Étude et modélisation en régime transitoire d'un écoulement de gaz à haute pression dans un milieu poreux réactif

Le present travail consiste en l'etude et la modelisation d'un procede dans lequel un reacteur heterogene est traverse, a debit variable, par un gaz sous haute pression (plusieurs centaines de bars) provenant d'un reservoir ferme. Le gaz, qui reagit avec le solide poreux de maniere exothermique, est collecte, a sa sortie du reacteur, dans un second reservoir initialement vide, connecte au reacteur par un tube long et de faible section. Un modele et un outil de simulation du procede, prenant en compte le couplage du transfert de matiere avec la reaction chimique et le transfert thermique, ont ete developpes. Les parametres physico-chimiques qui caracterisent le systeme et interviennent dans le modele ont ete mesures (permeabilite et conductivite thermique effective du reacteur, cinetiques d'echange de matiere, dispersion axiale, construction de la courbe de Van Deemter a vitesse variable). Une maquette instrumentee du procede, incluant le couplage du reacteur et d'un spectrometre de masse quadripolaire, a ete mise au point. Ce dispositif, qui permet de suivre en continu la pression, la temperature et la composition du systeme au cours de la detente rapide du gaz, a ete utilise pour valider le modele. L’outil de simulation a ete exploite pour etudier la sensibilite du procede a certains parametres operatoires (pression initiale du gaz, porosite du reacteur, etc. . . . ). Les simulations ont de plus permis de prevoir l'influence de la degradation du solide poreux sur les performances du systeme.