Phénomènes interfaciaux

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Fluides et Procédés /A7N7 / P. Bacchin
Ph
Phé énom nomè ènes nes interfaciaux interfaciaux
Patrice BACCHIN
[email protected]
Laboratoire de Génie Chimique
Université Paul Sabatier – Bat IIR1
Pascal GUIRAUD
[email protected]
Laboratoire d'Ingénierie des Systèmes Biologiques et des Procédés
INSAT
n
o
Ph
Phé énom nomè ènes nes interfaciau
x
interfaciau
x

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Fluides et Procédés /A7N7 / P. Bacchin
Ph
Phé énom nomè ènes nes interfaciaux interfaciaux
Le problème
•Comment modéliser le transport
de colloïdes dans un procédé ?
Phénomènes électrocinétiques
•électrophorèse
•électro-osmose
•potentiel d’écoulement
•potentiel de sédimentation
Charges électriques
•origines de la charge
•distribution de charge à une interface (théorie de
Gouy-Chapman)
Interactions entre interfaces
•attraction de van der Waals
•répulsion électrostatique
•interactions entre particules (théorie DLVO)
n
Des causes ….
… aux conséquences.
L’agrégation
•Agrégation orthocinétique : lente ou rapide ?
•Agrégation péricinétique
•Bilan de population -> Cours E. Climent
Propriétés de transport
•pression osmotique
•mobilité
•diffusion
•sédimentation
•filtration …
Viscosité et rhéologie
-> Cours C. Xuereb
Ph
Phé énom nomè ènes nes interfaciau
x
interfaciau
x
Introduction
•Qu’est ce qu’un colloïde ?
•La problématique

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Ph
Phé énom nomè ènes nes interfaciaux interfaciaux
Une nouvelle source de complexit
Une nouvelle source de complexité édans un proc dans un procé éd dé é
alimentation
rétentat
perméat
~
10 μm
ux=1 m/s
uy=1-100 μm/s
~
1 m
Force de traînée
Forces
hydrodynamiques
Diffusion
Exemple lors de la filtration
Classiquement un
Équilibre entre :
Un probl
Un problè ème me
La physique du colmatage

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Ph
Phé énom nomè ènes nes interfaciaux interfaciaux
Comment modéliser le transport
de colloïdes dans un procédé ?
0,01
0,1
1
10
100
1000
0,001 0,01 0,1 1 10 100
a (10
-6
m)
steady state permeate flux
(10
-6
m/s)
la diffusion
les ph. hydrodynamiques
Colloïdes Les flux ne sont pas prédits par :
« Colloid flux paradox »
Migration latérale
Diffusion induite par la contrainte
Une nouvelle source de complexit
Une nouvelle source de complexité édans un proc dans un procé éd dé é(2) (2)
Force de traînée
Forces
hydrodynamiques
Diffusion Phénomènes
Interfaciaux ?
Un probl
Un problè ème me

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Fluides et Procédés /A7N7 / P. Bacchin
Ph
Phé énom nomè ènes nes interfaciaux interfaciaux Introduction
Introduction
Qu
Qu’ ’est est- -ce qu ce qu’ ’un collo un colloï ïde? de?
Selon l’IUPAC* : the supramolecular entities whose extension in at least one spatial
direction lies between 1 nm and 1 µm
* International Union of Pure and Applied Chemistry
1 nm 1 µm10 nm 100 nm microscopie optique
particule
solide
Macromolécules
polymères
cristal
nanotubes
Suspensions
Dispersions colloïdales
•Sédimentation sous l’effet de la gravité
•Etat dispersé= suspendre par agitation
•Mvt Brownien > Effet de la gravité
•Etat dispersé= métastable
Aire d’interface = 100 m2/g
Solutions
•Mvt Brownien
•Etat solubilisé stable
goutte
micelles