Adhésion et détachement de particules en contact avec une surface sous écoulement d'air : application aux milieux fibreux

par Jérôme Cardot

Thèse de doctorat en Dynamique des fluides

Sous la direction de Philippe Schmitz et de Didier Houi.

Soutenue en 2000

à Toulouse, INPT .


  • Résumé

    Le colmatage et le nettoyage de milieux fibreux sont cruciaux dans de nombreuses applications industrielles et domestiques telles que la filtration ou le nettoyage de revêtements de sols textiles par écoulement d'air. L'adhésion et le détachement de particules micrométriques isolées en contact avec un substrat plan sont étudiés à l'aide d'une cellule à écoulement d'air cisaillé. La caractérisation de l'écoulement laminaire isotherme compressible dans la cellule permet d'analyser l'effet de la taille des particules, du taux d'humidité de l'air, de la nature et de la charge de la surface sur les efforts aérodynamiques requis pour détacher les particules. Les résultats montrent que sur un substrat isolant chargé, sur lequel les particules adhèrent sous l'action de forces électrostatiques, l'augmentation du taux d'humidité (jusqu'à une valeur critique) favorise le détachement des particules. En revanche, au-delà de ce taux d'humidité critique, l'apparition d'une force capillaire rend difficile leur détachement. Sur un substrat non chargé, l'augmentation du taux d'humidité défavorise leur détachement. Sur un substrat conducteur, l'exposition à un champ électrique des particules adhérentes génère une force de répulsion électrostatique qui facilite leur détachement. Les résultats sont interprétés en terme de force globale d'adhésion au moyen d'un bilan des efforts exercés sur une particule isolée en contact avec un substrat plan. L'application visée, le nettoyage des revêtements de sols textiles par aspiration, est explorée. Deux types de particules minérales salissantes sont caractérisés expérimentalement : des grosses particules bloquées mécaniquement et des petites particules fortement adhérées sur les fibres. L'écoulement qui s'établit au sein du milieu fibreux au passage du suceur est déterminé numériquement et la contrainte de cisaillement pariétale sur les fibres est comparée aux valeurs requises pour le détachement des particules obtenues expérimentalement.


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Informations

  • Détails : 256 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Réf. bibliogr. en fin de chapitres

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  • Bibliothèque : Ecole nationale supérieure d'électrotechnique, d'électronique, d'informatique, d'hydraulique et des télécommunications. Bibliothèque centrale.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 00INPT024H/1
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