De la mecanique des fluides numerique a l'approche systemique : application aux reacteurs d'oxydation en potabilisation

• Auteur / Autrice : CHRISTELLE DUMEAU DE TRAVERSAY
• Direction : Alain Laplanche
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Rennes 1

Résumé

La modelisation des performances d'un procede comportant un mecanisme chimique et/ou biologique complexe necessite la connaissance de son hydrodynamique. Un outil permettant une simulation rapide de ces procedes est envisageable a partir de la resolution des equations representant une cinetique complexe sur un modele systemique. Cet agencement de reacteurs ideaux type reacteur piston ou reacteur parfaitement agite traduit l'ecoulement du fluide dans le reacteur. Cette information est accessible par deux techniques : la distribution des temps de sejour (dts) et la mecanique des fluides numerique. L'objet de ce travail est de proposer une strategie pour connecter ces deux approches, en prenant comme cas d'application les reacteurs d'ozonation utilises en traitement de l'eau potable, qu'ils soient de type pilote ou industriels. Dans un premier temps, un protocole a ete developpe sur des parties de reacteur. Outre les renseignements fournis par la dts, obtenue numeriquement, il utilise les champs de vitesse issus de la mecanique des fluides numerique pour caracteriser le type d'ecoulement a l'interieur du reacteur (nombre de flux, boucle de recirculation, volumes, temps de sejour,). A partir de ces informations, un modele systemique est propose. L'optimisation des parametres du modele est realisee en prenant comme reference la dts numerique. L'agencement des reacteurs ideaux s'appuie sur la repartition de l'energie cinetique turbulente dans le reacteur. Dans un second temps, une colonne pilote et deux contacteurs d'ozonation industriels ont ete etudies. La dts, obtenue par la mecanique des fluides numerique, a ete comparee a la dts experimentale. Le protocole permettant de definir la representation systemique a ete valide sur ces cas d'application.