Добірка наукової літератури з теми "Fluide d’essai"

Résumé Cet article présente un débitmètre à ultrasons conçu en tant que capteur intelligent pour la mesure des écoulements en surface libre ou en conduites fermées. Ce type de débitmètre peut être utilisé pour des applications industrielles ou de gestion de l’eau. Il répond à la forte demande des autorités de supervision des ressources en eau dans les régions semi-arides d’agriculture irriguée. Un état de l’art et les principes généraux des mesures de débits de liquide par ultrasons sont donnés. Le débitmètre original proposé utilise le principe de la mesure des délais entre les impulsions envoyées vers l’amont et vers l’aval dans le fluide. L’approche repose sur la mesure de la différence du temps de transit des ondes acoustiques sur une ou plusieurs cordes de mesure, réparties sur un intervalle suffisant, de manière à assurer la précision requise. Cette méthode permet une véritable intégration du profil des vitesses, ce qui assure une meilleure précision. La vitesse du son dans le fluide est éliminée des calculs grâce à l’utilisation des temps de transmission réciproques. Les calculs de débit sont assurés par un micro-contrôleur. Les calculs théoriques et les technologies proposées ont donné lieu à la réalisation d’un prototype expérimental. Une première application de ce débitmètre à ultrason est réalisée en laboratoire en conduite fermée dans une installation d’essai comportant une seule paire de transducteurs à ultrason. Une seconde application expérimentale est menée sur un banc d’essai comprenant un canal artificiel de forme trapézoïdale de dimensions géométriques bien déterminées avec une pente variable. Ces tests ont permis de vérifier la précision de l’appareil et de valider les techniques et les principes mis en oeuvre dans la conception du débitmètre.

L’étude du comportement en fluage et en relaxation de matériaux soumis à des conditions sévères en termes de température, de contrainte et de déformation est nécessaire mais parfois coûteuse avec les essais classiques. En effet, ces essais, particulièrement celui du fluage, sont très consommateurs de temps, ils peuvent durer plus d’une année. Pour ramener cette durée d’essais à quelques minutes, nous proposons d’utiliser l’indentation instrumentée qui, avec l’évolution des conditions d’application de la charge et du déplacement de l’indenteur, permet de solliciter le matériau dans des conditions de chargement proches de celles imposées dans les essais classiques. Dans cette étude, nous proposons d’étudier le comportement de deux aciers au chrome utilisés pour la fabrication d’appareils sous pression. Il s’agit des aciers à 9 % de chrome (T91) et à 2,5 % de chrome (T22), l’objectif étant de classer les matériaux selon leur sensibilité au fluage et à la relaxation. Dans ce travail, nous nous limitons à l’indentation à température ambiante pour étudier l’applicabilité de la technique d’indentation. En fluage, nous déterminons le coefficient de sensibilité à la contrainte et en relaxation le coefficient d’homothétie défini dans la théorie de Hart. L’intérêt de ces deux coefficients est qu’ils sont liés, l’un est l’inverse de l’autre, ce qui permet de comparer les deux modes de sollicitation.

Cet article est centré sur l’analyse de filtres garnis de fragments de coco utilisés en France en assainissement non collectif. La qualité des rejets des trois dispositifs développés (V0, V1 et V2) mesurée en conditions de plateforme d’essais et in situ est comparée. Des études précédentes utilisant une méthodologie d’analyse similaire ont qualifié d’« acceptable » la qualité des rejets in situ de V0 et V2 mais pas celle de V1. L’objectif est d’évaluer l’impact des évolutions techniques (matériau filtrant, surface réduite et distribution) sur les différences observées et de déterminer comment les performances sur plateforme peuvent prédire ces résultats de terrain. Tant pour les résultats recueillis sur plateforme qu’ in situ, les outils statistiques déployés concluent que les meilleures qualités de rejet sont obtenues avec le dispositif V0 et les moins bonnes avec le dispositif V1, le dispositif V2 étant intermédiaire. La comparaison entre la qualité des eaux usées brutes utilisées sur plateforme et celle observée in situ montre des différences de concentrations, mais des charges organiques appliquées plutôt homogènes. Ainsi, il est possible de déterminer les rendements requis sur plateforme, assurant l’atteinte des exigences de rejets in situ. L’article fournit des valeurs de rendement applicables aux dispositifs de configuration équivalente. La distribution améliorée à l’aide de l’auget bidirectionnel explique en partie les meilleures performances de V0 et V2 comparativement à V1. Les diminutions des surfaces de filtration n’ont pas d’impact sur les abattements de composés carbonés. Enfin, bien que sur plateforme les charges surfaciques journalières en azote Kjeldahl (NK) soient plus grandes qu’en conditions in situ, ce type d’essais ne permet pas d’apprécier le vieillissement des dispositifs par l’analyse des différentes concentrations azotées du rejet. La poursuite du suivi in situ apparaît donc pertinente.

