Abstract FR:

Dans ce travail nous avons effectué la modélisation du transport facilité de l' - alanine à travers une membrane Nafion initialement sous forme H+, de différentes configurations (membrane plane, membrane tubulaire totalement perméable et partiellement perméables avec ou sans obstacles) avec des conditions hydrodynamiques bien contrôlées pour définir des conditions permettant de réduire la polarisation. Pour cela, nous avons considéré les relations théoriques qui décrivent le transport à travers la membrane incluant le transport-réaction (diffusion passive et transport couplé à une association à un contre-ion) et le transfert de matière dans les solutions qui circulent dans les compartiments interne et externe d'un système à membrane tubulaire. Nous avons décrit la méthode numérique (volume contrôlé) et l'algorithme de calcul utilisés pour résoudre les équations des vitesses d'écoulement et des profils de concentration dans les deux compartiments. Sur cette base nous avons examiné l'influence des conditions hydrodynamiques et de la configuration de la membrane sur les flux et le facteur de facilitation. L'introduction de zones imperméables et d'obstacles a pour double effet de réduire la surface exposée à la diffusion et d'accroître la dépolarisation. L'un tend à diminuer le flux total et l'autre à l'augmenter. Avec la membrane à zones imperméables la diminution de surface utile l'emporte toujours sur la dépolarisation, dans les systèmes que nous avons étudiés. Avec les obstacles, la dépolarisation est plus accentuée et nous avons pu obtenir des conditions pour lesquelles le flux total devenait plus important que celui calculé avec la membrane totalement perméable. Cette étude théorique nous a apporté des informations précieuses pour l'amélioration des performances d'un système membranaire à symétrie cylindrique, par une destruction contrôlée des couches de polarisation. L'utilisation d'une membrane tubulaire recouverte, de manière périodique, par des anneaux cylindriques semble être une voie intéressante qu'il conviendra de valider pour des mesures expérimentales.