Crédits
Caractérisation
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Analyse granulométrique : caractérisation de la taille et de la forme des particules
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- Problématique de la mesure granulométrique
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Taille et forme d'une particule
Définition de différents diamètres équivalents
- Notions de sphère équivalente et de diamètre équivalent
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Exercice : Manipulation des diamètres équivalents
- Forces exercées sur une particule en sédimentation
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Définition de différents facteurs de forme
- Granulés (a) Lactose, (b) Dextrine, (c) MCC, (d) MFC
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- Facteurs de rugosité des granulés de la figure précédente
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Comment traiter un ensemble de particules ?
Les fréquences
- Image prise au microscope électronique
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- Distributions en nombre et en volume de particule
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Exercice : Conversion entre différents types de distribution
Représentations graphiques
Autres valeurs numériques représentatives
- Mode de la distribution
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- Médiane d50, dans ce cas A1 = A2
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Exercice : Différentes représentations d'un système dispersé
- Billes sphériques dont le diamètre varie de 1 à 10 mm
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Méthodes de mesure
Suspensions concentrées et petites particules : techniques basées sur l'interaction du milieu avec un faisceau laser
- Interactions entre un rayon lumineux et une particule
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- Anneaux de diffraction collectés par un détecteur (photo-diodes)
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- Observation des spectres de lumière diffractée à différents angles
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L'adsorption
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Milieux poreux : quelques bases
Qu'est-ce qu'un pore ?
- Schématisation des différentes formes de pores.
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Qu'est-ce que l'aire spécifique ?
- Irrégularités de surface ou rugosité
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- Porosité interne
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- Polystyrène brut
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- Polystyrène brut avec rugosité de surface
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- Polystyrène extrudé, avec création de porosité
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- Polystyrène extrudé, avec création de porosité
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Adsorption physique d'un gaz sur un solide
Le phénomène d'adsorption physique
Préambule : ne pas confondre adsorption physique et adsorption chimique ou encore absorption !
- Représentation de l'adsorption et de l'absorption.
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- Silicagel sec sorti de l'étuve
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- Silicagel sous 38% d'humidité relative à 22,3 ºC
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L'adsorption est un processus spontané
- Isotherme de désorption d'eau d'une boue de station d'épuration.
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- Chaleur de désorption d'eau d'une boue de station d'épuration.
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L'adsorption peut se dérouler en différentes étapes
- Les différentes étapes possibles de l'adsorption.
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L'isotherme d'adsorption
Qu'appelle-t-on isotherme d'adsorption (ou de désorption) ?
Le déroulement théorique d'une isotherme d'adsorption
- Les différentes régions d'une isotherme d'adsorption.
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L'isotherme d'adsorption : reflet du comportement d'un solide vis-à-vis d'un adsorbat
L'isotherme d'adsorption/désorption : l'hystérèse, reflet de la mésoporosité du solide
- Classification des hystérèses d'adsoprtion/désorption.
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Considérations pratiques relatives à des mesures d'isothermes d'adsorption
Détermination d'isothermes d'adsorption de gaz par une technique manométrique
Principe de la mesure
Notes importantes
- Influence de la préparation de l'échantillon sur l'isotherme obtenue
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- Influence de l'adsorption d'hélium sur l'isotherme obtenue
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- Influence de l'adsorbat utilisé sur l'isotherme obtenue
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Détermination d'une isotherme d'adsorption de vapeur d'eau ou vapeur organique par une technique gravimétrique
Principe des méthodes gravimétriques
- Appareil DVS2, SMS, UK.
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Protocoles de mesure
- Schématisation de l'obtention d'un palier d'humidité relative
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Comparaisons : y a t-il une technique plus fiable qu'une autre ?
La détermination de surface spécifique
Détermination de la quantité adsorbée sur une monocouche
Théorie de Langmuir pour les isothermes de type I
- Adsorption : approche de Langmuir.
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Théorie BET pour les isothermes les plus courantes
- Adsorption : approche BET.
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- Allures d'isothermes en fonction de la constante C de la loi BET.
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La surface spécifique : une valeur relative
Analyse des pores par adsorption de gaz
Distribution de taille des mésopores par la méthode BJH
La méthode BJH
La microporosité
Détermination du volume microporeux
Caractéristiques et caractérisation des lits de particules et des poudres
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Propriétés et caractéristiques de base
- Empilement simulé sur ordinateur
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La structure des lits de grains
Empilements réguliers de sphères de taille égales
- (a) couche carré ; (b) couche triangulaire
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- Les six possibilités d'arrangements
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- Cellule d'empilement cubique et tétraédrique
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- Coupe de cellule cubique
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Empilements aléatoires
Empilements aléatoires de sphères de tailles égales
Effet de paroi
- Variation de porosité locale près d'une paroi plane
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- Expériences de Scott
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La distribution radiale de porosité
- Distribution radiale autour d'une sphère donnée
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La coordination de contacts entre sphères
- Différents types de contact
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- Coordination de contact : emiplements lâche et compacte
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Empilements formés de plusieurs tailles des grains
Mélanges binaires
- Porosité des mélanges binaires en fonction de la composition
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Empilements multi-composants
Modélisation statistique géométrique des empilements
- Sous-unités 3D en formes de tétraèdres
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Porosité des empilements multi-composants
Empilements binaires
Contacts entre sphères dans les empilements multi-composants
Lits de poudres réelles
La ségrégation
Influence de la forme des particules
Forces de cohésion, effet de taille des grains
Propriétés mécaniques
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Statique d'un tas de sable
Mécanique des milieux coulombiens
Poudres cohésives ; problème de la détermination de l'angle de repos
Autres problèmes liés à la détermination de l'angle de repos : ségrégation et dilatance
Statique d'un silo
L'échantillonnage de solides divisés
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Introduction
- Étapes d'échantillonnage
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Comment réduire la masse d'un lot
L'échantillonnage par prélèvement
- Modèle de l'échantillonnage par prélèvement
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- Mode de sélection des échantillons
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Échantillonnage par partage
- Partage vrai en N fractions jumelles
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- Partage dégénéré en deux fractions non jumelles
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Mode de prélèvement pour réduire la masse d'un courant
- Les trois modes de prélèvement pour réduire la masse d'un courant
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Erreurs lors de l'échantillonnage
Erreur d'intégration, Modèle d'intégration par points, EI
- Erreur d'intégration
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Application : échantillonnage correct dans le cas d'un préleveur traversier
Analyse de quelques systèmes de prélèvement
Quelques systèmes de prélèvement
Prélèvement dans une conduite par une sonde tubulaire
- Système de prélèvement dans une conduite par une sonde tubulaire
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Préleveur traversier rotatif
- Déplacement circulaire avec des côtés radiaux - géométrie correcte.
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Échantillonneur à tube flexible
- Échantillonneur à tube flexible - modèle incorrect.
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- Échantillonneur à tube flexible - modèle correct.
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Échantillonnage en sortie de bande transporteuse
- Échantillonnage en sortie de bande transporteuse - modèle incorrect.
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- Échantillonnage en sortie de bande transporteuse - modèle correct.
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Exercice : Analyse d'un système d'échantillonnage
- Système de prélèvement sur bande transporteuse.
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- Le modèle correct.
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