Un des objectifs de ce travail est la fiabilisation de l’autosurveillance des ouvrages de déversement pour lesquels les faibles lames déversantes contribuent fortement au volume annuel déversé. Une réflexion préalable explicite la problématique de l’évaluation de l’incertitude de la mesure, prépondérante pour ces faibles lames déversantes. Les approches de différentes normes métrologiques sont comparées, notamment sur le choix de l’incertitude de la détermination du zéro de la mesure de hauteur. Alors qu’il est préconisé de considérer 1 cm d’incertitude pour des sites de grande taille équipés d’une crête irrégulière en génie civil, elle peut baisser à 2 mm pour les petits ouvrages équipés d’une crête profilée en Inox. Reprofiler la crête avec une échancrure permet donc de réduire l’incertitude de mesure à quelques millimètres tout en relevant la lame déversante des faibles débits. Une forme spécifique, composée d’une succession d’arcs de cercle est présentée ici à travers une calibration par modélisation 3D et sa validation sur banc d’essai. Cette crête permet une évaluation du débit avec une incertitude inférieure à 6 %, même pour les faibles lames déversantes en réduisant l’accroche des déchets flottants. Cette forme limite aussi l’élévation de la hauteur d’eau en amont, l’acceptabilité de cette dernière doit être vérifiée via un diagnostic capacitaire.

Cet article présente les résultats des essais effectués sur la station de traitement des eaux usées (STEU) d’Herford (Allemagne) en vue d’éliminer les micropolluants organiques présents dans les eaux traitées, cela au moyen d’une unité mobile de traitement complémentaire (Mobile Water Services). Un traitement tertiaire constitué par un pilote Actiflo Carb – réacteur à charbon actif en poudre (CAP) – a ainsi été mis en oeuvre. Le charbon actif en poudre testé, choisi après essais en laboratoire, est l’Aquasorb MP23 de la société Jacobi. Les résultats obtenus montrent que la plupart des micropolluants organiques sont éliminés à plus de 80 % pour des concentrations en CAP qui se situent autour de 18 g/m3. Les expérimentations permettent de souligner l’efficacité du pilote en matière tant de qualité d’eau produite (turbidité, demande chimique en oxygène) que d’efficacité vis-à-vis des composés responsables des perturbations endocriniennes.

La formation des trihalométhanes (THM) est associée à la réaction du chlore avec la matière organique résiduelle contenue dans les eaux traitées avant distribution. Elle se poursuit dans le temps sur le réseau de distribution jusqu’au robinet du consommateur. Le respect de la norme des 100 μg/L sur les points les plus éloignés peut être critique sur des unités de production où la matière organique résiduelle en fin de traitement peut se montrer très réactive, en lien à sa composition et à des facteurs aggravants comme la température, le temps de séjour hydraulique et la présence de bromures. Dans ce contexte et en visant en priorité les eaux superficielles à pollution moyenne à forte en matière organique, la R&D Saur a développé un modèle prédictif de formation des THM en basant la construction sur trois objectifs principaux : une quantification en unité de masse de THM totaux, la prévision la plus juste sur les fins de réseau pour des temps de séjour dépassant les 72 h et, enfin, que le modèle puisse être employé sur les installations industrielles comme outil de diagnostic et d’aide aux réglages d’exploitation des traitements unitaires. Le modèle a été bâti à partir d’essais de laboratoire menés sur des eaux traitées de deux unités de production avant chloration. Les protocoles mis en oeuvre ont permis de développer une modélisation à partir de l’absorbance UV à 254 nm. L’équation cinétique de production permet d’évaluer précisément les concentrations en THM totaux à moyen et long termes sur une gamme étendue de températures : 7 à 25°C. Le modèle intègre le « bromide incorporation factor », indice de caractérisation de l’état bromé, qui permet d’exprimer les résultats en unité de masse de THM totaux. L’applicabilité du modèle à d’autres groupes d’eaux est également présentée.

