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Thèse soutenue

Dimensionnement des rideaux d'eau : modélisation et applications industrielles

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Auteur / Autrice : Frédéric Griolet
Direction : Joseph Lieto
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences
Date : Soutenance en 1996
Etablissement(s) : Lyon 1
Jury : Examinateurs / Examinatrices : Joseph Lieto

Résumé

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Les rideaux d'eau sont une technique de lutte pouvant etre appliquee pour limiter les consequences des rejets accidentels de gaz toxique ou inflammable. La formation d'un nuage de polluant est un des risques majeurs industriels les plus graves et l'utilisation dans le passe de barrieres formees par des pulverisations d'eau ont montre a de nombreuses reprises leur efficacite. Pour optimiser l'efficacite des rideaux d'eau industriels, une analyse des mecanismes d'interaction entre la phase gazeuse et le liquide a ete realisee. Le reacteur a l'air libre a fait l'objet d'une modelisation par la resolution des bilans de quantite de mouvement, de matiere et de chaleur. Une etude experimentale conduite conjointement par l'institut von karman pour l'hydrodynamique et itc-lyon pour le transfert de matiere a permis de verifier et valider le modele theorique propose. Ce travail s'inscrit dans ce cadre. L'etude experimentale realisee a permis a l'aide de reaction chimiques modeles de caracteriser les capacites de transfert de pulverisation puis de rideaux en mesurant l'aire interfaciale formee par les gouttes et le coefficient de transfert de matiere en phase liquide. Simultanement, l'ivk a mesure par anemometrie laser la taille et la vitesse des gouttes et par integration a determine l'aire interfaciale par voie optique. La comparaison de nos resultats nous a permis de mettre en evidence la participation active a l'absorption du brouillard produit par l'eclatement des gouttes au sol ainsi que la flaque de solution qui se forme. Pour modeliser l'absorption gaz-liquide il est indispensable de connaitre les caracteristiques physico-chimiques du couple solute/solvant ainsi que la cinetique de la reaction chimique pouvant se produire en phase liquide. Une etude experimentale conduite a l'aide d'un absorbeur spherique nous a permis de determiner les caracteristiques des mecanismes de transfert pour des polluants tels que les amines ou le phosgene (absorption avec reaction chimique par la soude ou l'ammoniaque). Le modele developpe est applicable a toute sorte de polluants si les caracteristiques physico-chimique du couple solute/solvant sont connues. Ce modele nous a conduit a dimensionner a la demande de differents groupes chimiques ou petrolier des rideaux d'eau. Deux etudes industrielles qui se sont traduites par la realisation des unites proposees sont decrites dans ce document, montrant l'interet et l'extraordinaire champ d'application de cette technique