulement dans une zone de communication. Malgré le nombre de résultats obtenus, les phénomènes impliqués dans la régulation de la circulation des solides sont mal compris. L’objectif de ce travail est donc la compréhension de ces phénomènes. Les résultats, obtenus sur une maquette à deux compartiments, ont confirmé l’existence de deux forces résistantes mentionnées précédemment. Les phénomènes à l’origine de ces forces sont essentiellement dissipatifs (frottements particules/paroi et particule/particule). Dans les conditions de fonctionnement d’un procédé industriel, la force résistante horizontale de la zone de communication est négligeable. Par contre, la force résistante verticale (frottement pariétal) est importante et dépend du débit d’aération du caisson dans lequel elle s’exerce. Ce débit constitue la variable de pilotage de la circulation, dans la mesure où celle-ci est contrôlée en maintenant un certain degré de défluidisation dans le compartiment descendant. La défluidisation est donc le mécanisme essentiel d’ajustement de la force résistante verticale. Cette force dépend également du débit de solides puisque la circulation s’accompagne toujours d’un phénomène de court-circuit de gaz qui contribue à la défluidisation du caisson descendant et élargit la gamme de réglage du débit d’aération de ce caisson au-delà du minimum de fluidisation. La conduite de procédés à circulation de solides doit être effectuée à l’aide de la seule aération de compartiments tampons, en tenant compte du court-circuit de gaz.
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Abdallah, Radwan. "Réacteurs micro-structurés pour l'évaluation rapide en catalyse polyphasique." Lyon 1, 2004. http://www.theses.fr/2004LYO10155.
Full textAbstract:
Ce mémoire présente la conception et l'utilisation d'une plateforme de test incorporant des objets microstructurés et répondant aux contraintes du criblage rapide en catalyse polyphasique Liquide/Liquide, Gaz/Liquide et Gaz/Liquide/Solide. La première partie décrit les outils commercialisés et ceux développés dans les laboratoires de recherche. Une deuxième partie décrit l'évaluation et l'évolution d'une bibliothèque d'une centaine de ligands pour la réaction monophasique de réduction d'acétophénone en phényléthanol par transfert d'hydrogène à l'aide d'un automate manipulateur de liquide. La troisième partie décrit l'utilisation d'un mélangeur micro-structuré fluide/liquide pour la réaction d'isomérisation des alcools allyliques en système biphasique L/L. Enfin dans le dernier chapitre un micro-contacteur G/L comportant une grille trouée des micro-trous de 5 æm a été caractérisé (écoulement, transfert de matière) et testé en catalyse triphasique G/L/S (hydrogénation asymétrique)
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Lazrak, Nabil. "Polymérisation en suspension du méthacrylate de méthyle dans un réacteur agité discontinu : étude de la stabilité de la suspension et de la cinétique." Toulouse, INPT, 1995. http://www.theses.fr/1995INPT029G.
Full textAbstract:
Ce memoire concerne l'etude de la stabilite et la cinetique de la polymerisation en suspension du methacrylate de methyle (mma) dans un reacteur agite discontinu. Les conditions operatoires influant sur la stabilite de la suspension ont ete etudiees en particulier l'evolution des diametres des perles de polymere synthetisees. A partir de cette etude, les parametres de stabilite ont ete fixes et la cinetique de la polymerisation radicalaire en suspension du mma a ete determinee ; celle-ci montre la presence d'une reaction dans la phase aqueuse de la suspension du fait de la legere solubilite du monomere dans l'eau (1,59 g de mma/100g d'eau). Le diagramme ternaire d'equilibre entre phases (monomere-eau-amorceur) a ete etabli, il montre que le mma et l'eau sont mutuellement solubles l'un dans l'autre. La cinetique de reaction de la polymerisation dans la phase aqueuse pour des fractions vol umiques en monomere inferieures a la limite de solubilite du monomere dans l'eau a ete etudiee et les constantes cinetiques ont ete determinees. Les resultats montrent que la cinetique de la reaction en phase aqueuse qui a lieu dans des conditions differentes de l'emulsion est plus rapide que celle qui se produit a l'interieur des gouttes, ce qui peut induire des transferts de monomere des gouttes vers la phase continue. De plus l'etude des transferts thermiques dans les gouttes de diametre compris entre 2 mm et 5 mm, montre que la reaction de polymerisation n'est pas isotherme, une elevation de temperature dans la goutte a ete observee par simulation. Celle-ci est comprise entre 1,5c et 23c, suivant les conditions operatoires. Ce phenomene a pour consequence de diminuer les masses molaires du polymere synthetise et donc de changer les caracteristiques et la qualite du produit
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Denis-Vidal, Lilianne. "Identification d'un système biochimique, modélisation et contrôle d'un système de réacteurs." Compiègne, 1993. http://www.theses.fr/1993COMPD640.
Full textAbstract:
Le premier problème aborde dans ce travail est celui de l'identifiabilité de paramètres cinétiques intervenant dans la vitesse d'une réaction biochimique. Le cadre est non linéaire, deux techniques ont été employées pour conduire cette étude. La linéarisation autour d'un point d'équilibre et le développement en série autour de l'état initial. Nous montrons d'une part que la deuxième technique est la mieux adaptée a notre problème et que d'autre part avec quatre expériences bien choisies tous les paramètres sont structurellement globalement identifiables. Nous traitons ensuite le problème de l'identification numérique par une méthode de moindres carres pondérés pénalisée. Plusieurs poids sont envisages. Enfin nous étudions la précision des résultats obtenus et la possibilité de l'améliorer. Le deuxième problème aborde est celui de l'optimisation d'un système de réacteurs en boucle fermée. Nous modélisons d'abord ce système : un réacteur d'oxydation modélisé par des équations de transport à vitesse constante et dont les deuxièmes membres non linéaires comportent le terme cinétique dont on a identifie les paramètres dans la première partie, et, un réacteur de réduction modélisée par des équations différentielles linéaires. Ensuite nous montrons l'existence, l'unicité et la positivité des solutions de ce modèle. Nous abordons enfin le problème d'optimisation du rendement du système.
