Identification et caractérisation des mécanismes de colmatage et de decolmatage d'une membrane de microfiltration et application à l'analyse de l'hystérésis du flux de filtrat PDF Download
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Author: Djaffar Si Hassen
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Languages : fr
Pages : 164
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Book Description
De nombreux travaux consacrés à l'étude du phénomène de colmatage et des mécanismes induisant une limitation du transfert de masse à travers la membrane dans le cas de la microfiltration tangentielle ont montré que l'écoulement de la suspension tangentiellement à la membrane permet d'atteindre un régime stationnaire. Dans le présent travail, l'identification des mécanismes de colmatage et de decolmatage d'une membrane de microfiltration tangentielle a été effectuée a l'aide d'une suspension modèle et minérale de carbonate de calcium caco#3 et d'une membrane organique choisie judicieusement de sorte que le colmatage provoque soit exclusivement superficiel. Cette étude montre que le mécanisme à l'origine du régime stationnaire observe en microfiltration tangentielle est le transfert de matière d'origine hydrodynamique. Nous montrons ainsi que le coefficient de transfert de matière est donne par la solution de leveque à la condition de prendre en compte l'épaisseur des dépôts formes. La détermination de l'épaisseur a été réalisée en exploitant la théorie des écoulements à travers les milieux poreux. Des hystérésis du flux de filtrat ont été observées lors de variations cycliques de la pression transmembranaire, de la concentration et de la vitesse. Nous avons déduit de ces essais que le decolmatage ne pouvait se faire que par action mécanique sous forme de contrainte critique d'érosion exercée par le fluide à la surface du dépôt. Un modèle permettant de caractériser la limite de stabilité mécanique du dépôt a été propose sous forme d'une relation entre la contrainte de cisaillement critique en fonction de la contrainte normale qui s'exerce sur la monocouche supérieure de particules.
Author: Djaffar Si Hassen
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Languages : fr
Pages : 164
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De nombreux travaux consacrés à l'étude du phénomène de colmatage et des mécanismes induisant une limitation du transfert de masse à travers la membrane dans le cas de la microfiltration tangentielle ont montré que l'écoulement de la suspension tangentiellement à la membrane permet d'atteindre un régime stationnaire. Dans le présent travail, l'identification des mécanismes de colmatage et de decolmatage d'une membrane de microfiltration tangentielle a été effectuée a l'aide d'une suspension modèle et minérale de carbonate de calcium caco#3 et d'une membrane organique choisie judicieusement de sorte que le colmatage provoque soit exclusivement superficiel. Cette étude montre que le mécanisme à l'origine du régime stationnaire observe en microfiltration tangentielle est le transfert de matière d'origine hydrodynamique. Nous montrons ainsi que le coefficient de transfert de matière est donne par la solution de leveque à la condition de prendre en compte l'épaisseur des dépôts formes. La détermination de l'épaisseur a été réalisée en exploitant la théorie des écoulements à travers les milieux poreux. Des hystérésis du flux de filtrat ont été observées lors de variations cycliques de la pression transmembranaire, de la concentration et de la vitesse. Nous avons déduit de ces essais que le decolmatage ne pouvait se faire que par action mécanique sous forme de contrainte critique d'érosion exercée par le fluide à la surface du dépôt. Un modèle permettant de caractériser la limite de stabilité mécanique du dépôt a été propose sous forme d'une relation entre la contrainte de cisaillement critique en fonction de la contrainte normale qui s'exerce sur la monocouche supérieure de particules.