Le but de cette étude est de concevoir et de valider un ensemble de réacteurs et de compteurs de gaz permettant d’étudier la méthanisation en voie sèche à l’échelle laboratoire. L’intérêt de cet ensemble est de permettre la mise en oeuvre d’essais sur des substrats solides complexes, tels que des fumiers pailleux, tontes d’herbe et biodéchets, avec des quantités mises en jeu significatives, tout en préservant la structure et les caractéristiques physiques des substrats à étudier (pas de prétraitements préalables tels que broyage ou séchage). Il permet également d’agir sur les paramètres physiques clés, tel que la composition en substrats, l’immersion du massif et la recirculation de l’inoculum. Sa conception permet de réaliser deux types d’expériences : un suivi de production de méthane et une expérience de traçage au sein du massif solide. Le suivi de la production de méthane peut s’effectuer pour une composition en substrats donnée, pour laquelle l’immersion et les contraintes de recirculation sont déterminées. Cela permet des expériences d’optimisation de ces paramètres, notamment par les méthodes fournies par les plans d’expériences. Le traçage permettra quant à lui de déterminer le temps de séjour de la phase liquide au sein du massif solide. La création de cet ensemble a suivi un processus de conception classique : génération d’idées, sélection du produit, développement du produit puis tests et comparaison à la littérature. Les deux premières étapes de création ont été effectuées par une veille bibliographique, puis par conception assistée par ordinateur à l’aide de l’outil AutoCAD 2020. L’ensemble ainsi créé a ensuite été construit en deux prototypes successifs afin de perfectionner sa mise en oeuvre. Le modèle final a enfin été mis en oeuvre en conditions réelles de méthanisation en voie sèche afin de valider son fonctionnement et de comparer les résultats obtenus à la littérature.

L’écoulement des fluides thixotropes en conduite est très mal connu. Pourtant le nombre de ces fluides est très important ; en particulier dans l'industrie agro-alimentaire. Le but de cette étude de thèse était donc de mettre en place une installation expérimentale permettant l'étude de l'écoulement d'un fluide modèle thixotrope, de caractériser rhéologiquement notre fluide modelé et de donner des éléments de mécanique de ces fluides. Le fluide modèle que nous utilisons est à base d'argile et d'un polymère de cellulose. En ce qui concerne l'installation expérimentale, celle-ci permet de créer un écoulement de fluide à débit contrôlé ; le fluide laisse au repos est en mis en écoulement par déplacement d'un piston, comme pour une seringue. Rhéologiquement, nous avons modélisé notre fluide modèle à partir d'une relation contrainte-structure et d'une cinétique d'évolution de la structure. Grâce à ce modèle, nous avons simulé très correctement les cycles d'hystérésis obtenus à vitesse de cisaillement imposée. L’étude de l'évolution des chutes de pression et des profils de vitesse, obtenus par vélocimétrie ultrasonore à effet doppler pulsé, dans le temps mais aussi dans l'espace nous a permis de donner des éléments de mécanique des fluides thixotropes et de mettre en évidence, par exemple, une très nette restructuration du fluide sous écoulement

L'étude du comportement des sols traités à la chaux est axée sur l'analyse de l'influence des conditions de mise en œuvre en laboratoire et in situ avec une attention particulière sur l'évolution de la microstructure. Les échantillons de sol prélevés dans un remblai constitué d’un sol traité à la chaux, soumis à l'exposition atmosphérique pendant 7 ans, montrent une évolution significative des performances du matériau, notamment sa résistance à la compression. Ces résultats mettent en évidence l'influence du traitement à la chaux sur le long terme. Le remblai étudié a été mis en oeuvre par "compactage par pétrissage", dont le mécanisme est moins étudié dans la littérature. Le pétrissage semble améliorer la dispersion de la chaux dans le sol,ainsi que sa structuration. Cette propriété est favorable à l'hydratation de composés cimentaires, particulièrement, en cas de présence d'eau disponible. L'effet du fluide interstitiel sur la performance hydraulique des sols traités à la chaux, et le mécanisme de lixiviation associé sont étudiés en fonction du volume des pores traversés par le fluide. Le nombre de volume de pore traversé s’avère être un paramètre clé pour l’étude de la durabilité des performances des sols traités. L'eau déminéralisée s'avère être plus agressive qu'une solution à faible force ionique. Cela démontre l'importance de prendre en compte le type de solution perméante. La performance à long terme du sol traité à la chaux soumis au cycle d’humidification séchage, sous différentes conditions d'essai et différents fluides, est évaluée. L'étude a révélé la contribution de la nature du fluide d'imbibition et des effets de la température sur l'évolution des propriétés physico-chimiques et microstructurales du sol traité à la chaux. Ainsi, la condition de compactage mise en œuvre, la nature du fluide d'essai et les conditions d'essai à l'échelle du laboratoire doivent se rapprocher de la situation sur le terrain
Investigation of the behavior of limetreated soil with emphasis on laboratory and field implementation technics and microstructural observations is made. Field investigation of a 7-year atmospherically cured embankment, thanks to measurement of sampled materials performances, shows a significant evolution in compressive strength, evidencing the long term benefits of lime treatment. This embankment was subjected to ‘kneading compaction’, which mechanism is less investigated. At laboratory scale, ‘kneading compaction’ is found to improve lime-dispersion and soil fabric. Such features, if accompanied by available water, favors the development of cementitious compounds. The effect of pore fluid on the hydraulic conductivity, k evolution, and leaching mechanism of kneaded lime-treated soil is studied. Using demineralized water as pore fluid is found to be comparatively aggressive than a low-ionic strength solution. Thus, demonstrating the importance of consideration of the type of permeant solution. Long-term performance of lime-treated soil by subjecting them to wetting-drying cycle using different testing conditions and different wetting fluids is evaluated. The evaluation revealed the importance of consideration of the nature of wetting fluid and temperature effects on the physicochemical and microstructure evolution of lime-treated soil. Thus, the reproduced compaction procedure, nature of the permeant solution, and testing conditions in the laboratory scale must be closer to the field situation