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Abbana, Bennani Mouna. "Apport des mousses métalliques en réacteur continu intensifié." Phd thesis, Toulouse, INPT, 2008. http://oatao.univ-toulouse.fr/7768/1/abanna_bennani.pdf.
Full textAbstract:
En chimie fine ou de spécialités, la majorité des productions s'organisent autour du réacteur discontinu. Cet appareil qui permet de répondre à des exigences de polyvalence et de flexibilité présente toutefois des performances limitées en terme de transfert thermique. Ainsi, dans le cas de synthèses exothermiques, cela conduit à dégrader les conditions d'une chimie idéale afin de limiter les dégagements de chaleur. Ces considérations associées à des contraintes économiques, de sécurité et de respect de l'environnement expliquent l'intérêt croissant pour la transposition du batch vers le continu et pour l'intensification des procédés. En réponse à cette problématique, on assiste au développement d'une nouvelle classe d'appareils: les réacteurs-échangeurs. Ces appareils, basés sur le principe de l'échangeur de chaleur, offrent par la présence d'internes spécifiques, un comportement hydrodynamique de type piston associé à une grande capacité d'échange thermique. Leur mode de fonctionnement en continu conduit en outre à un faible en-cours du milieu réactionnel, au sein d'une structure compacte. De tels appareils permettent à la fois de réduire la consommation énergétique, d'améliorer la productivité et de réduire l'impact sur l'environnement en diminuant les quantités de solvant. Dans ce travail, nous nous somme intéressés à un type spécifique d'internes : les mousses métalliques. Le type d'écoulement généré par les mousses, les performances thermiques et les pertes de charges ont été évalués. Une réaction fortement exothermique a ensuite été mise en œuvre dans des conditions difficilement accessibles en réacteur batch. Un outil de simulation a permis de simuler l'ensemble des résultats expérimentaux et de prédire des conditions de fonctionnement en réacteur continu ou en réacteur en boucle. Les résultats de ces études démontrent tout l'intérêt des mousses métalliques en tant qu'internes de réacteurs.
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Contamine, François. "Analyse d'un réacteur sonochimique : puissance, transfert de matière liquide-solide et réactions chimiques." Toulouse, INPT, 1993. http://www.theses.fr/1993INPT024G.
Full textAbstract:
Une premiere partie bibliographique analyse l'etat des connaissances sur la conception, la mise en uvre et la comprehension des reacteurs sous ultrasons. L'accent est mis sur les phenomenes de propagation et d'amortissement de l'onde. La deuxieme partie presente une etude preliminaire d'une reaction de salification du phenol par diverses bases solides. Ces reactions normalement tres rapides sont limitees par une couche isolante qui recouvre les particules de base (naoh, koh, k#2co#3). Diverses mises en uvre par agitation magnetique ou mecanique, et par differents types de sonification sont comparees. Des analyses de surface supportent l'interpretation qualitative d'une erosion locale de la couche protectrice. La troisieme partie decrit l'analyse rationnelle des effets physiques et chimiques des ultrasons, dans une perspective de genie sonochimique, avec un reacteur de forme elementaire. Tout d'abord, diverses mesures de la puissance ultrasonore sont comparees, consommation electrique, puissance aux bornes du convertisseur, et dissipation thermique dans le reacteur. Ensuite, une methode electrochimique de mesure du coefficient de transfert de matiere liquide-solide est mise en uvre sous ultrasons, mettant en evidence le caractere local tres marque des effets des ultrasons, avec en particulier l'etablissement d'ondes stationnaires dependantes de la hauteur totale de liquide. Divers parametres sont etudies comme la viscosite, la puissance, enfin, on etudie successivement deux reactions chimiques dans le meme reacteur: une homogene (oxydation des iodures), l'autre heterogene d'addition de michael avec la potasse comme catalyseur. La similitude des effets chimiques et physiques des ultrasons est analysee
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Ettedgui, Boaz. "Commande prédictive non linéaire des réacteurs discontinus de chimie fine." Toulouse, INPT, 1999. http://www.theses.fr/1999INPT014G.
Full textAbstract:
Les reacteurs discontinus ou semi-continus sont souvent utilises pour la fabrication des produits a haute valeur ajoutee dans l'industrie pharmaceutique et la chimie fine. Afin d'ameliorer la qualite des produits et d'assurer la reproductibilite des resultats d'un batch a l'autre, il est imperatif d'ameliorer l'automatisation de ces reacteurs. Ce travail concerne la conduite thermique d'un reacteur chimique entoure d'une double-enveloppe et equipe d'un systeme de chauffage-refroidissement multifluide qui est le plus frequemment employe dans l'industrie. Le controle de la temperature du milieu reactionnel est realise par le choix du fluide caloporteur approprie et par action sur son debit. Pour ce faire, un algorithme de commande predictive non lineaire et un systeme de supervision des fluides caloporteurs, qui incorporent un modele physique non lineaire du reacteur pour effectuer des previsions sur son comportement, ont ete developpes. L'algorithme de commande est base sur une procedure d'optimisation sous contraintes. Il a permis de controler le remplissage de la double-enveloppe. Le systeme de supervision par prevision des trajectoires limites de temperature a pu selectionner efficacement le fluide caloporteur a alimenter dans la double-enveloppe pendant l'operation. Le modele physique a ete exploite egalement pour observer la puissance degagee lors d'une reaction exothermique. Cette information, integree dans le systeme de conduite, a ameliore la performance en boucle fermee. Des resultats satisfaisants ont ete obtenus en simulation et experimentalement sur un reacteur pilote de 16 litres en acier emaille.
