Thèse soutenue

Conception et réalisation d'un microsystème pour la mesure d'encrassement organique, minéral et biologique dans les procédés - : intégration des régimes thermiques périodiques.

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Auteur / Autrice : Jonathan Crattelet
Direction : Luc Fillaudeau
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Ingénieries microbienne et enzymatique
Date : Soutenance le 17/12/2010
Etablissement(s) : Toulouse, INSA
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences écologiques, vétérinaires, agronomiques et bioingénieries (Toulouse)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'Ingénierie des Systèmes Biologiques et des Procédés
Jury : Président / Présidente : Philippe Moulin
Examinateurs / Examinatrices : Luc Fillaudeau, Philippe Moulin, Laurent Auret, Ali Boukabache, Gerard Goma
Rapporteurs / Rapporteuses : Nicole Jaffrezik, Gilles Trystram

Résumé

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Dans les industries de procédés, les opérations de pompage et de transformation sont fondamentales et omniprésentes. Durant ces opérations unitaires (incluant des transferts de chaleur, de matière et de quantités de mouvement), les produits évoluent (réactions chimiques et biochimiques, croissances microbiennes, traitements thermiques, etc.) induisant dans de nombreux cas des phénomènes d'encrassement avec des cinétiques et des intensités variables. Les recherches issues de l’INRA ont conduit à la mise au point d’un capteur d’encrassement basé sur une analyse thermique différentielle et locale. Ce dernier permet le contrôle en continu et en ligne du niveau d’encrassement d’un équipement et a été protégé par brevet. L’entreprise Neosens a acquis une licence d’exploitation exclusive sur ce brevet afin de développer et commercialiser le produit dont les limites sont maintenant connues.Dans ce travail, nous visons à atteindre deux objectifs majeurs en vue de répondre aux nouvelles problématiques posées. Le premier doit permettre la mise au jour d’un capteur d’encrassement en utilisant les technologies microsystèmes. Le second vise la validation d’un nouveau mode de fonctionnement et d’une méthode pour le contrôle de l’encrassement. Ce travail s'appuie naturellement sur les travaux antérieurs et les principales phases de recherche ont porté sur la conception, la réalisation et l'intégration d'éléments sensibles sur les bases technologiques des microsystèmes, l'intégration des régimes thermiques permanent et périodique associés au traitement en ligne du signal et à la validation expérimentale aux échelles laboratoire, pilote et industrielles des géométries et configurations nouvelles.Les travaux de recherche ont permis de fiabiliser et d’améliorer considérablement les performances métrologiques. Le microsystème réalisé apparaît comme complémentaire du capteur existant en termes de limites de détection et de quantification.