Etude et modélisation de l'écoulement à travers des milieux poreux : application à l'utilisation des mousses métalliques dans les réacteurs électrochimiques

Study and modelization of flow through reticulous porous media. Application of metallic foams in electrochemical reactors

• Auteur / Autrice : Agnès Montillet
• Direction : Jacques Comiti
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées
• Date : Soutenance en 1992
• Etablissement(s) : Nantes

Mots clés

Mots clés contrôlés

Écoulement instationnaire (dynamique des fluides)

Écoulement en milieux poreux

Résumé

Ce travail s'inscrit dans une perspective de valorisation d'un materiau poreux de type reticule: les mousses metalliques. Il comporte deux etapes. La premiere partie est consacree a la caracterisation de l'hydrodynamique a travers des lits fixes de mousses et a la determination de parametres structuraux lies a l'ecoulement. Elle s'appuie sur des mesures de chutes de pression et une analyse de la distribution des temps de sejour. Plusieurs proprietes intrinseques de ce materiau ont ainsi pu etre mises en evidence dont une importante surface specifique dynamique, une tortuosite proche de l'unite, ainsi qu'une relative isotropie et une faible dispersivite vis-a-vis de l'ecoulement. Les mousses metalliques presentent donc les principales qualites requises pour la constitution d'electrodes volumiques. Dans un second temps, elles ont ete testees dans un electrolyseur de type filtre-presse, l'electrosyncell, en tant qu'electrodes volumiques. On a pu montrer que l'hydrodynamique de cet electrolyseur est legerement modifiee par la presence des mousses. L'ecoulement n'est plus de type piston dans la zone reactionnelle, mais cette modification est largement compensee par l'augmentation substantielle de la surface reactive. D'autre part, l'emploi des mousses rend possible une nouvelle application de l'electrosyncell consistant a travailler sans membrane, avec un seul circuit hydraulique. Avec ce systeme, on a etudie le coefficient de transfert de matiere a l'electrode de travail et teste le taux de conversion lors d'une reaction electrochimique classique. Les resultats obtenus prouvent l'applicabilite du systeme propose et encouragent son developpement