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Ratoarinoro. "Sonochimie en milieu polyphasique : influence de la puissance ultrasonore et de la géométrie du réacteur." Toulouse, INPT, 1992. http://www.theses.fr/1992INPT057G.
Full textAbstract:
Nous nous sommes interesses aux mecanismes d'activation de reactions chimiques par les ultrasons. Tout d'abord, nous avons rappele quelques generalites sur les les ondes ultrasonores et leur propagation, et sur le phenomene de cavitation. Nous avons ensuite essaye de classer les differentes reactions connues, sensibles aux us, et enfin nous avons fait le point sur les etudes bibliographiques portant sur la geometrie des reacteurs sonochimiques et sur l'influence de la puissance emise. Nous avons ensuite etudie experimentalement trois reactions solide-liquide: 1) la metallation directe d'un methylene active et l'alkylation suivante; 2) une substitution nucleophile en transfert de phase solide-liquide ou liquide-liquide. Enfin, nous avons etudie plus en detail une reaction d'addition de michael en transfert de phases solide-liquide. Nous avons montre que les us reduisaient la taille des particules solides mais avaient aussi un role chimique: ils semblent jouer le role d'agent de transfert de phases. Nous avons etudie l'influence de la hauteur de liquide, de la puissance et du type d'emetteur, ceci sur notre vitesse de reaction mais aussi sur la puissance abordee par le milieu (que nous avons suivi par calorimetrie)
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Frikha, Nader. "Conduite de la réaction chimique en réacteurs discontinus : application aux réactions catalytiques homogènes et hétérogènes : stabilité thermique." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2005. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/INPL/2005_FRIKHA_N.pdf.
Full textAbstract:
Dans le contexte du développement et la maîtrise de la conduite des réactions en réacteurs discontinus, nous avons étudié la conduite de deux réactions catalytiques exothermiques, l'une homogène et l'autre hétérogène. Nous avons étudié la cinétique de la réaction de décomposition du peroxyde d'hydrogène catalysée par les ions dichromate. Une définition expérimentale de la recherche des conditions de stabilité a été proposée et a permis de prévoir les conditions permettant d' éviter l'emballement thermique. Nous avons développé une méthode d'identification des paramètres cinétiques et thermiques de la réaction d'hydrogénation du nitrobenzène sur catalyseur solide en s'appuyant uniquement sur une procédure expérimentale légère ondée sur des mesures de températures et de pressions. A partir du modèle global établi, nous avons pu rechercher les paramètres de conduite de la réaction et montrer que le paramètre clé qui conditionne la stabilité thermique du système est la vitesse d'agitation. Enfin, un modèle transitoire rigoureux basé sur la théorie du film a été établi et a montré que les résultats donnés par l'approche globale sont cohérents avec celles de l'approche rigoureuseIn order to better understand and control batch reactions, two exothermic catalytic reactions are studied: a homogeneous and a heterogeneous one. The kinetics of the dichromate catalysed decomposition of the hydrogene peroxide is first studied. An experimental definition of the stability conditions is proposed and makes it possible to define the conditions avoiding any thermal runaway. A method of identification of kinetic and thermic parameters for the solid catalysed nitrobenzene hydrogenation is then developed. This method is based only on light experimental procedure involving temperature and pressure measurements. A global model is first eveloped and the parameters that control the reaction and prevent thermal runways are defined. The key parameter which conditions the thermal stability of the system is shown to be the stirring speed. Lastly, a rigorous batch model, based on the film theory, is established. It shows that the results given by the global model are coherent with those of the rigorous approach
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Magnaudeix, Sylvain. "Etude et modélisation du fonctionnement des réacteurs de CVD, axisymétriques, à parois froides." Toulouse, INPT, 1992. http://www.theses.fr/1992INPT046G.
Full textAbstract:
Le procede de depot chimique a partir d'une phase vapeur (cvd), presente une grande importance dans de nombreux secteurs industriels et, en particulier, pour la microelectronique. Le but de ce travail etait de construire un modele representant le fonctionnement des reacteurs de cvd, axisymetriques, a parois froides. Un logiciel, appele cwcvd, a ainsi ete mis au point. Il permet de determiner les distributions des vitesses d'ecoulement des gaz, de leur temperature, et de la concentration des differentes especes, reactifs ou produits des reactions, au sein de ce type d'appareils. Ce logiciel resout les equations de conservation de la quantite de mouvement, de la chaleur, et de chaque espece, couplees aux equations de vitesse de production ou de consommation par reactions chimiques. Deux applications particulieres ont fait l'objet d'une etude detaillee. La premiere concerne la region d'entree dans un four tubulaire a parois chaudes, la seconde, une configuration axisymetrique simple de reacteur a chauffage rapide. Dans les deux cas, nous avons considere le depot de silicium polycristallin par pyrolyse du silane. L'analyse theorique originale que nous avons effectuee, apporte un grand nombre d'informations interessantes sur le fonctionnement de ces deux reacteurs. Elle met en evidence le role, tout a fait determinant, joue par les reactions en phase homogene qui prennent place dans les gaz chauds, avant qu'ils n'atteignent les substrats, et qui creent des especes nouvelles. La discussion des resultats nous a permis de mieux cerner les possibilites et les limites des deux types d'equipements que nous avons etudies, et ainsi, de preciser les domaines d'application ou ils pourraient etre les plus utiles. Notre travail demontre tres clairement les possibilites actuelles et l'interet pour l'industrie de la modelisation et de la simulation numerique du fonctionnement des reacteurs de cvd
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Benaissa, Wassila. "Développement d'une méthodologie pour la conduite en sécurité d'un réacteur continu intensifié." Phd thesis, Toulouse, INPT, 2006. http://oatao.univ-toulouse.fr/7500/1/benaissa.pdf.
