LE TITRE DE DOCTEUR DE L'INSTITUT NATIONAL POLYTECHNIQUE DE TOULOUSE

profil-nechor-2012 - Léna Brunet

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Niveau: Supérieur

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THESE présentée pour obtenir LE TITRE DE DOCTEUR DE L'INSTITUT NATIONAL POLYTECHNIQUE DE TOULOUSE Ecole doctorale : Sciences des Procédés Spécialité : Génie des Procédés et de l'Environnement par Léna BRUNET CONCEPTION ET ANALYSE D'UN NOUVEAU TYPE DE COLONNE PULSEE APPLIQUEE AU CONTACT SOLIDE/LIQUIDE Soutenue le 13 Juillet 2005 devant le jury composé de : M. J. LIETO Rapporteur M. I. NIKOV Rapporteur M. G. CASAMATTA Directeur de thèse M. P. CARVIN Membre du jury M. P. GUIRAUD Président du jury M. L. PRAT Directeur de thèse

cadre de la collaboration avec le crl

prat directeur de thèse

pilote semi-industriel

discret jean-luc

contact entre solides

pulsation has been

liquid contacting

temps de séjour du solide

nikov rapporteur

science des procédés spécialité

Sujets

Redaction

Institut national polytechnique de Toulouse

Brunet

Guiraud

Azienda Agricola Testamatta

Carvin

Gourdon

Rhodia

Informations

Publié par	profil-nechor-2012
Publié le	01 juillet 2005
Nombre de lectures	33
Langue	Français
Poids de l'ouvrage	2 Mo