Author: YOUB KHALED.. BENKAHLA
Publisher:
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Category :
Languages : fr
Pages : 161
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Book Description
LE TRAVAIL PRESENTE CONCERNE L'ETUDE DES MECANISMES DE COLMATAGE ET DE DECOLMATAGE AFFECTANT UNE MEMBRANE MINERALE LORS D'UNE MICROFILTRATION TANGENTIELLE DE SUSPENSIONS MINERALE, COLLOIDALE ET DE JUS DE POMME. DANS UN PREMIER TEMPS, IL A ETE NECESSAIRE DE CARACTERISER LE DEPOT FORME A LA MEMBRANE ET CE, EN ETUDIANT SON COMPORTEMENT LORS DE VARIATIONS CYCLIQUES DE LA PRESSION TRANSMEMBRANAIRE A FAIBLES PUIS A VITESSES ELEVEES. NOUS AVONS MONTRE QUE LE MECANISME DE COLMATAGE EST SIMILAIRE A CELUI DE LA FILTRATION FRONTALE, REGIE PAR L'EQUATION DE RUTH. DANS LA SECONDE PARTIE DE CE MEMOIRE, DES MODIFICATIONS DU BANC EXPERIMENTAL ONT ETE REALISEES POUR LA MISE AU POINT D'UN SYSTEME AUTO-DECOLMATANT PAR LA TECHNIQUE DES ECHELONS DE PRESSION ET DE VITESSE. LE PRINCIPE DE CE SYSTEME CONSISTE A ALTERNER APRES CHAQUE ETAPE DE FILTRATION, UNE ETAPE DE NETTOYAGE DE LA MEMBRANE AU COURS DUQUEL ON ANNULE LA PRESSION TRANSMEMBRANAIRE ET ON AUGMENTE LA VITESSE DE CIRCULATION CE QUI NOUS RESTITUE A LA FIN DU CYCLE, UNE MEMBRANE DECOLMATEE. L'OPTIMISATION DES DIFFERENTS PARAMETRES NOUS A PERMIS D'OBTENIR DES AUGMENTATIONS DE FLUX DE FILTRATION, ALLANT JUSQU'A 400% POUR UNE SUSPENSION MINERALE, ET 55% POUR UNE SUSPENSION COLLOIDALE
Author: Yakout Neggaz Benhabiles
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Languages : fr
Pages : 206
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La caractérisation du colmatage a été réalisée lors de l'ultrafiltration de solutions colloïdales d'albumine et de pectine sur membranes organiques. Les colmatages interne et superficiel ont tout d'abord été étudiés séparément, avec à l'issue l'identification des mécanismes de colmatage et de rétention, l'analyse de la réversibilité de chaque type de colmatage et la mise en évidence du rôle sélectif des gels formés. On retiendra qu'en régime stationnaire, le flux de filtrat est donné par le modèle du film où le coefficient de transfert de matière est fourni par la solution de Lévêque avec une diffusion de nature Brownienne. Si en régime de polarisation de concentration, le flux n'est fonction que de la vitesse de circulation et de la concentration et si en régime hydraulique, le flux ne dépend que de la pression transmembranaire, nous avons pu définir un régime intermédiaire nommé régime mixte et qui traduit sur la base des profils de transfert de matière et de pression le long de la membrane, la coexistence de ces deux régimes. Dans le cas d'un gel réversible, nous avons étudié l'interaction des colmatages interne et superficiel en montrant que l'auto-compensation des résistances des deux colmatages peut se poursuivre par augmentation de la résistance du colmatage interne aux dépens de celle du gel et ce jusqu'à épuisement de ce dernier. Finalement, nous avons pu confirmer la faisabilité de l'ultrafiltration sur un dépôt supporté de CaCO3. La maîtrise de la qualité de séparation passe impérativement par la maîtrise de l'épaisseur et de la porosité du dépôt. Les tendances d'évolution de ces paramètres en fonction des conditions opératoires ont été dégagées à partir de la filtration tangentielle de CaCO3 et de la théorie de la compressibilité des milieux poreux. On signalera le rôle de l'augmentation de l'épaisseur du dépôt sur l'augmentation de la rétention en soluté. Les variatons de porosité du dépôt n'ont pas été suffisamment significatives pour influencer la séparation. En outre, la capacité de rétention du gel d'albumine est supérieure à celle du dépôt de CaCO3. Ce dernier point a nécessité la vérification de la présence ou non d'un gel à la surface du dépôt et ce à partir d'un calcul permettant de prévoir le régime de filtration ayant lieu.
Author: Alexia Grenier
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Languages : fr
Pages : 225
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Book Description
L'objectif est d'identifier et de caractériser les mécanismes dominants au cours d'une opération de filtration. La stratégie repose sur une approche phénoménologique, basée sur des paramètres facilement accessibles, comme le suivi du volume de filtrat. Le média filtrant est considéré comme un collecteur de particules. La notion de capture de particules, bien connue en filtration en profondeur, est étendue au blocage de surface et à la construction de gâteau. La méthodologie initialement développée sur le système (bentonite/ membranes) a permis d'étudier de larges gammes de concentration et de pression. Nous montrons que le paramètre caractéristique du gâteau ne dépend pas du média filtrant. Nous quantifions aussi l'influence du rapport des diamètres de particule et de pore, et de la contrainte de cisaillement tw à la paroi à l'entrée d'un pore sur la capture de particule. Enfin, la transposition à un système complexe (silice précipitée/ toiles) sur un pilote industriel a été réalisée.