Full textAbstract:
L'objectif de la thèse est de développer une méthodologie d'étude de sécurité pour la mise en oeuvre d'une réaction exothermique dans un réacteur continu intensifié. Elle est établie sur un cas modèle : la transposition de l'estérification de l'anhydride propionique par le butanol dans un nouveau concept de réacteur/échangeur. La démarche se décline en trois étapes. La première passe par l'acquisition de données calorimétriques permettant de caractériser la dangerosité des composés et de la réaction et inclut la validation d'un modèle cinétique. La deuxième phase comprend la détermination de conditions opératoires pour un fonctionnement sûr en marche normale à l'aide d'un modèle de simulation et la réalisation d'expériences. La dernière partie concerne l'évaluation du caractère intrinsèquement plus sûr du réacteur en marche dégradée (arrêt des fluides) lié à l'inertie thermique de l'appareil. Le simulateur dynamique est utilisé pour prédire l'évolution des températures en cas de dérive.
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Benaissa, Wassila. "Développement d'une méthodologie pour la conduite en sécurité d'un réacteur continu intensifié." Phd thesis, Toulouse, INPT, 2006. https://hal.science/tel-04576129.
Full textAbstract:
L'objectif de la thèse est de développer une méthodologie d'étude de sécurité pour la mise en oeuvre d'une réaction exothermique dans un réacteur continu intensifié. Elle est établie sur un cas modèle : la transposition de l'estérification de l'anhydride propionique par le butanol dans un nouveau concept de réacteur/échangeur. La démarche se décline en trois étapes. La première passe par l'acquisition de données calorimétriques permettant de caractériser la dangerosité des composés et de la réaction et inclut la validation d'un modèle cinétique. La deuxième phase comprend la détermination de conditions opératoires pour un fonctionnement sûr en marche normale à l'aide d'un modèle de simulation et la réalisation d'expériences. La dernière partie concerne l'évaluation du caractère intrinsèquement plus sûr du réacteur en marche dégradée (arrêt des fluides) lié à l'inertie thermique de l'appareil. Le simulateur dynamique est utilisé pour prédire l'évolution des températures en cas de dériveThe aim of this study is to develop a methodology in order to carry out safely an exothermic reaction in an intensified continuous reactor. It is established on a case study: the transposition of the esterification between propionic anhydride and 2-butanol in a new prototype of heatexchanger/reactor. The approach is divided in three steps. In a first part, experimental data obtained by calorimetry allow to determine the potential hazard of the compounds as well as the reaction and a kinetic model is validated. In a second stage a dedicated software model is used to calculate optimal operating conditions for safe control. Experiments are then achieved to test these conditions. In the last step, the inherently safer behaviour of the reactor is evaluated in the case of probable malfunctions (fluids shutdown) due to the thermal inertia of the apparatus. Finally, the evolution of the temperature profiles is obtained by dynamic simulation
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Azoumah, Yao Kétowoglo. "Conception optimale, par approche constructale, de réseaux arborescents de transferts couples pour réacteurs thermochimiques." Perpignan, 2005. http://www.theses.fr/2005PERP0646.
Full textAbstract:
L'amelioration des transferts de chaleur et de masse et la cinetique chimique dans les reacteurs thermochimiques accroit fortement leur performance en puissance et/ou en energie. La geometrie du reacteur joue un rôle tres important dans cette amelioration. Cette these a permis de developper des methodes originales combinant l'approche constructale et deux criteres d'optimisation thermodynamique: la minimisation de la production d'entropie (modelisation stationnaire) et la maximisation du rapport puissance / production d'entropie (modelisation dynamique). A l'aide de ces methodes, une conception optimale des reseaux de transferts couples de chaleur et de masse est faite pour les reacteurs thermochimiques. Cette etude a montre que tout reacteur, quelque soit le materiau reactif qu'il contient, possedeune forme geometrique optimale. Des modeles analytique et numerique couplant les transferts de chaleur et de masse ainsi que la cinetique chimique ont permis de montrer l'efficacite des architectures arborescentes constructales dans la conception des reacteurs thermochimiques. Une approche experimentale a ete abordee dans le but de valider les modeles analytique et numeriqueHeat and mass transfer and chemical reaction improvements in thermochemical reactors strongly increase their performance in power and / or in energy. The reactor geometry plays an important role in these improvements. This work developed original methods combining constructal approach and two thermodynamics optimization criteria: the entropy generation minimization (for steady state modelling) and the ratio of the power over the entropy generation (for dynamic modelling). These methods enabled to optimize the design of the coupled heat and mass transfer networks in the thermochemical reactors. This study showed that for every reactor there exists its optimal shape regardless to the reactive material that filled it. Analytical and numerical models, coupling heat and mass transfer, and chemical reaction, enabled to demonstrate the constructal tree-network architecture efficiency in the thermochemical reactors design. An experimental approach was started in order to valid the analytical and numerical models
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Ait-Amer, Slimane. "Elaboration d'un logiciel général de simulation de réacteurs de CVD." Toulouse, INPT, 1994. http://www.theses.fr/1994INPT004G.
