Remise en suspension de micro-particules a une interface fluide-solide

Micro-particles resuspension at fluid-solide interface

• Auteur / Autrice : ABDEL-KRIM SADOUDI
• Direction : François Feuillebois
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance en 1996
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

La remise en suspension de micro-particules notamment biologiques (micro-organismes) initialement adherentes a une surface inerte est un processus physique insuffisamment caracterise au regard des risques qu'ils peuvent induire dans les systemes de production industriels. Deux contextes d'etudes sont retenus et abordes distinctement: la remise en suspension dans un gaz (air) en systemes ouverts tels que les conduites, et la remise en suspension dans un liquide laquelle a pour objectif la definition d'un capteur de contamination surfacique. Dans la premiere partie, on s'inspirera et on utilisera les resultats experimentaux de la bibliographie. On developpe dans un premier temps un modele probabiliste base sur une description en terme de dynamique chaotique de la turbulence susceptible de fournir les conditions aerodynamiques propre a la mise en suspension des micro-particules. Un modele mecanique du systeme fluide-particule-surface est constitue. Son comportement dynamique est etudie a plus ou moins long terme afin de caracteriser par les exposants de lyapunov la stabilite de la micro-particule a se maintenir dans un voisinage proche de la paroi. Le modele est en bon accord qualitatif avec l'experience. En deuxieme partie (capteur), on developpe un systeme experimental base sur l'emploi d'une energie ultrasonore de forte puissance dissipee dans une cavite dans laquelle se trouve un liquide mis en circulation de maniere a creer une collecte efficace des micro-particules. L'ecoulement realise au voisinage de la paroi est etudie theoriquement au moyen de la theorie de la couche limite avec l'approximation de polhhausen. Le modele theorique permet d'estimer le gradient de la contrainte de cisaillement et notamment les forces de portance proche de la paroi. Le systeme est experimente en utilisant plusieurs substrats, deux types de micro-particules (latex et micro-organismes) et plusieurs fluides de prelevement (deux ph). Le modele de couche limite permet d'etablir un bon accord entre la force de portance theorique et la bonne efficacite de prelevement. Des ameliorations sont degagees