Author: Hélène Habarou
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Languages : fr
Pages : 348
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Cette étude traite du colmatage des membranes basse pression par les matières organiques des eaux naturelles. Le premier objectif a été d'évaluer la capacité d'unités pilotes à apprécier le potentiel colmatant. Ces unités sont alimentées par de l'eau renouvelée quotidiennement ce qui permet de se rapprocher des conditions d'exploitation sur usine. Les profils de perte de flux enregistrés sur plusieurs campagnes d'essais sur site ont permis de valider l'intérêt de notre outil expérimental. Le second objectif portait sur la caractérisation du colmatage de nature organique. Une grande diversité de techniques analytiques a été développée. Quel que soit la membrane, le matériel colmatant englobe des substances humiques, des substances protéiques, des sucres aminés (parois microbiennes) et des polysaccharides. Les résidus microbiens composantes ubiquistes des eaux de surface et structures résultant d'un possible développement bactérien à la surface des membranes semblent constituer la source prépondérante du matériel colmatant.
Author: Claudine Vétier
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Languages : fr
Pages : 248
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LA CONNAISSANCE DES PHENOMENES DE POLARISATION DE CONCENTRATION ET DE COLMATAGE EN ULTRAFILTRATION NECESSITE L'ETUDE DES INTERACTIONS ENTRE CONSTITUANTS DU LAIT ET MEMBRANE MINERALE DE MICROFILTRATION EN ALUMINE. UNE APPROCHE EXPERIMENTALE ORIGINALE EST REALISEE EN PREMIER LIEU GRACE A UN PROTOCOLE STATIQUE QUI PERMET LA MISE AU POINT D'UNE METHODE COUPLANT LA MICROSCOPIE ELECTRONIQUE A BALAYAGE ET L'ANALYSE PHYSICO-CHIMIQUE DES COLMATAGES OBTENUS EN STATIQUE. ELLE MET EN EVIDENCE LA NATURE ET LA STRUCTURE DU DEPOT POUR DIFFERENTS LAITS ET DIFFERENTES DUREES DE CONTACT. L'APPLICATION DE LA METHODE A L'ETUDE DES PHENOMENES OBTENUS EN DYNAMIQUE DANS UN PILOTE A PERMIS: DE CONNAITRE LA CINETIQUE DE FORMATION DU COLMATAGE ET LE ROLE JOUE PAR SES DIFFERENTS CONSTITUANTS (MICELLES DE CASEINE, PROTEINES SOLUBLES, GLOBULES GRAS, SELS DE CALCIUM ET DE PHOSPHORE); DE MONTRER L'INFLUENCE DES PARAMETRES VITESSE TANGENTIELLE ET PRESSION TRANSMEMBRANAIRE; D'EXPLIQUER LE COMPORTEMENT DE CES MEMBRANES MINERALES DE MICROFILTRATION QUI PERMETTENT L'ULTRAFILTRATION DU LAIT
Author: MING GANG.. LIU
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Languages : fr
Pages : 207
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CE TRAVAIL CONCERNE LA CARACTERISATION DES MEMBRANES ET LES PERFORMANCES DE LA FILTRATION DYNAMIQUE DANS UN SYSTEME DE COUETTE. LE PERMPOROMETRE BILIQUIDE REALISE PERMET DE CARACTERISER DES MEMBRANES DE MICROFILTRATION ET ULTRAFILTRATION PAR LA DISTRIBUTION DES DIMENSIONS DE PORES EN NOMBRE OU EN PERMEABILITE. UNE METHODE NUMERIQUE A ETE DEVELOPPEE POUR MIEUX TRAITER LES DONNEES FOURNIES PAR LE PERMPOROMETRE GAZ-LIQUIDE. SUR LA MEMBRANE AINSI CARACTERISEE, LA ROTATION DE LA MEMBRANE DIMINUE FORTEMENT LE COLMATAGE ET PERMET D'ATTEINDRE DANS CERTAINES CONDITIONS LA FILTRATION IDEALE SANS DIMINUTION DE DEBIT. LE FLUX LIMITE OBSERVE PEUT ETRE CONSIDERE COMME LA RESULTANTE DE TROIS FLUX QUI DECOULENT DE L'EFFET DIFFUSIONNEL. LA FORCE CENTRIFUGE ET LE GRADIENT RADIAL DE LA CONTRAINTE DE CISAILLEMENT. LORS DE LA FILTRATION D'UNE SUSPENSION, LES ACTIONS MECANIQUES ET DIFFUSIONNELLES SONT EGALEMENT IMPORTANTES. MAIS, LA POLARISATION DE CONCENTRATION DOMINE LA FILTRATION D'UNE SOLUTION DE PECTINE. LA RELATION ENTRE LE FLUX DE FILTRAT ET LES CARACTERISTIQUES DE LA MEMBRANE, LA NATURE DE LA SUSPENSION ET LES CONDITIONS OPERATOIRES S'EXPRIMENT PAR DEUX MODELES THEORIQUES. LE TRANSFERT DES PARTICULES DEPEND SURTOUT DE LA VITESSE DE ROTATION
