Processus de transport et d'adhésion de particules en suspension – TRANSPART

Les interactions entre des particules en suspension dans un fluide en circulation et un substrat solide jouent un rôle essentiel dans de nombreux processus naturels et industriels. L’adhésion de particules est à l’origine des phénomènes d’encrassement de circuits de transport de fluides ou d’échange de chaleur par formation de dépôts minéraux et a généralement un effet néfaste pour les procédés. Le but du projet est de réunir les compétences de spécialistes de chimie des interfaces et d’hydrodynamique de trois laboratoires pour combler un certain nombre de lacunes dans le domaine de l’adhésion et du transport des particules dans une solution aqueuse en circulation, afin de permettre un meilleur contrôle de ces processus dans des systèmes industriels ou naturels. Le calcul du terme électrostatique qui intervient dans l’adhésion sera amélioré en intégrant les modèles les plus récents de la réactivité des surfaces (prise en compte de l’hétérogénéité des surfaces) et par des mesures précises de la charge de surface (par zêtamétrie, dosage acide-base,...). Dans un premier temps, ces calculs seront appliqués au transport en régime laminaire, pour simplifier la prise en compte de l’hydrodynamique. Dans un deuxième temps, nous développerons un modèle et un code de calcul couplant chimie des surfaces et transport en régime turbulent, en s’appuyant sur une approche hybride, dans laquelle le fluide est décrit par une méthode Eulérienne et les particules sont décrites par une méthode Lagrangienne. Pour développer ces modèles, et comparer les résultats des calculs à des données expérimentales, un circuit permettant de mesurer en temps réel l’adhésion dans un système modèle (tube en aluminium / particules d’hématite) avec un contrôle des paramètres physico-chimiques et hydrodynamiques sera mis en place. Un accent particulier sera donné à l’effet de la température, et à la présence d’ions complexants (borate, cobalt) en relation avec les problèmes rencontrés dans les échangeurs de chaleur industriels .