Transfert de matière - 3FME3024

Objectif(s)

Acquis de l'apprentissage - cours:

Connaître les théories des processus de Transfert de matière (bilan de matière, diffusion, convection, nombres adimensionnels, hauteur unité de transfert, etc.)

Acquis de l'apprentissage TP :

• Appliquer les méthodes du Transfert de Matière à l'étude de matériaux : membrane de filtration, matériaux lignocellulosiques.
• Mesurer des coefficients de diffusion.
• Connaître le fonctionnement et les propriétés d'une résine échangeuse d'ions en batch et en réacteur continu
• Mesurer des caractéristiques de la résine étudiée (capacité d'échange, surface spécifique, constante d'échange,...)
• Mesurer des coefficients de transfert de matière entre résine et phase fluide dans les réacteurs étudiés

Contenu(s)

Cours de transfert de matière de premier niveau. Acquisition des notions et théories de bases ; maîtrise des calculs ; exemples d'applications.

Origine des phénomènes de transfert de matière
Transferts monophasiques en phase immobile et en régime d'écoulement : calcul et application des coefficients de transfert, modélisation semi-empirique, nombres adimensionnels caractéristiques
Transferts inter-phases sans réaction chimique
Echangeurs de matière : introduction à la notion de HUT
Exemples pratiques, études de cas sous forme de présentation de problèmes résolus.

Le cycle de TP comprend 4 séances abordant :

• Transfert quasi-stationnaire à travers une membrane : mesure de la diffusivité d'un soluté au travers d'une membrane.
• Cinétique de désorption à partir de plaquettes de bois : effet de la tortuosité dans les sens radial et longitudinal.
• Transfert de matière et échange dans un lit de résine : caractérisation des résines (capacité d'échanges, masses volumiques, constante d'équilibre,...) ; étude du fonctionnement en continu : courbe de perçage, calcul des coefficients de transferts globaux et des HUET.

• Mettre en pratique les connaissances acquises dans les cours Transfert de matière et Echangeurs de matière (bilan de matière, diffusion, convection, nombres adimentionnels, hauteur unité de transfert,...) ;
• Mettre en pratique les connaissances acquises sur les écoulements en milieu poreux (bilan d'énergie,...) ;
• Caractériser une résine échangeuse d'ions (capacité d'échange, surface spécifique, constante d'échange,...)
• Rédiger et structurer un compte rendu de TP comprenant une analyse des résultats ;
• Manipuler avec rigueur (préparation des solutions, dosages, organisation espace de mesure,...).

• Physico-chimie et thermodynamique, niveau bac+2 (1er cycle)
• Cours Introduction aux phénomènes de transfert (Pagora 1re année)
• cours de transfert de matière et de mécanique des fluides