Crédits
Sciences et Technologies des Poudres
Fabien Baillon - 2010-2022
| 
Caractérisation
|
Analyse granulométrique : caractérisation de la taille et de la forme des particules
-
|
- Problématique de la mesure granulométrique
-
IMT Mines Albi
|
Taille et forme d'une particule
Définition de différents diamètres équivalents
- Notions de sphère équivalente et de diamètre équivalent
-
IMT Mines Albi
|
Exercice : Manipulation des diamètres équivalents
- Forces exercées sur une particule en sédimentation
-
IMT Mines Albi
|
Définition de différents facteurs de forme
- Granulés (a) Lactose, (b) Dextrine, (c) MCC, (d) MFC
-
IMT Mines Albi
|
- Facteurs de rugosité des granulés de la figure précédente
-
IMT Mines Albi
|
Comment traiter un ensemble de particules ?
Les fréquences
- Image prise au microscope électronique
-
IMT Mines Albi
|
- Distributions en nombre et en volume de particule
-
IMT Mines Albi
|
Exercice : Conversion entre différents types de distribution
Représentations graphiques
Autres valeurs numériques représentatives
- Mode de la distribution
-
IMT Mines Albi
|
- Médiane d50, dans ce cas A1 = A2
-
IMT Mines Albi
|
Exercice : Différentes représentations d'un système dispersé
- Billes sphériques dont le diamètre varie de 1 à 10 mm
-
IMT Mines Albi
|
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
-
IMT Mines Albi
|
- Anneaux de diffraction collectés par un détecteur (photo-diodes)
-
IMT Mines Albi
|
- Observation des spectres de lumière diffractée à différents angles
-
IMT Mines Albi
|
L'adsorption
-
|
Milieux poreux : quelques bases
Qu'est-ce qu'un pore ?
- Schématisation des différentes formes de pores.
-
IMT Mines Albi
|
Qu'est-ce que l'aire spécifique ?
- Irrégularités de surface ou rugosité
-
IMT Mines Albi
|
- Porosité interne
-
IMT Mines Albi
|
- Polystyrène brut
-
IMT Mines Albi
|
- Polystyrène brut avec rugosité de surface
-
IMT Mines Albi
|
- Polystyrène extrudé, avec création de porosité
-
IMT Mines Albi
|
- Polystyrène extrudé, avec création de porosité
-
IMT Mines Albi
|
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.
-
IMT Mines Albi
|
- Silicagel sec sorti de l'étuve
-
IMT Mines Albi
|
- Silicagel sous 38% d'humidité relative à 22,3 ºC
-
IMT Mines Albi
|
L'adsorption est un processus spontané
- Isotherme de désorption d'eau d'une boue de station d'épuration.
-
IMT Mines Albi
|
- Chaleur de désorption d'eau d'une boue de station d'épuration.
-
IMT Mines Albi
|
L'adsorption peut se dérouler en différentes étapes
- Les différentes étapes possibles de l'adsorption.
-
IMT Mines Albi
|
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.
-
IMT Mines Albi
|
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.
-
IMT Mines Albi
|
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
-
IMT Mines Albi
|
- Influence de l'adsorption d'hélium sur l'isotherme obtenue
-
IMT Mines Albi
|
- Influence de l'adsorbat utilisé sur l'isotherme obtenue
-
IMT Mines Albi
|
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.
-
IMT Mines Albi
|
Protocoles de mesure
- Schématisation de l'obtention d'un palier d'humidité relative
-
IMT Mines Albi
|
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.
-
IMT Mines Albi
|
Théorie BET pour les isothermes les plus courantes
- Adsorption : approche BET.
-
IMT Mines Albi
|
- Allures d'isothermes en fonction de la constante C de la loi BET.