Full textAbstract:
Le procede de depot chimique a partir d'une phase vapeur (cvd) est d'une grande importance dans de nombreux secteurs industriels, notamment l'industrie microelectronique. Le but de ce travail est de developper un modele mathematique decrivant le fonctionnement des reacteurs de cvd. Dans un premier temps, pour resoudre le probleme des ecoulements, nous avons utilise un logiciel de commerce nomme estet. Par la suite, nous avons elabore un programme qui traite des phenomenes de transfert de matiere avec reactions chimiques en phase gazeuse et sur les surfaces solides. Ce programme est construit d'une telle facon qu'il soit compatible avec estet, c'est a dire qu'il puisse utiliser les post et preprocesseurs d'estet ainsi que ses resultats. Le code de calcul ainsi etabli a servi a realiser trois etudes detaillees. La premiere, concerne l'etude du depot de silicium, polycristallin pur a partir du silane, dans des reacteurs dits a murs froids. La deuxieme, a porte sur l'etude du depot de silicium, polycristallin pur a partir du silane et dope in situ au phosphore a partir d'un melange de silane et de phosphine, dans un reacteur tubulaire horizontal a murs chauds, comprenant un compartiment de huit plaquettes. La derniere partie est consacre a l'etude du depot de silicium polycristallin a partir du disilane dans le meme reacteur tubulaire horizontal. L'analyse des resultats obtenus, met en evidence le role tout a fait determinant jouees par les reactions en phase gazeuse qui creent des especes nouvelles qui, eventuellement, participent au depot de films solides. Le travail demontre egalement, les possibilites actuelles et l'interet pour l'industrie, de la modelisation et de la simulation du fonctionnement des reacteurs de cvd
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Durupt, Nicolas. "Etude de la réduction catalytique du nitrate d'uranyle par l'hydrogène : dimensionnement d'un réacteur triphasique." Toulouse, INPT, 1995. http://www.theses.fr/1995INPT021G.
Full textAbstract:
L'étude cinétique de la réductin du nitrate d'uranyle en nitrate uraneux par l'hydrogène en milieu acide sur catalyseur de platine a mis en évidence un changement des ordres réactionnels apparents en cours de réaction. Cette modification de la cinétique dépend du rapport de concentrations entre les ions uranyle et l'hydrogène dissous. Elle correspond vraisemblablement à un changement de réaction limitante dans le mécanisme catalytique. Ces phénomènes sont cependant influencés par les transferts de matière interne et externe liquide/solide. Le modèle cinétique en deux parties, qui a été établi, inclut ces limitations diffusionnelles. L'étude hydrodynamique d'un réacteur gazosiphon, destiné à la mise en oeuvre de cette réaction, a permis d'analyser l'évolution du taux de rétention gazeuse, de la vitesse du liquide, de la répartition du solide et du coefficient de transfert gaz/liquide en fonction de différents paramètres. A partir d'une modélisation du gazosiphon incluant l'hydrodynamique et la cinétique chimique, des simulations ont montré que le transfert gaz/liquide est fortement limitant. Dès lors, le débit de gaz, la pression ou la hauteur de la partie escendante sont les seules caractéristiques qu'il est intéressant de modifier pour atteindre l'objectif industriel de 95% de taux de conversion.
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Ferrouillat, Sébastien. "Étude du micro-mélange pour la caractérisation des performances d'échangeurs-réacteurs compacts multifonctionnels." Nantes, 2004. http://www.theses.fr/2004NANT2076.
Full textAbstract:
Ce travail a pour objectif la caractérisation des différents paramètres nécessaires à l'optimisation et au dimensionnement d'un échangeur-réacteur compact multifonctionnel et l'élaboration d'une méthodologie pour le dimensionnement de ce dernier. L'utilisation d'un échangeur de chaleur en tant que réacteur chimique constitue une évolution importante vers une nouvelle approche des procédés chimiques. Afin de répondre aux contraintes de fonctionnement, il est nécessaire d'avoir une connaissance précise des phénomènes régissant les transferts de matière et de chaleur. Par conséquent, une étude thermo-hydrodynamique ainsi qu'une étude du micro-mélange, basée sur une méthode physico-chimique, ont été réalisées afin de comparer les performances de transfert de matière et de chaleur des différentes géométries étudiées. La base de données établie lors de ces études et une modélisation du procédé a permis d'élaborer une méthodologie pour le dimensionnement d'un échangeur-réacteurVarious design parameters of compact heat exchanger-reactors have been characterized in order to develop a new methodology for their design and optimization. The use of compact heat exchanger as a chemical reactor constitutes a significant break trough towards a new approach of chemical processes. In order to answer the compelling operation requirements, heat and mass transfer phenomena must be precisely investigated. Therefore, by using an original physico-chemical method, micro-mixing and thermo-hydraulics of turbulent flows have been studied to compare heat and mass transfer performance of selected geometries. Based on the results of this study a substantial data base is built. Using this database a novel process modeling has led to a creative design of future compact heat-exchanger reactors
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Garcia, Valérie. "Exploitation des modèles de tendance stoechiométriques et cinétiques pour l'optimisation des réacteurs discontinus de chimie fine." Toulouse, INPT, 1993. http://www.theses.fr/1993INPT032G.
Full textAbstract:
Ce travail aborde le probleme de la recherche des conditions optimales de fonctionnement d'un reacteur discontinu ou semi-continu grace a l'utilisation d'un modele dit de tendance. Ce modele est obtenu en identifiant pour une transformation chimique en phase liquide-liquide pseudo-homogene, un schema stchiometrique et des grandeurs cinetiques a partir de donnees experimentales facilement accessibles, telles que les concentrations initiales et finales des differents constituants, l'evolution de la temperature et la duree de l'operation. Une etude de sensibilite des methodes d'identification utilisees est presentee. L'importance du choix de la base de donnees initiales a ete mise en evidence. Ce modele est utilise pour le calcul des conditions operatoires optimales de la reaction: trajectoires de temperature et de debit, quantite de reactifs, temps d'operation, a l'aide d'une procedure de programmation non lineaire (gradient reduit generalise). La strategie developpee permet d'optimiser simultanement les differents parametres, en presence de bornes traduisant les limites de variation des variables et de contraintes permettant de tenir compte de la realite experimentale, par exemple des limites de capacites de chauffe-refroidissement de l'installation. . . L'outil mis au point a ete valide en simulation sur des exemples reactionnels classiques. La globalite de la demarche a ete appliquee a la recherche des conditions operatoires optimales d'un exemple complexe de transformation: la reaction de degradation alcaline du fructose conduisant a la formation d'acide lactique
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Ammar, Mohamed Yessin. "Mise en oeuvre de réseaux de neurones pour la modélisation de cinétiques réactionnelles en vue de la transposition batch/continu." Phd thesis, Toulouse, INPT, 2007. http://oatao.univ-toulouse.fr/7675/1/ammar.pdf.
