Décantation
75
Tableau 2.1. Influence du nombre de Reynolds sur la vitesse limite de chute des
particules sphériques solides. (D’après P. Blazy, E.-A. Jdid, J.-L. Ber sillon, (1999),
Décantation - Aspects théoriques, Les Techniques de l’ ingénieur, J 3450, 1-10)
(ds : diamètre de la particule).
► SUSPENSIONS DILUÉES DE PARTICULES ISOLÉES
Re
C
«1
Domaine
< 10'4
La loi de Stokes ne s’applique pas, car le mouvement des
particules est influencé par le mouvement brownien
10-4 à 2
24
Re
0,545 (ps -pf)d2
Régime laminaire
2 à 10
26
Re0’77
0,57 (ps-pf )0'814 dr
., 0,625
Pf
Régime de transition
10 à 102
20
Re0’65
0,73(p,-pfrid^
..0,481
Pf
Régime de transition
102 à 103
4,92
Re0’346
i,8i(p,-ptr4d; * Il * 13
0,209
Pf
Régime de transition
103à2.105
0,44
5,40(p,-Pfr d°'5
Régime turbulent
Il est considéré qu’une suspension est diluée lorsque sa teneur en matière sèche
est inférieure à 0,5 %. Dans ces conditions, chaque particule sédimente sans subir
d’interactions de la part de ses voisines. Selon le régime d’écoulement, il est possible
d’utiliser les relations établies dans le paragraphe 6.1 du chapitre 1 et du tableau 2.1.
► SUSPENSIONS DILUÉES DE PARTICULES FLOCULÉES
Le déplacement des particules se fait toujours en régime laminaire et suit la loi
de Stokes (cf. tableau 2.1). Les propriétés de surface sont capitales pour les particules
ultrafines. La décantation des particules floculées se fait en réalité en trois étapes :
• formation d’une interface généralement floue (floculation de la suspension) ;
• décantation avec abaissement de l’interface à vitesse régulière. Les lois de la
décantation se rapprochent des suspensions concentrées ;
• épaississement de la boue à vitesse décroissante (phénomène de compression).
► SUSPENSIONS CONCENTRÉES
Dès que la teneur de la suspension dépasse 0,5-1 %, les interactions entre les
particules ne sont plus négligeables. On assiste alors à une décantation freinée suite
aux adhérences des particules. Dans ce cas, il faut utiliser les masses volumiques et les
viscosités de la suspension déterminées dans les formules 2.4 et 2.5. La vitesse limite
de chute, en régime laminaire, est alors calculée à partir de la formule empirique
suivante.
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Tableau 2.1. Influence du nombre de Reynolds sur la vitesse limite de chute des
particules sphériques solides. (D’après P. Blazy, E.-A. Jdid, J.-L. Ber sillon, (1999),
Décantation - Aspects théoriques, Les Techniques de l’ ingénieur, J 3450, 1-10)
(ds : diamètre de la particule).
► SUSPENSIONS DILUÉES DE PARTICULES ISOLÉES
Re
C
«1
Domaine
< 10'4
La loi de Stokes ne s’applique pas, car le mouvement des
particules est influencé par le mouvement brownien
10-4 à 2
24
Re
0,545 (ps -pf)d2
Régime laminaire
2 à 10
26
Re0’77
0,57 (ps-pf )0'814 dr
., 0,625
Pf
Régime de transition
10 à 102
20
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0,73(p,-pfrid^
..0,481
Pf
Régime de transition
102 à 103
4,92
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i,8i(p,-ptr4d; * Il * 13
0,209
Pf
Régime de transition
103à2.105
0,44
5,40(p,-Pfr d°'5
Régime turbulent
Il est considéré qu’une suspension est diluée lorsque sa teneur en matière sèche
est inférieure à 0,5 %. Dans ces conditions, chaque particule sédimente sans subir
d’interactions de la part de ses voisines. Selon le régime d’écoulement, il est possible
d’utiliser les relations établies dans le paragraphe 6.1 du chapitre 1 et du tableau 2.1.
► SUSPENSIONS DILUÉES DE PARTICULES FLOCULÉES
Le déplacement des particules se fait toujours en régime laminaire et suit la loi
de Stokes (cf. tableau 2.1). Les propriétés de surface sont capitales pour les particules
ultrafines. La décantation des particules floculées se fait en réalité en trois étapes :
• formation d’une interface généralement floue (floculation de la suspension) ;
• décantation avec abaissement de l’interface à vitesse régulière. Les lois de la
décantation se rapprochent des suspensions concentrées ;
• épaississement de la boue à vitesse décroissante (phénomène de compression).
► SUSPENSIONS CONCENTRÉES
Dès que la teneur de la suspension dépasse 0,5-1 %, les interactions entre les
particules ne sont plus négligeables. On assiste alors à une décantation freinée suite
aux adhérences des particules. Dans ce cas, il faut utiliser les masses volumiques et les
viscosités de la suspension déterminées dans les formules 2.4 et 2.5. La vitesse limite
de chute, en régime laminaire, est alors calculée à partir de la formule empirique
suivante.