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Informations
Publié par | Thesee |
Nombre de lectures | 45 |
Langue | Français |
Poids de l'ouvrage | 6 Mo |
Extrait
UNIVERSITÉ DE LA MEDITERRANEE (AIX-MARSEILLE II)
Institut Universitaire des Systèmes Thermiques Industriels
C.N.R.S. U.M.R 6595
UNIVERSITÉ d’ABDELMALEK ESSAADI
Faculté des Sciences de Tétouan
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THÈSE DE DOCTORAT EN COTUTELLE
Présentée par
Abdelghafour ZAABOUT
Pour obtenir le grade de
Docteur
Discipline : Sciences
Spécialité : Mécanique Energétique
Ecole Doctorale Sciences pour l’ingénieur :
Mécanique, Physique, Micro et Nanoélectronique
Intitulée
Contribution expérimentale à l'étude du comportement
hydrodynamique de l'écoulement gaz-particules dans les lits
fluidisés circulant. Régimes et mécanismes de transitions
Soutenu le 23 octobre 2010 devant le jury composé de,
TADRIST L. (Professeur Université de Provence, Marseille,) Président
CHAOUKI J. (Professeur Ecole Polytechnique Montréal, Canada) Rapporteur
OESTERLE B. (Professeur Université Henri Poincaré, Nancy) Rapporteur
TAQI M. (FS Ben M’Sik, Casablanca) Rapporteur
DRAOUI A. (Professeur FS Tanger) Examinateur
GOURDON C. (Professeur INP Toulouse) Examinateur
KHARBOUCH B. (Professeur FS Tétouan) Co-directeur
OCCELLI R. (Professeur Université de Provence, Marseille) Co-directeur
Remerciements
Ce travail s’est déroulé au sein du laboratoire de l’IUSTI dans l’équipe « transfert de chaleur et de masse » en
collaboration avec le laboratoire d’« Energétique » de l’université d’Abdelmalek Essaâdi. J’aimerais remercier
tous ceux sans qui cette recherche n’aurait pas pu être menée à bien, que ce soit à l’aide qu’ils m’ont apportée ou
par leurs encouragements, qui m’ont aidé à arriver au bout de cette thèse.
J’exprime toute ma gratitude à Monsieur Lounes Tadrist, Directeur de laboratoire l’IUSTI, qui m’a accueilli au
sein du laboratoire, de ses conseils précieux et d’avoir bien voulu présider ce jury.
Je voudrais remercier mes directeurs de thèse, Monsieur René Occelli, Professeur de l’université de Provence, qui a
assuré le suivi de ce travail, ces conseils avisés, ces innommables suggestions ainsi que sa disponibilité exceptionnelle
qui m’ont été précieux pour le bon déroulement de mes travaux. Et Monsieur Bousselham Kharbouch, Professeur
de l’université d’Abdelmalek Essaâdi, Je suis sensible à la confiance qu’il m’a toujours témoignée, qu’à l’aide
précieuse qu’il m’a offerte dans le choix des grandes orientations de cette étude.
Je voudrais ensuite remercier tout particulièrement Monsieur Hervé Bournot, maître de conférences, sans qui ce
travail n’aurait tout simplement pas pu être possible. Tout au long de ma thèse son encadrement scientifique et
technique m’a permis d’enrichir considérablement ma capacité d’analyse des phénomènes complexes propres aux lits
fluidisés et de maîtriser l’outil de mesure expérimental. Son investissement personnel a été primordial au cours de
l’avancée de cette thèse.
Je suis également très honoré de la participation des professeurs Jamal Chaouki, Benoît Oesterlé et Mohamed
Taqi, en tant que rapporteurs, et le professeur Christophe Gourdon en tant qu’examinateur, à mon jury de thèse.
J’exprime aussi toute ma gratitude à Messieurs le professeur Philippe Bournot et le Professeur Abdeslam Draoui,
qui m’ont toujours soutenu et qui ont été toujours disponibles pour me faciliter les conditions d’accueil à Marseille.