Full textAbstract:
La simulation et l'optimisation de la conduite des réacteurs chimiques se heurtent très souvent à la difficulté de disposer d'un modèle stoechio-cinétique de la transformation chimique mise en oeuvre. Dans ce travail une approche de représentation de type réseaux de neurones est proposée pour développer rapidement un modèle stoechio-cinétique à partir d'un ensemble de données obtenues par un suivi en-ligne des concentrations lors d'expériences réalisées en mode discontinu. Dans une première partie, nous avons développé la démarche dans le cas de la réaction équilibrée d'estérification du méthanol par l'acide acétique à partir de données obtenues en mode batch isotherme. Le modèle neuronal obtenu est formé de l'association de quatre modèles, chacun spécialisé dans la prédiction de l'évolution d'une espèce chimique. Par la suite, nous avons intégré le modèle neuronal développé dans une structure de simulation hybride et nous avons pu conclure qu'il pouvait permettre de transposer la réaction d'estérification d'un réacteur batch à un réacteur semi-batch ainsi qu'à un réacteur/échangeur avec écoulement piston. Dans la dernière partie de cette étude, nous avons repris la démarche de modélisation par réseaux de neurones pour l'appliquer à la réaction d'estérification de l'anhydride propionique par le 2-butanol, qui n'est pas équilibrée mais qui présente un comportement auto-catalytique. Le modèle obtenu a également été intégré dans une structure de simulation hybride qui permet de prédire l'évolution des différents constituants le long de la ligne réactionnelle lors de la mise en oeuvre de la réaction dans un réacteur/échangeur piston de type échangeur à plaques. Nous avons obtenu des résultats très satisfaisants qui témoignent de la faisabilité et la validité de notre démarche.
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Ouzineb, Keltoum. "Emulsion and miniemulsion polymerization : stabilization, tubular reactor and practical applications." Lyon 1, 2003. http://www.theses.fr/2003LYO10022.
Full textAbstract:
L'objectif de cette thèse est de proposer des applications innovantes pour la polymérisation en émulsion et en mini-émulsion dans différents procédés : réacteur fermé parfaitement agité, semi-continu et continu. Des résultats similaires au réacteur fermé furent obtenus dans le réacteur tubulaire continu pour des taux de solides inférieurs à 30 % en poids. La polymérisation en mini-émulsion s'est alors révélée comme un candidat prometteur en vue d'éliminer les problèmes de démixtion rencontrés à des taux de solide plus important. Dans une étude préliminaire en réacteur fermé nous avons mis en évidence la nucléation complète des gouttelettes de monomères et leurs compartimentalisations. Des procédés de synthèse de latex à haut extrait sec et de viscosité faible avec un contrôle de la distribution des masses molaires ont été ainsi proposés. En mini-émulsion des réactions à taux de solides supérieurs à 30 % en poids ont été réalisées dans le réacteur tubulaire continu
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Michaud, Alexandre. "Séchage par contact sous vide avec agitation intermittente de poudres pharmaceutiques : étude expérimentale, modélisation et optimisation." Lyon 1, 2007. http://www.theses.fr/2007LYO10151.
Full textAbstract:
Les modèles de la littérature ont été améliorés et appliqués avec succès pour simuler et optimiser le séchage par contact sous vide d’un lit de poudre dans les trois situations suivantes : sans agitation (lit fixe), avec agitation continue et avec agitation intermittente. Un nouveau modèle a été développé dans le cas où il n’y a pas d’agitation (lit fixe). Ce modèle a permis de simuler à la fois la phase à vitesse de séchage constante quand la vaporisation du solvant a lieu au niveau des parois et la phase à vitesse de séchage décroissante quand un front de vaporisation progresse dans le lit et que la teneur en solvant au front varie linéairement. Dans le cas d’une agitation continue, plusieurs modifications ont été apportées au modèle classique de « pénétration » à savoir la formation d’une croûte au niveau de la paroi chauffante, la formation d’agglomérats et la prise en compte des trois phases du séchage : la phase de vaporisation à la paroi chauffante, la phase de transition et la phase de pénétration du front de vaporisation. La nouvelle modélisation proposée dans le cas d’une agitation intermittente incorpore les modifications suivantes : l’introduction d’un terme d’accumulation de la chaleur dans cette paroi et la prise en compte de l’enchaînement des périodes avec agitation et sans agitation. Pour valider nos modèles, des expériences de séchage avec du chlorure de potassium et du lactose monohydraté pour différentes conditions opératoires (pression, température du fluide caloporteur et séquence des cycles d’agitation) et différents mouillants (eau et éthanol) ont été effectuées à l’aide de trois sécheurs de type et de taille différents. Les cinétiques de séchage simulées étaient en bon accord avec les cinétiques expérimentales et la durée expérimentale du séchage a été correctement prédite par les modèles. L’objectif de l'optimisation était d’obtenir une vitesse globale de séchage élevée avec une durée totale d’agitation intermittente minimale afin de réduire les phénomènes d’attrition et d’agglomération. Nous avons démontré qu’en réalisant deux expériences ainsi qu’un ensemble de simulations, il était possible d’accéder aux durées optimales des périodes avec et sans agitation
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Mohand, Kaci Hakim. "Caractérisation des capacités de micromélange des échangeurs/réacteurs multifonctionnels par sonde chimique : application au HEV." Nantes, 2007. http://www.theses.fr/2007NANT2131.
