Thèse soutenue

Modélisation de la cavitation acoustique et de l'activation de réactions homogènes

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Auteur / Autrice : Sabine Sochard
Direction : Henri Delmas
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie des procédés
Date : Soutenance en 1996
Etablissement(s) : Toulouse, INPT

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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L'objet de cette these est l'etude de la cavitation acoustique et de ses effets dans les reacteurs sonochimiques en phase homogene. En effet, les ondes acoustiques sont capables de promouvoir des reactions chimiques par l'intermediaire du phenomene de cavitation acoustique: sous l'effet de l'onde de pression des microbulles de gaz et de vapeur se forment au sein du liquide et oscillent radialement. Elles peuvent, sous certaines conditions, imploser (collapser) de facon presque adiabatique conduisant localement a de fortes pressions et temperatures susceptibles d'engendrer une dissociation de la vapeur conduisant a des radicaux libres tres reactifs. Le but de ce travail est theorique: il s'agit de comprendre et de modeliser les phenomenes mis en jeu afin de faciliter la mise en uvre et l'extrapolation a d'autres reactions et d'autres geometries ou tailles de reacteurs. Cette etude comprend trois parties: une analyse bibliographique importante afin d'acquerir les connaissances suffisantes et la maitrise de la dynamique de la bulle. L'ecriture d'un modele de dynamique pour une bulle de cavitation soumise au champ de pression acoustique et l'interpretation quantitative de l'activation des reactions chimiques par les ultrasons. Ce modele, base sur l'uniformite de pression interne, prend en compte le phenomene d'evaporation (ou de condensation) a l'interface, la diffusion du gaz et de la vapeur a l'interieur de la bulle et les transferts thermiques ; il est resolu par une methode de collocation orthogonale couplee a une methode de gear. La composition en radicaux libres est obtenue en supposant l'equilibre thermodynamique et donc en recherchant le minimum d'enthalpie libre. L'analyse de la propagation de l'onde ultrasonore dans le milieu cavitant (celerite et amortissement) et ce, en vue de mieux concevoir les reacteurs sonochimiques