Je tiens également à remercier Monsieur Christophe Sierra, maître de conférences, pour l’aide précieuse qu’il m’a
offerte dans le choix des grandes orientations de cette étude.
Je dédie ce travail à ma famille, ma femme, mes amis Mustapha, Walid, Khalid, Ali, Alice, Jackeline, Marius, et
la liste est longue.
2
INTRODUCTION GENERALE …… …… … …… … … …… …… … …… …… …… …… …… …… … …… …. 1
CHAPITRE I. ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE DE LA FLUIDISATION GAZ-SOLIDE ......... 5
I.1. LA FLUIDISATION GAZ-SOLIDES : SYSTEME PHYSIQUE .......................................... 6
I.1.1. Régimes de fluidisation ...................................................................................... 6
I.1.2. Classification de Geldart ..................................................... 9
I.2. LIT FLUIDISE CIRCULANT (LFC)................................................... 12
I.2.1. Ecoulement gaz-particules dans les lits fluidisés circulant ................................................................ 13
I.2.2. Structure moyenne de l’écoulement ................................ 14
I.2.3. Paramètres clés du lit fluidisé circulant ............................................................ 14
I.2.3.1. Influence de ces paramètres sur le comportement du lit ............................. 15
I.2.3.2. Dépendance du comportement du lit aux paramètres opératoires ............................................. 16
I.2.4. Structure microscopique du lit ......................................................................... 18
I.3. LE REGIME DE FLUIDISATION TURBULENTE .......................................................... 23
I.3.1. Historique ......................................................................................................... 23
I.3.2. Modes de transition ......................................................................................................................... 24
I.3.3. Existence .......................................................................................................................................... 24
I.3.4. Bornes du régime de fluidisation turbulent ...................... 25
I.3.4.1. Vitesse de transition U ................. 26 c
I.3.4.2. Vitesse de transition U ................................................................................................ 27 k
I.3.5. Mécanismes de transition ................ 27
I.4. PROBLEMATIQUE ............................................................................................................. 28
CHAPITRE II. DESCRIPTION DE DISPOSITIF ET PROTOCOLE EXPERIMENTAL .... 31
II.1. DESCRIPTION DU DISPOSITIF EXPERIMENTAL ..................................................... 32
II.2. APPAREILS DE MESURES ................................................................................................ 35
II.2.1. Vélocimétrie Laser Doppler .............. 35
II.2.1.1. Vitesse de particule ....................................................................................................................... 35
II.2.1.2. Granulométrie ............................... 36
II.2.1.3. Partie logicielle .............................. 37
i
II.2.1.4. Caractéristiques du système PDA utilisé ...................................................................................... 37
II.2.2. Capteur de pression piézoélectrique ................................................................................................ 38
II.3. CONDITIONS OPERATOIRES ET PROTOCOLE DE MESURE . 39
II.3.1. Caractéristiques des phases fluide et solide ..................................................................................... 39
II.3.2. Protocole de mesure ........................................................ 40
II.4. IDENTIFICATION DE U ET U ....................................................................................... 41 C K
CHAPITRE III. COMPORTEMENT MOYEN ET FLUCTUANT DE LA PHASE SOLIDE
DANS LA ZONE SUPERIEURE DE LA COLONNE DE FLUIDISATION ................................ 45
III.1. COMPORTEMENT MOYEN DE LA PHASE SOLIDE ............................................... 46
III.1.1. Mouvement de la phase solide dans la direction axiale. .............................. 46
III.1.1.1. Vitesses axiales moyennes totales des particules ......................................................................... 46
Distribution 1 (dp = 107 µm): ...................................................... 46
Distribution 2 (d = 175 µm): ....................................................................................... 47 p
III.1.1.2. Séparation des particules suivant leur sens de déplacement (ascendant ou descendant) .......... 53
III.1.2. Discussions .................................................................................................................................. 63
III.1.2.1. Caractéristiques de la zone de survit