-
IMT Mines Albi
|
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
-
|
Propriétés et caractéristiques de base
- Empilement simulé sur ordinateur
-
IMT Mines Albi
|
La structure des lits de grains
Empilements réguliers de sphères de taille égales
- (a) couche carré ; (b) couche triangulaire
-
IMT Mines Albi
|
- Les six possibilités d'arrangements
-
IMT Mines Albi
|
- Cellule d'empilement cubique et tétraédrique
-
IMT Mines Albi
|
- Coupe de cellule cubique
-
IMT Mines Albi
|
Empilements aléatoires
Empilements aléatoires de sphères de tailles égales
Effet de paroi
- Variation de porosité locale près d'une paroi plane
-
IMT Mines Albi
|
- Expériences de Scott
-
IMT Mines Albi
|
La distribution radiale de porosité
- Distribution radiale autour d'une sphère donnée
-
IMT Mines Albi
|
La coordination de contacts entre sphères
- Différents types de contact
-
IMT Mines Albi
|
- Coordination de contact : emiplements lâche et compacte
-
IMT Mines Albi
|
Empilements formés de plusieurs tailles des grains
Mélanges binaires
- Porosité des mélanges binaires en fonction de la composition
-
IMT Mines Albi
|
Empilements multi-composants
Modélisation statistique géométrique des empilements
- Sous-unités 3D en formes de tétraèdres
-
IMT Mines Albi
|
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
-
|
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
-
|
Introduction
- Étapes d'échantillonnage
-
IMT Mines Albi
|
Comment réduire la masse d'un lot
L'échantillonnage par prélèvement
- Modèle de l'échantillonnage par prélèvement
-
IMT Mines Albi
|
- Mode de sélection des échantillons
-
IMT Mines Albi
|
Échantillonnage par partage
- Partage vrai en N fractions jumelles
-
IMT Mines Albi
|
- Partage dégénéré en deux fractions non jumelles
-
IMT Mines Albi
|
Mode de prélèvement pour réduire la masse d'un courant
- Les trois modes de prélèvement pour réduire la masse d'un courant
-
IMT Mines Albi
|
Erreurs lors de l'échantillonnage
Erreur d'intégration, Modèle d'intégration par points, EI
- Erreur d'intégration
-
IMT Mines Albi
|
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
-
IMT Mines Albi
|
Préleveur traversier rotatif
- Déplacement circulaire avec des côtés radiaux - géométrie correcte.
-
IMT Mines Albi
|
Échantillonneur à tube flexible
- Échantillonneur à tube flexible - modèle incorrect.
-
IMT Mines Albi
|
- Échantillonneur à tube flexible - modèle correct.
-
IMT Mines Albi
|
Échantillonnage en sortie de bande transporteuse
- Échantillonnage en sortie de bande transporteuse - modèle incorrect.
-
IMT Mines Albi
|
- Échantillonnage en sortie de bande transporteuse - modèle correct.
-
IMT Mines Albi
|
Exercice : Analyse d'un système d'échantillonnage
- Système de prélèvement sur bande transporteuse.
-
IMT Mines Albi
|
- Le modèle correct.
-
IMT Mines Albi
|
Opérations unitaires
|
La fluidisation des solides par un gaz
-
|
Notion de minimum de fluidisation
Les régimes de fluidisation à lit captif
Les régimes de fluidisation à lit transporté
Stockage et Manutention des poudres
|
Mécanique granulaire
-
|
Statique d'un tas de sable
Observation: angle de talus
- Tas de sable à sa limite de stabilité
-
IMT Mines Albi
|
Le frottement granulaire
- Équilibre de la surface du tas de sable
-
IMT Mines Albi
|
- Cisaillement d'un milieu dense
-
IMT Mines Albi
|
Mécanique des milieux coulombiens : critère de Coulomb et cercle de Mohr
- Rupture le long d'un plan de glissement
-
IMT Mines Albi
|
Équation de Rumpf
- Rupture en traction
-
IMT Mines Albi
|
Forces interparticulaires
Forces capillaires
Cercles de Mohr et rupture
Poudres cohésives ; problème de la détermination de l'angle de repos
- Coin de poudre cohésive à l'équilibre sur tout plan incliné
-
IMT Mines Albi
|
- Tas de sable à sa limite de stabilité
-
IMT Mines Albi
|
Statique d'un silo
Frottement à la paroi
- Critère de rupture effectif à la paroi
-
IMT Mines Albi
|
Calcul de Janssen
- Méthode des tranches de Janssen
-
IMT Mines Albi
|
- Cercles de Mohr admissibles
-
IMT Mines Albi
|
Exercice : Constantes de Rankine
- Cercles de Mohr admissibles
-
IMT Mines Albi
|
Dimensionnement des silos
-
|
Problématique
Caractérisation des propriétés d'écoulement d'une poudre
Lieux cinématiques de rupture
En volume
- Schéma de la cellule de Jenike
-
IMT Mines Albi
|
- Construction d'un lieu cinématique de rupture
-
IMT Mines Albi
|
À la paroi
- Cellule de Jenike : lieu cinématique de rupture à la paroi
-
IMT Mines Albi
|
- Lieu cinématique de rupture à la paroi
-
IMT Mines Albi
|
Exploitation
Fonction d'écoulement
Contrainte de clef de voûte maximale
- Contrainte d'une arche
-
IMT Mines Albi
|
- Équilibre d'une arche
-
IMT Mines Albi
|
Contrainte principale maximale
Angle de friction effectif
- Définition du coefficient de friction effectif
-
IMT Mines Albi
|
Dimensionnement des silos
Diamètre d'ouverture
- Charte de Jenike pour une trémie conique
-
IMT Mines Albi
|