Filtration et drainage d’oxalates d’actinides : Modélisation et optimisation

Date de la soutenance :20151028

Commentaire :20151028

Summary of the PhD study 

  • PhD student name: D BOURCIER
  • Years :  2012-2015
  • Supervisors: F. PUEL, D. COLSON

The defense was held Wednesday, October 28, 2015 at 14h in the Small CPE Lyon Amphitheatre (located on the area of Doua, CPE building, 43 Boulevard du 11 Novembre 1918 69100 Villeurbanne).

The jury:
M. Eugène Vorobiev (PU – UTC Compiègne, Rapporteur)
M. Herve Muhr (Directeur de Recherches LRGP Nancy, Rapporteur)

M. Jean-Pierre Féraud (Ingénieur de Recherche, CEA Marcoule)
M. Didier Colson (MCU – UCBL)
M. François Puel (PU – UCBL et CentraleSupelec – Directeur de Thèse)
M. Pascal Ginisty (Dr – Responsable d’Etudes IFTS)
M. Roman Peczalski (PU – UCBL)
M. Nicolas Vigier (Dr – Areva NC)

Résumé : Confidentiel

  • Doctorant : D. BOURCIER
  • Financement : CEA Marcoule
  • Durée d’encadrement :  2012-2015
  • Encadrement : F. PUEL, D. COLSON

La soutenance s’est tenu le mercredi 28 octobre 2015 à 14h dans le Petit Amphithéâtre de CPE Lyon (situé sur le domaine de la Doua, au bâtiment CPE, 43 Boulevard du 11 Novembre 1918, 69100 Villeurbanne).

Le jury :
M. Eugène Vorobiev (PU – UTC Compiègne, Rapporteur)
M. Herve Muhr (Directeur de Recherches LRGP Nancy, Rapporteur)

M. Jean-Pierre Féraud (Ingénieur de Recherche, CEA Marcoule)
M. Didier Colson (MCU – UCBL)
M. François Puel (PU – UCBL et CentraleSupelec – Directeur de Thèse)
M. Pascal Ginisty (Dr – Responsable d’Etudes IFTS)
M. Roman Peczalski (PU – UCBL)
M. Nicolas Vigier (Dr – Areva NC)

Résumé de la thèse :

La séparation solide-liquide est présente dans de nombreuses applications industrielles : pharmaceutique, agroalimentaire, nucléaire… Le choix de l’appareil de séparation le mieux adapté au produit à séparer et au procédé est un choix crucial dans la chaîne du solide. En effet, il détermine les étapes de transfert du
produit noble.
Afin de guider au mieux le choix industriel, la connaissance des grandeurs de filtration de la suspension , telles que la résistance à l’écoulement et la compressibilité, est nécessaire.
Dans ce cadre, après un état de l’art des technologies et théories existantes, un modèle de prédiction de la résistance à l’écoulement et de la compressibilité est proposé. Il s’appuie sur les modèles de la littérature et propose deux adaptations permettant de calculer le coefficient de compressibilité à partir de la
granulométrie et de prendre en compte la polydispersité de la distribution. Le modèle a été validé sur différents faciès de carbonate de calcium et sur un oxalate d’uranium.
Dans un second temps, les conséquences du faciès des particules sur l’aptitude au drainage du gâteau de filtration sont étudiées. Il apparaît que plus la particule est dissymétrique, plus l’efficacité du drainage est affectée. Ces considérations sont prises en compte dans la simulation permettant le calcul du temps
de drainage à taux cible de solvant résiduel, basé sur les travaux de Tarleton et Wakeman [2007] auxquels un calcul d’évaporation du filtrat a été ajouté.
La combinaison de ces deux parties permet une simulation de l’opération de séparation solide-liquide en prenant en compte les étapes de filtration et de drainage. Les seules données d’entrée sont la distribution granulométrique et le faciès des particules, la porosité du gâteau et la viscosité et la masse volumique
du filtrat. Une étude de cas est proposée sur une suspension de deux oxalates d’actinides polymorphes. Cette étude permet de donner les conditions optimales de pression de filtration et de drainage à utiliser tout en assurant un taux cible d’humidité résiduelle suffisamment bas et en maximisant la productivité de cette
opération de filtration-drainage.

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