Depuis plusieurs années de nouveaux procédés industriels destinés à la réfrigération et à la climatisation sont étudiés et mis sur le marché. Parmi ceux qui commencent à connaître des débouchés commerciaux on compte les systèmes utilisant des fluides frigoporteurs diphasiques solide/liquide. Ces dispositifs offrent en effet les avantages de réduire l’utilisation des fluides frigorigènes de plus en plus réglementée et de pouvoir lisser la production de froid sur 24 heures grâce à la possibilité de stocker ces fluides diphasiques. Le domaine de la réfrigération connaît au niveau européen, grâce à plusieurs industriels, un premier essor de l’utilisation de « coulis » ou « sorbet » de glace. La climatisation industrielle ou collective représente également un enjeu énergétique majeur tant du point de vue de la consommation énergétique instantanée qu’elle nécessite que du point de vue des “pics” qu’elle génère à certaine périodes de la journée.Dans ce domaine et sur le continent asiatique (particulièrement au Japon), l’utilisation de sorbets est également en phase d’expansion. Dans ce cas, les sorbets utilisés sont des « coulis d’hydrates » qui présentent l’intérêt de cristalliser à des températures positives plus adaptées à la climatisation que celles des « coulis de glace ».Ces travaux de thèse ont donc consisté à adapter une technologie de réfrigération disponible sur le marché européen au domaine de la climatisation. Le fluide utilisé est une solution de TBAB (Bromure de Tetra-ButylAmmonium) qui est une solution aqueuse dont la température de cristallisation à pression atmosphérique peut être ajustée entre environ 6 et 12°C. Le dispositif expérimental conçu et construit est donc un prototype industriel de taille réelle capable de climatiser 4 pièces. A la fois démonstrateur industriel et banc d’essais instrumenté, il est destiné à mener à bien des séances d’essais afin de démontrer la faisabilité du procédé, de diagnostiquer des améliorations et de prévoir de nouvelles évolutions. Parallèlement aux travaux de construction et aux séances d’essais, des mesures complémentaires concernant certaines caractéristiques thermo-physiques des sorbets d’hydrates de TBAB ont été menées en laboratoire. Enfin, un outil de modélisation a également été développé afin de rattacher les expériences à des phénomènes thermo-physiques théoriques. Cette modélisation a pour but d’être un outil prédicatif à la conception de nouvelles installations et au développement du prototype
For some years, new industrial processes have been developed and marketed in the refrigeration and air conditioning fields. Among systems which begin to have good business opportunities some are using two-phase secondary refrigerants solid / liquid. This kind of technology offers the advantages of reducing the use of classical refrigerants which are regulated and can smooth the production of cold over 24 hours with its ability to store the slurry. At the European level, thanks to the efforts of several manufacturers, the refrigeration field is developing fast with respect to the use of ice slurries. Moreover the industrial or district air conditioning field is a major energetic issue in terms of the immediate energy it requires as well as in terms of "peaks" generated during certain periods of the day.In this field, especially in Japan, the use of “PCM” (Phase Change Material) is additionally developing. In this technological segment, the PCM used are hydrate slurries. This solution has the advantage of crystallizing at positive temperatures which is more suited for the air conditioning than ice slurries.This research work deals with the adaption of a refrigeration technology available on the European market to the field of air conditioning. The fluid used is an aqueous solution of TBAB (Tetra-Butylammonium Bromide) with a crystallization temperature at atmospheric pressure which can be adjusted to a temperature between 6 and 12°C. The experimental device designed and installed is a real size prototype able to cool 4 rooms. Both the industrial demonstrator as well as instrumented test bench allowed us to carry out practice sessions which demonstrated the feasibility of the process. It also allowed us to design improvements and new developments. In parallel to the construction and the experiments, additional measurements concerning some thermo-physical characteristics of TBAB hydrate slurries were conducted in specialised laboratory. Finally, a modelling tool was also developed in order to relate our experiments with theoretical thermo-physical phenomena. This numerical model is intended to be a predicative tool for the design of new installations and for the development of the prototype