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Chapitre 1
dense (si ps < pf) et le solide surnage {cf. H. Fauduet, (2011), Mécanique des fluides
& des solides appliquée à la chimie, Tec & Doc, Paris).
Il est donc primordial d’étudier la vitesse relative entre le solide et le fluide,
ainsi que les interactions entre ces deux espèces. En effet, l’échelle et l’intensité des
turbulences peuvent être d’importants paramètres du procédé contribuant au choix du
matériel destiné à faire la séparation.
Mais avant d’étudier ces différents cas, il est nécessaire d’énoncer quelques
définitions sur ces opérations et de préciser les principales grandeurs et propriétés
intervenant dans un milieu diphasique. Il est notamment important d’établir les
relations qui existent entre :
• le débit d’un fluide et les propriétés caractéristiques du milieu poreux. Ce
milieu poreux peut être dans un état relatif fixe ou mobile mais doit conserver ses propriétés de porosité dans des conditions optimales pour que l’opération puisse être mise
en œuvre dans des conditions satisfaisantes (décantation, fluidisation) ;
• les pertes de charge nécessaires pour assurer un débit attendu du fluide et la
nature du milieu poreux dans un état relatif fixe (filtration, procédés membranaires).
1. Diverses opérations mécaniques de séparation d’un milieu
solide-fluide
Il est important de définir préalablement les différents termes qui vont permettre
d’identifier l’opération unitaire mettant en jeu un système diphasique afin d’éviter
toute confusion.
1.1. Sédimentation
La sédimentation {sédimentation) est un nom générique qui regroupe l'ensemble
des opérations fondamentales de l'industrie chimique faisant intervenir le mouvement
et le dépôt des particules solides dans les fluides (liquide et gaz) sous l’effet d’un
champ de forces gravimé trique s mais aussi centrifuges ou élastiques {cf. figure 1.1 A).
Cette figure montre que la vitesse de dépôt du solide est beaucoup plus rapide dans
1 air que dans le liquide en raison de la différence importante des masses volumiques
de ces deux fluides. La sédimentation gravitaire est le moyen le plus simple et le plus
économique, mais pas le plus rapide et le mieux adapté, pour éliminer les particules
solides contenues dans un fluide. La littérature anglo-saxonne utilise souvent ce terme
et ne tait pas de distinction entre le terme générique et l’opération de décantation.
1.2. Classification
La classification {classification) est la formation de dépôts solides à partir d’une
suspension de paiticules solides dans un liquide ou un gaz pour obtenir plusieurs
Chapitre 1
dense (si ps < pf) et le solide surnage {cf. H. Fauduet, (2011), Mécanique des fluides
& des solides appliquée à la chimie, Tec & Doc, Paris).
Il est donc primordial d’étudier la vitesse relative entre le solide et le fluide,
ainsi que les interactions entre ces deux espèces. En effet, l’échelle et l’intensité des
turbulences peuvent être d’importants paramètres du procédé contribuant au choix du
matériel destiné à faire la séparation.
Mais avant d’étudier ces différents cas, il est nécessaire d’énoncer quelques
définitions sur ces opérations et de préciser les principales grandeurs et propriétés
intervenant dans un milieu diphasique. Il est notamment important d’établir les
relations qui existent entre :
• le débit d’un fluide et les propriétés caractéristiques du milieu poreux. Ce
milieu poreux peut être dans un état relatif fixe ou mobile mais doit conserver ses propriétés de porosité dans des conditions optimales pour que l’opération puisse être mise
en œuvre dans des conditions satisfaisantes (décantation, fluidisation) ;
• les pertes de charge nécessaires pour assurer un débit attendu du fluide et la
nature du milieu poreux dans un état relatif fixe (filtration, procédés membranaires).
1. Diverses opérations mécaniques de séparation d’un milieu
solide-fluide
Il est important de définir préalablement les différents termes qui vont permettre
d’identifier l’opération unitaire mettant en jeu un système diphasique afin d’éviter
toute confusion.
1.1. Sédimentation
La sédimentation {sédimentation) est un nom générique qui regroupe l'ensemble
des opérations fondamentales de l'industrie chimique faisant intervenir le mouvement
et le dépôt des particules solides dans les fluides (liquide et gaz) sous l’effet d’un
champ de forces gravimé trique s mais aussi centrifuges ou élastiques {cf. figure 1.1 A).
Cette figure montre que la vitesse de dépôt du solide est beaucoup plus rapide dans
1 air que dans le liquide en raison de la différence importante des masses volumiques
de ces deux fluides. La sédimentation gravitaire est le moyen le plus simple et le plus
économique, mais pas le plus rapide et le mieux adapté, pour éliminer les particules
solides contenues dans un fluide. La littérature anglo-saxonne utilise souvent ce terme
et ne tait pas de distinction entre le terme générique et l’opération de décantation.
1.2. Classification
La classification {classification) est la formation de dépôts solides à partir d’une
suspension de paiticules solides dans un liquide ou un gaz pour obtenir plusieurs