Full textAbstract:
Le déroulement de la réaction chimique dans un réacteur industriel en régime turbulent dépend de la mise en contact des réactifs à l’échelle moléculaire. De nombreux travaux (Bourne (2003), Baldyga et al. (1995e)) ont montré que le mécanisme limitant le transfert de matière pour des réactions rapides est le mélange à l’échelle des tourbillons de Kolmogorov, correspondant au processus de micromélange. Ce travail a pour objectif de démontrer l’intérêt d’utiliser la sonde chimique pour caractériser le micromélange dans une géométrie d’échangeur multifonctionnel. La problématique se situe à deux niveaux : - l’adaptation de la méthode à des réacteurs continus, dans la mesure où elle a été testée et éprouvée essentiellement dans des réacteurs batch, dans le prolongement de travaux menés au CEA/GRETh (Ferrouillat (2004)), - estimation de la pertinence et de la validité des résultats par rapport aux informations sur les propriétés de mélange fournies par d'autres méthodes (mesures expérimentales et simulations numériques). La mesure du micromélange est effectuée par une injection locale et en défaut d’un réactif qui réagit avec son milieu environnant. Le taux de conversion des réactifs mis en jeu permet de qualifier le micromélange au niveau local par un taux de ségrégation mesurable. Celui-ci dépend bien entendu des concentrations de réactifs mis en jeu, et ne peut caractériser le micromélange de manière absolue. Les modèles de micromélange donnent la possibilité de lier ce taux de ségrégation au temps caractéristique du micromélange, qui donne en théorie une information objective sur les capacités de mélange dans le réacteur. La démarche a été mise en œuvre dans un échangeur/réacteur de type HEV qui a été étudié par Mokrani (1997) et Lemenand (2002). Le système de réaction chimique utilisé est la réaction parallèle-concurrente iodure/iodate mise en œuvre par Fournier (1994). Notre étude met en oeuvre trois étapes essentielles : - la conception et la réalisation de la plate-forme de test pour la sonde chimique, et notamment du système d’injection dont la précision est déterminante pour mener à bien la méthode, - la mise au point d’un protocole de mesure, par l’étude systématique de l’effet du débit d’injection et des concentrations en réactifs, - la mise à l’épreuve des mesures par recoupement avec des approches classiques que sont la mesure LDA et la simulation numérique, pour des nombres de Reynolds compris entre 7500 et 15000. Ce travail a permis d’établir que la sonde chimique révèle véritablement le rôle des petites échelles de turbulence dans le mélange alors que celles-ci ne sont pas directement accessibles à la mesure. Nous avons également montré que la précision de la méthode est d’autant meilleure que l’intensité de turbulence est élevéeThe course of fast and instantaneous chemical reactions in industrial reactors can strongly be affected by the manner in which the reagents are arranged in molecular level. These effects are observed in reactive mixing of gases and liquids in both turbulent and laminar flows. Many works (Bourne (2003) ; Baldyga et al. (1995e)) showed that the mixing due to the small energetic vortices acting near the Kolmogorov scale is the limiting mechanism of the mass transfer. This is commonly called the micromixing step. In this work we show the interest in using a chemical probe to characterize the micromixing in reactors. We are interested in two particular points: - adaptation of the method to continuous flows. This method was largely and generally tested and used in batch reactors, but rarely used in continuous reactors. The present work is a continuation of a previous work carried in CEA/GRETh and LTN (Ferrouillat (2004)), - study of the relevance and validity of the chemical probe results with the information on mixing properties achieved by others methods. Mcromixing measurement is performed by a local injection. The limiting reagent, which is injected in default to an excess of reacting reagents, reacts with its surrounding medium and is therefore totally consumed at the end of the reaction. The conversion rate of the reagents gives an indication the segregation at the local level in the mixing. The selectivity of the chemical reactions can determine the quality of the mixture at the local level by a so-called "segregation index". This parameter, defined by the distribution of the products reactions, is a function of the operating conditions. Because of its dependence on the experimental conditions, it can not characterize the micromixing in an absolute way. In order to obtain quantitative information from the measurements, it is necessary to use a micromixing model which permits to link the segregation index to the micromixing characteristic parameters (micromixing time and dissipation rate)
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Omar, Faisal. "Contribution à l'étude de la gazéification et de la combustion des combustibles solides." Aix-Marseille 3, 1986. http://www.theses.fr/1986AIX30031.
Full textAbstract:
L'étude de la vapogazéification et de la combustion des combustibles solides (cokes de charbon, cokes de pétrole) a été effectuée à l'aide d'un petit réacteur à lit fixe et d'un ordinateur de procédé qui traite les signaux en temps réel. On a pu montrer ainsi qu'un modèle semi-empirique simple : le modèle du rétrécissement non uniforme permet de définir la réactivité intrinsèque et l'accélération du rétrécissement. Ce modèle caractérise le comportement de la particule unique non seulement en l'absence de freinages thermiques et diffusionnels, mais également, dans une certaine mesure, lorsque ces transferts interviennent. Le réacteur à lit circulant de vapogazéification peut être à la fois modélisé et simulé. On a montré que ce nouveau type de réacteur permet d'obtenir des rendements élevés dans des conditions de fonctionnement relativement peu sévères.
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Heinry, Didier. "Pompe à chaleur chimique solide-gaz : comportement d'un réacteur régénéré par des gaz chauds." Perpignan, 1992. http://www.theses.fr/1992PERP0132.
Full textAbstract:
Cette etude concerne l'utilisation des pompes a chaleur chimiques dans des systemes de climatisation utilisant comme source d'energie des gaz chauds. Un prototype de quelques kw, fortement instrumente, a ete realise et a permis, tout d'abord, de demontrer la faisabilite du systeme. Il a en outre permis par identification avec une modelisation de caracteriser l'element primordial, c'est-a-dire le reacteur-echangeur, par un certain nombre de parametres en vue d'une optimisation. Celle-ci est principalement basee sur un critere energetique
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Gourinchas, Courtecuisse Valérie. "Mise au point d'un procédé d'élaboration de poudres d'oxyde métallique en milieu supercritique dans un réacteur semi-continu." Paris 13, 1995. http://www.theses.fr/1995PA132031.
