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FPMs - L. Hamon - Etude thermodynamique de l’adsorption de mélanges gazeux dont l’un des composés est à l’état de traces

Le Vendredi 17 Octobre 2008 de 10h00 à 10h00
Le Service de Thermodynamique – Physique mathématique de la FACULTE POLYTECHNIQUE DE MONS a le plaisir de vous inviter à la défense publique de la thèse de doctorat de M. Lomig HAMON, le vendredi 17 octobre 2008, à 10 heures, dans la salle académique, au boulevard Dolez n° 31. Cette thèse de doctorat s’intitule : Etude thermodynamique de l’adsorption de mélanges gazeux dont l’un des composés est à l’état de traces Développement d’une technique expérimentale originale de mesure d’isothermes d’adsorption en mélange et étude exploratoire de la purification des gaz en utilisant de nouveaux matériaux métallo-organiques hybrides Résumé Dans un contexte de nécessité accrue de gaz à haute pureté, ce travail avait pour objectif initial de dimensionner et réaliser un appareillage de mesure d'adsorption permettant de mesurer les quantités de gaz adsorbées pour des mélanges gazeux dont le composé majoritaire est adsorbable et les autres composés à l'état de traces sont également adsorbables. Cet appareillage a été développé afin d'obtenir des données thermodynamiques d'adsorption de mélanges gazeux spécifiques sur un adsorbant donné. Ces données sont primordiales au dimensionnement des procédés industriels de purification de gaz. Le dimensionnement d'un tel appareillage a été basé sur l'acquisition d'isothermes d'adsorption en corps purs et leur modélisation par des modèles thermodynamiques simples permettant de simuler l'adsorption de mélanges et de dimensionner l'appareillage. Cet appareillage combine des techniques gravimétrique, volumétrique et chromatographique. L'ensemble du développement a été réalisé sur un charbon actif commercial en mesurant, par une technique gravimétrique, des isothermes d'adsorption du méthane et de l'hydrogène sulfuré à 273 K, 298 K et 323 K pour des pressions du vide primaire jusqu'à 10,0 MPa pour le méthane et jusqu'à 90% de la pression de vapeur saturante pour l'hydrogène sulfuré. Les isothermes-isobares en mélanges ont été simulées à 298 K à 1,0 MPa et 5,0 MPa pour des gammes de titres en hydrogène sulfuré dans le méthane inférieurs à 5% molaires. Par la suite, l'appareillage a été réalisé et la procédure mise au point. Les premiers résultats expérimentaux acquis en mélange ont validé le choix des instruments de mesure et de la procédure. La technique de mesure étant partiellement gravimétrique, une méthode de correction de l'effet de poussée d'Archimède de la phase gazeuse sur le volume de la phase adsorbée a été proposée: la théorie du potentiel déjà utilisée pour la correction de l'effet de poussée d'Archimède lors des mesures en corps purs a ici été adaptée au cas des mélanges. Dans une seconde partie du travail, des mesures d'isothermes d'adsorption ont été acquises sur des matériaux métallo-organiques hybrides. Ces matériaux à structure zéolitique sont construits à partir de clusters à base métallique liés entre eux par des fonctions organiques. Certains présentent un effet de respiration, c'est-à-dire une variation de leur volume s'ils sont soumis à des molécules polaires. Une étude infrarouge sous atmosphère in-situ d'hydrogène sulfuré a mis en évidence cet effet. Des mesures d'isothermes-

Dernière mise à jour par EDT MAIN Jeudi 9 Octobre 2008