{"id":64,"date":"2019-02-19T15:56:42","date_gmt":"2019-02-19T14:56:42","guid":{"rendered":"https:\/\/www.mines-stetienne.fr\/spin-fr\/?page_id=64"},"modified":"2020-02-05T09:53:00","modified_gmt":"2020-02-05T08:53:00","slug":"reactivite-des-poudres","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/www.mines-stetienne.fr\/spin-fr\/domaines-de-recherche\/reactivite-des-poudres\/","title":{"rendered":"R\u00e9activit\u00e9 des poudres"},"content":{"rendered":"

Les r\u00e9actions gaz-solide sont d\u2019un int\u00e9r\u00eat majeur dans de nombreux domaines industriels tels que les proc\u00e9d\u00e9s de fabrication additive, la chimie, l\u2019industrie de l\u2019\u00e9nergie nucl\u00e9aire, la m\u00e9tallurgie, la cimenterie, la production mini\u00e8re, l\u2019a\u00e9ronautique, l\u2019industrie automobile, le captage et le stockage de gaz et d\u2019\u00e9nergie, etc\u2026, ce qui engendre des enjeux environnementaux et \u00e9conomiques capitaux.\u00a0Qu\u2019elles soient souhait\u00e9es ou au contraire ind\u00e9sirables, ces r\u00e9actions doivent \u00eatre maitris\u00e9es afin de s\u2019assurer la qualit\u00e9 d’usage d\u2019un produit, de contr\u00f4ler ou optimiser l\u2019efficacit\u00e9 d\u2019une installation, de r\u00e9pondre aux exigences pour la conduite d\u2019un proc\u00e9d\u00e9.<\/p>\n

Ainsi nos objectifs sont la caract\u00e9risation de la r\u00e9activit\u00e9 chimique des syst\u00e8mes solide-gaz, l\u2019identification des m\u00e9canismes r\u00e9actionnels et la mod\u00e9lisation des transformations chimiques dans les solides pour obtenir des lois pr\u00e9dictives et enfin la simulation des r\u00e9acteurs industriels.<\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n
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Exp\u00e9riences<\/h4>\n

La d\u00e9termination de la r\u00e9activit\u00e9 chimique des syst\u00e8mes solide-gaz n\u00e9cessite d\u2019une part l\u2019acquisition de donn\u00e9es cin\u00e9tiques et d\u2019autre part la caract\u00e9risation d\u00e9taill\u00e9e des solides r\u00e9actifs et produits ainsi que des gaz consomm\u00e9s et\/ou produits par la r\u00e9action.\u00a0 Nos \u00e9tudes exp\u00e9rimentales s\u2019appuient donc sur deux cat\u00e9gories d\u2019instruments\u00a0:<\/p>\n

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  • Des outils d\u2019analyse thermique et de calorim\u00e9trie tels que des thermobalances, des calorim\u00e8tres, des DSC, des dilatom\u00e8tres, des couplages TG-DSC et TG-ATD, ainsi qu\u2019un couplage TG-Emission Acoustique<\/li>\n
  • Des outils de caract\u00e9risations des solides ex- et\/ou in-situ (composition chimique, composition de phase, morphologie, texture,\u2026) et de gaz (spectrom\u00e8tre de masse, spectrom\u00e8tre infra-rouge, chromatographie en phase gaz, hygrom\u00e8tre \u00e0 miroir, sonde O2<\/sub>,\u2026)<\/li>\n<\/ul>\n<\/td>\n<\/tr>\n

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\"\"<\/a><\/td>\n<\/td>\n\n

Mod\u00e9lisation<\/h4>\n

La transformation chimique d’un solide soit par d\u00e9composition thermique soit par r\u00e9action avec un ou plusieurs gaz met en jeu les processus de germination et de croissance de la nouvelle phase. Nous avons d\u00e9velopp\u00e9 depuis plusieurs d\u00e9cennies une expertise en cin\u00e9tique h\u00e9t\u00e9rog\u00e8ne qui inclue la mod\u00e9lisation de ces processus de germination et de croissance. Ces mod\u00e8les cin\u00e9tiques s\u2019appuient sur une description physique (m\u00e9canistique) et g\u00e9om\u00e9trique de la r\u00e9action et ont pour objectif sa compr\u00e9hension et sa pr\u00e9diction afin de r\u00e9pondre aux probl\u00e9matiques industrielles.<\/td>\n<\/tr>\n

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\"\"\u00a0<\/a><\/td>\n<\/td>\n\n

Simulation<\/h4>\n

Les r\u00e9acteurs industriels o\u00f9 se d\u00e9roulent les r\u00e9actions h\u00e9t\u00e9rog\u00e8nes sont des dispositifs complexes, difficiles \u00e0 appr\u00e9hender : le milieu granulaire form\u00e9 par les phases solides et les gaz r\u00e9actifs et produits voit ses propri\u00e9t\u00e9s modifi\u00e9es \u00e0 chaque instant par les r\u00e9actions chimiques qui s\u2019y d\u00e9roulent. Il apparait donc essentiel de d\u00e9velopper des outils d\u2019aide \u00e0 la conception, \u00e0 l\u2019optimisation, \u00e0 la maintenance et au diagnostic de ces installations. Cela exige donc de conna\u00eetre \u00e0 la fois la cin\u00e9tique chimique \u00e0 l’\u00e9chelle de grains, et de consid\u00e9rer la forme et la taille du r\u00e9acteur, les sources de chauffage, les entr\u00e9es et sorties de flux gazeux, le lit de poudre, etc\u2026Cette approche a \u00e9t\u00e9 utilis\u00e9e pour le d\u00e9veloppement du code de calcul CIN4 qui allie la mod\u00e9lisation des ph\u00e9nom\u00e8nes thermohydrauliques par la m\u00e9thode des \u00e9l\u00e9ments finis aux simulations de cin\u00e9tiques h\u00e9t\u00e9rog\u00e8nes sur des populations de grains structur\u00e9s ou non en agr\u00e9gats.<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Membres du groupe<\/h3>\n