Conception, mise en oeuvre et modélisation d'un procédé d'agglomération de particules submicroniques en vue de les rendre filtrables et redispersables

• Auteur / Autrice : Laurent Madec
• Direction : Edouard Plasari
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et techniques
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Vandoeuvre-les-Nancy, INPL

Mots clés

Mots clés contrôlés

Agglomération

Mécanique des fluides

Milieux granulaires

Simulation par ordinateur

Résumé

La production des solides divisés s'oriente désormais vers des applications de plus en plus spécifiques, avec des tailles de particules souvent inférieures au micron. La filtration et le lavage de ces produits soulèvent de nombreux problèmes, qui peuvent être résolus en provoquant une agglomération contrôlée. Cependant, en dépit d'applications dans de nombreux secteurs de l'industrie, les procédés d'agglomération restent encore très peu maîtrisés et nécessitent une meilleure connaissance des mécanismes élémentaires. Les résultats présentés dans ce manuscrit sont relatifs au procédé d'agglomération en suspension de particules submicroniques d'un pigment organique d'intérêt industriel- la diméthyl quinacridone -, de telle façon que les agglomérats formés soient suffisamment résistants pour être facilement filtrables, puis redispersables dans leur milieu d'application. Une étude expérimentale a d'abord permis, de mieux comprendre le déroulement du procédé, puis d'en optimiser les conditions opératoires physico-chimiques et hydrodynamiques. Cette étude s'est concrétisée par le développement d'une méthode originale de mise au contact des réactifs, ayant fait l'objet d'un dépôt de brevet. L'analyse des différents résultats expérimentaux a ensuite conduit à l'élaboration de modèles phénoménologiques pour les différentes phases du procédé. La mesure des propriétés intermédiaires des agglomérats étant très difficile la simulation numérique a constitué un outil intéressant pour la compréhension du procédé et la validation des modèles. La résolution du bilan de population a été réalisée par une technique particulaire dite de Monte-Carlo, autorisant une description plus fine des agglomérats : la simulation prend aussi bien en compte la taille que la composition des agglomérats, voire leur structure interne. Un couplage avec un logiciel de mécanique des fluides numérique, permettant d'évaluer l'influence des conditions hydrodynamiques, a fourni des premiers résultats encourageants.