Full textAbstract:
L'utilisation des fluides supercritiques comme milieu réactionnel pour la synthèse de poudres d'oxyde métallique présente de nombreux avantages. Les poudres élaborées sont sèches, fines et cristallisées. La production de tio2, à partir de la décomposition de l'isopropoxyde de titane utilise comme précurseur, a été développée dans un réacteur semi-continu à l'échelle d'un pilote de laboratoire. Ce travail est base sur deux études expérimentales: une étude cinétique de la décomposition de l'isopropoxyde de titane dans l'isopropanol supercritique et une étude dynamique. La première a permis de définir les conditions expérimentales pour la production de tio2 dans le réacteur semi-continu. La seconde a montré l'existence d'une zone chaude en entrée de réacteur et de recirculations. Ces deux investigations ont montré que les paramètres expérimentaux, dans les gammes étudiées, n'ont pas d'influence sur la taille des particules primaires (environ 50 nm)
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Azzaro-Pantel, Catherine. "Analyse et modélisation du fractionnement des réacteurs de LPCVD : cas du silicium pur ou dopé in situ." Toulouse, INPT, 1991. http://www.theses.fr/1991INPT003G.
Full textAbstract:
Le depot chimique a partir d'une phase vapeur (cvd) est un procede de grande importance pour les industries de la microelectronique. Les buts de ce travail etaient d'analyser et de modeliser le fonctionnement des reacteurs de cvd a basse pression (lpcvd) de type tubulaire horizontal a paroi chaude, l'un des appareils les plus utilises en pratique. Les cas traites sont ceux de depot de silicium pur ou dope in situ, par pyrolyse de silane. Deux logiciels differents ont ainsi ete constitues. Le premier est un modele global, qui permet d'analyser la totalite d'un equipement et qui determine, a la fois, la distribution de temperature sur les plaquettes a recouvrir et la distribution de la vitesse de depot. Ce logiciel est particulierement bien adapte pour le traitement des depots de silicium pur et de silicium dope in situ au bore. Le second logiciel resulte d'une approche locale et bidirectionnelle qui effectue un traitement beaucoup plus detaille mais ne concerne plus qu'une partie representative du reacteur. Ces travaux ont permis de progresser nettement dans la comprehension des phenomenes complexes qui sont mis en jeu lors du depot de silicium dope in situ au phosphore. L'exploitation systematique de ces deux programmes de simulation numerique et la confrontation des resultats de calcul avec des donnees experimentales se sont revelees riches d'enseignement et permettent d'envisager la mise au point de nouveaux procedes industriels tres performants
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Capdeville, Daniel. "Modélisation d'écoulements à l'intérieur de chambres de combustion par assemblage de réacteurs chimiques élémentaires : approche numérique." Toulouse, ENSAE, 1993. http://www.theses.fr/1993ESAE0015.
Full textAbstract:
L’écoulement turbulent à l'intérieur d'une chambre de combustion est modélisé par un assemblage de réacteurs chimiques élémentaires. À cette modélisation il peut être associé un programme de cinétique chimique permettant d'obtenir les performances globales (rendement, plages de stabilité) de la chambre étudiée. Ce dernier point n'est pas traité ici. Dans la première partie, les grandeurs moyennes de l'écoulement sont issues de la résolution des équations de Navier-Stokes moyennées. L’utilisation d'un traceur numérique et le développement de nouvelles techniques d'identification permettent une modélisation de l'écoulement par un assemblage de réacteurs élémentaires. Cette approche a été validée sur trois géométries différentes : 2D plane, 2D axisymétrique, et 3D. Dans la deuxième partie, l'écoulement est calculé en effectuant une simulation de type L. E. S. La géométrie étudiée est une marche descendante. La modélisation obtenue est comparée avec celle issue d'un calcul stationnaire (première partie).
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Dirion, Jean-Louis. "Contribution à la mise en oeuvre de réseaux neuronaux pour la modélisation et le contrôle thermique de réacteurs batch." Toulouse, INPT, 1993. http://www.theses.fr/1993INPT027G.
Full textAbstract:
Ce travail presente la mise au point d'un regulateur, base sur un reseau de neurones, pour le controle thermique d'un reacteur semi-continu. La temperature masse est controlee en modifiant la temperature d'un fluide caloporteur unique qui circule a debit constant dans la double enveloppe du reacteur. Le modele connexionniste utilise est un reseau de neurones de type multi-couches dont l'apprentissage est realise par l'algorithme de retropropagation du gradient. Le type et le nombre des informations d'entree du reseau de neurones, l'architecture du reseau, la nature de la base d'apprentissage, la technique de modification des parametres du reseau ont ete etudies. Plusieurs methodes ont ete mises en uvre pour l'apprentissage du controleur neuronal: l'apprentissage base sur la copie d'un regulateur avance (algorithme de commande adaptative et predictive), l'apprentissage d'un modele inverse du procede, l'utilisation d'un reseau supplementaire modelisant le reacteur, la retropropagation au travers du procede de l'erreur sur la variable controlee (temperature du reacteur). De plus, la modification en ligne des parametres du reseau pour lui donner un caractere adaptatif a egalement ete realisee. Les premiers resultats ont ete obtenus sur un modele de simulation de fonctionnement dynamique d'un reacteur discontinu. Ils ont ensuite ete valides experimentalement sur un reacteur pilote de 1 litre. Dans ce cas, un controleur neuronal a ete concu en apprenant la politique de controle a suivre a partir d'une commande delivree par un operateur humain