Abstract FR:

Le micromelange a une action determinante sur le rendement des reactions rapides telles que les combustions, les polymerisations, les neutralisations et les precipitations losqu'elles sont concurrencees par des reactions parasites. Dans l'industrie chimique, les reacteurs a fort micromelange, actuellement utilises, sont munis d'une turbine de rusthon ou d'un systeme d'alimentation generant des jets de liquide. Notre etude porte sur les possibilites d'ameliorer le micromelange en utilisant la cavitation provoquee par les ultrasons de puissance. Dans un premier temps nous avons teste les principaux outils developpes par des equipes de recherche specialisees et permettant de quantifier l'etat de micromelange d'un reacteur : il s'agit de reactions tests consecutives-concurrentes (reaction de precipitation du sulfate de baryum mettant en jeu des complexes d'edta) et de reactions paralleles-concurrentes (reaction de dushman couplee avec une neutralisation). Nous avons ensuite etudie le comportement d'un reacteur a ultrasons afin de confirmer la creation d'un melange a tres petite echelle au sein d'un fluide traverse par une onde ultrasonore. Apres quoi, une etude comparative a ete menee entre un reacteur standard muni d'une turbine de rusthon et le procede ultrasonore. Dans un second temps, divers types d'emissions ultrasonores ont ete testes afin d'etudier les parametres geometriques (volume et hauteur de liquide), physico-chimiques (viscosite), et ultrasonores (frequence, puissance) pouvant influencer l'etat de segregation du milieu. Enfin, le modele phenomenologique d'incorporation, nous a permis d'atteindre des valeurs de temps caracteristiques de micromelange avoisinant 0,005 seconde et de comparer les differents reacteurs entre eux. A partir des resultats obtenus, nous pensons, d'une part que le procede ultrasonore devrait etre fortement ameliore pour devenir competitif et que d'autre part il doit etre utilise dans des cellules de faible volumes (necessite de travailler en continu) a faible frequence, en presence de milieux visqueux