Extrait

THESE
présentée pour obtenir
LE TITRE DE DOCTEUR DE L’INSTITUT
NATIONAL POLYTECHNIQUE DE TOULOUSE
Ecole doctorale : Sciences des Procédés
Spécialité : Génie des Procédés et de l’Environnement
par Léna BRUNET
CONCEPTION ET ANALYSE D’UN NOUVEAU
TYPE DE COLONNE PULSEE APPLIQUEE AU
CONTACT SOLIDE/LIQUIDE
Soutenue le 13 Juillet 2005 devant le jury composé de :
M. J. LIETO Rapporteur
M. I. NIKOV Rapp
M. G. CASAMATTA Directeur de thèse
M. P. CARVIN Membre du jury
M. P. GUIRAUD Président du jury
M. L. PRAT Directeur de thèseConception d’un nouveau type de colonne pulsée
appliquée au contact solide/liquide
Cette étude porte sur la conception d’une nouvelle technologie de colonne pulsée appliquée au
contact solide/liquide. L’originalité du concept développé réside dans l’introduction d’internes et
d’un mode de pulsation qui permettent de contrôler le temps de séjour solide indépendamment de
celui du liquide. La faisabilité du concept et la caractérisation du comportement hydrodynamique
des deux phases ont été étudiées sur un pilote semi-industriel, en réalisant des DTS sur des
systèmes modèles. Un cas réel a ensuite été mis en œuvre dans la colonne, aﬁn d’illustrer les
avantages du nouveau procédé en termes d’eﬃcacité du transfert de matière. Il apparaît, au ﬁnal,
que le dispositif permet de réduire sensiblement la dispersion granulométrique et de prolonger
le temps de séjour du solide, tout en réduisant la consommation en solvant. Les qualités de la
nouvelle colonne conçue en font un appareil particulièrement adapté aux systèmes solide/liquide
nécessitant un temps de contact prolongé. Grâce à une technologie innovante et à un réglage ﬁn
des paramètres opératoires, il est ainsi rendu possible d’intensiﬁer le contact solide/liquide.
An innovative pulsed column
applied to solid/liquid contacting
This work deals with a novel type of pulsed column used as a solid/liquid contactor. An
evolution in the design of the internals and in the shape of the pulsation has been set up. The
initial objectives were to achieve a contactor of much longer solid residence time, independently
of the liquid phase behaviour. Phase contacting is carried out countercurrently, solid is fed in
at the bottom of the column and ﬂows upwardly, regardless of the density diﬀerence between
both phases. First, the technical feasibility was demonstrated. Then, the behaviour of solid and
liquid phases was investigated through the analysis of residence time distributions. And, mass
transfer eﬃciency has been evaluated with an industrial case. It was found that the column
could enhance solid residence time, reduce granulometric segregation and solvent consumption.
The new contactor seems to be particularly suitable for cases where a long contact between
both phases is needed. Thanks to innovative internals and to an optimal tuning of the operating
conditions, intensiﬁcation of solid/liquid contacting was ﬁnally achieved.L’aventure a débuté il y a 4 ans quand j’ai été accueillie par Gilbert Casamatta et Laurent
Prat au sein de l’Equipe Chimie Fine du LGC. AZF a perturbé mes premiers pas dans cette
nouvelle vie de recherche. Mais, grâce à la solidarité et l’altruisme des chercheurs de l’équipe,
les conditions de travail sont progressivement redevenues sereines et le projet a pu tout de même
démarrer.
Arrivée au terme de cette aventure, après multiples déboires, je tiens à exprimer ma recon-
naissance à mes directeurs de thèse.
Le challenge était osé. Gilbert m’a accordé sa conﬁance, a veillé à mon bien-être au laboratoire
et m’a laissé carte blanche. Même si cette manière de travailler fut parfois déstabilisante pour
moi, je sais qu’elle a été très constructive et t’en remercie très sincèrement. J’en proﬁte pour
remercier Christophe Gourdon, qui m’a gentiment guidée et encouragée, même s’il n’était pas
oﬃciellement dans le projet. Votre enthousiasme et votre droiture à tous les deux m’inspireront
tout au long de ma carrière.
Laurent, mille fois merci. Pour tes compétences et ta curiosité scientiﬁque, en premier lieu.
Pour tes encouragements aussi, lorsque j’étais perdue... Tu as toujours eu conﬁance en ce projet,
ce qui m’ a beaucoup aidé. Par ailleurs, tu en as fait souvent plus que ta position ne l’exigeait.
J’y ai été très sensible. J’espère que tu garderas toujours cette énergie et cette écoute à l’égard
des thésards.
Je veux également associer à ces remerciements Philippe Carvin pour son investissement et
pour ses conseils avisés d’expert industriel, qu’il prodiguait dans le cadre de la collaboration avec
le CRL de Rhodia. Tes remarques minutieuses étaient toujours pertinentes. En particulier, tu as
été très présent dans la phase de rédaction du manuscrit.
Je remercie ensuite MM. Nikov et Lieto, qui ont accepté de rapporter cet ouvrage, pour
leurs remarques pertinentes et constructives. J’associe à ces remerciements Pascal Guiraud pour
l’intérêt qu’il a porté à ce travail.
Cette thèse n’aurait pu arriver à son terme sans le concours du personnel technique du la-
boratoire. Je les remercie chaleureusement pour leur aide et leur compétence. Grâce à eux, j’ai
pu me familiariser avec ce procédé " sioux "... Ce pilote a réquisitionné beaucoup de monde,
j’en suis bien consciente. Cela m’a permis de connaître des personnalités si diﬀérentes, mais si
chaleureuses et attachantes. En particulier, c’est grâce à Lucien, qui n’a jamais lâché l’aﬀaire et
ne s’est jamais découragé, qu’on a pu monter cette usine! Je suis très reconnaissante envers les
grands gaillards prototypistes qui m’ont entourée et qui ont donné forme à nos projets les plus
fous : Franck, Alec et Jean-Louis Nadalin. Merci aussi à ceux qui m’ont très souvent rendu ser-
vice, par gentillesse : Jean-Louis Labat, Marc et tous les autres. J’ai beaucoup appris à vos côtés,
et pas seulement à ne pas rougir aux blagues de Junior... Mes remerciements vont également à
Lahcen pour son précieux savoir-faire sur tout l’aspect électrique et électronique, ainsi que pour
son enthousiasme méditerranéen et sa bienveillance. Enﬁn, Ignace, tu as été un soutien précieux
auprès de la manip, au cours des derniers mois de thèse. Je te dois plus d’une idée pleine de bon
sens. Merci pour tes conseils avisés et ta gentillesse. Quand je pense à tout ce petit monde, je
souris.
Pour leur soutien logistique et leur disponibilité, je remercie les " ﬁlles " : Christine, Emma-
nuelle, Claudine et Jocelyne. Ainsi que le discret Jean-Luc.
Enﬁn, il y a eu de nombreuses heures passées au bureau, interrompues à 19h12 par les cris
d’Alain... Je suis particulièrement reconnaissante envers tous ceux avec qui je les ai partagées.
Il y a eu deux époques, deux ambiances que j’ai adorées : internationale d’abord, avec l’équipe
formée par Wongky, Henry, Katia et Wendell. Ces quelques années à vos côtés ont été enrichis-santes culturellement, humainement et culinairement. Puis, le bureau s’est terriblement féminisé
la dernière année. Ambiance de ﬁlles. La solidarité a joué à fond et ce fut déterminant pour mon
moral, surtout avec tous ces évènements qui survenaient en même temps et qu’il était bon de
partager avec vous, Flavie, Wassila, Rachel et Mouna. A toutes, je vous souhaite une très bonne
continuation. Sébastien C., je te suis reconnaissante d’avoir été un compagnon de route à l’écoute
et solidaire depuis le début. Last but not least, j’adresse un merci tout particulier à la généreuse
Séverine qui a été comme une grande sœur depuis le 21 Septembre...
Je remercie également l’ensemble des thésards qui ont contribué à instaurer une ambiance de
travail très agréable dans les locaux de Basso Cambo : Sophie, Romuald, Shila, Mallorie, Sébastien
T., Christophe, Hélène...
En dehors du labo, il y en a plus d’un que j’ai barbés avec mes histoires de colonne pulsée!!!
Merci aux ami(e)s qui m’ont éclairé(e)s de leur point de vue extérieur.
Un grand merci à mes parents, à Alexis et à la famille pour leur soutien indéfectible.
Enﬁn, Nicolas, même si tu étais à l’autre bout de la France, c’est dingue comme tu as été
présent à mes côtés. Pour me motiver, me redonner conﬁance et me faire sourire. Mille fois
merci. Vivement la prochaine aventure avec toi!Table des matières
Introduction Générale 11
I Les colonnes pulsées : contexte, technologies,