Influence de la concentration en sel sur la formation de phases solides dans les émulsions eau dans huile concentrées : application à l'étude des hydrates de CCl3F

par Anh Tuan Luong

Thèse de doctorat en Génie des procédés industriels et développement durable

Sous la direction de Danièle Clausse et de Isabelle Pezron.

Soutenue en 2008

à Compiègne .


  • Résumé

    Ce travail porte sur l'étude de la formation de phases solides, en particulier l'hydrate de CCl3F, dans des émulsions eau-dans-huile (E/H) riches en eau (60%). Il comporte trois chapitres principaux : le premier chapitre concerne les mécanismes de formation d'une phase solide à partir d'un corps pur et d'une solution saline. Le deuxième chapitre concerne la caractérisation d'émulsions E/H concentrées par analyse calorimétrique différentielle (DSC), technique performante pour caractériser des émulsions opaques, et l'influence de la concentration en sel sur la formation de glace en émulsion. Le dernier chapitre est consacré à l'étude de la formation et de la dissociation de l'hydrate de CCl3F dans des émulsions E/H concentrées par couplage entre la calorimétrie et la diffraction des rayons X. Nous avons mis en évidence des similarités dans les mécanismes de formation de la glace et de l'hydrate. Les cinétiques de formation en isotherme se font dans les deux cas avec un temps d'induction d'autant plus long que la température de l'isotherme est proche de la température d'équilibre, en accord avec les théories de nucléation. De plus, les systèmes se comportent de façon très proche en présence de sel. Dans certaines conditions, il y a compétition entre la formation de la glace et de l'hydrate. Les expériences de diffraction des rayons X nous ont permis de différencier clairement l'hydrate de la glace, et de montrer qu'il était possible de former l'hydrate de CCl3F seul lors d'expériences en isotherme.

  • Titre traduit

    Influence of salt on solid phase formation in concentrated water-in-oil emulsions. Case study of CCl3F hydrates


  • Résumé

    This work concerns the study of formation of solid in water-rich (60%) water-in-oil (W/O) emulsions. Particular attention is given to the formation and dissociation of CCl3F hydrate, which is a good model of natural gas hydrates. The dissertation is divided into three main chapters: the first chapter deals with the mechanisms of formation of solid phases, starting from a pure substance (water) or from an aqueous salt solution. The second chapter focuses on the characterization of concentrated W/O emulsions by differential scanning calorimetry (DSC), which was found to be successful when dealing with opaque emulsions. The influence of salt concentration on the formation of ice in emulsion was also investigated. The last chapter is devoted to the formation and dissociation of CCl3F hydrate in emulsion by coupling DSC and X-ray diffraction. Similarities in the mechanisms of formation of ice and CCl3F hydrate were evidenced. Kinetics at constant temperature revealed a delay in crystal formation for both systems, which is larger when the temperature is closer to the equilibrium temperature, in accordance with classical theories of nucleation. In presence of salt, the behaviour of both solids, ice and clathrate hydrate, is similar. X-ray diffraction experiments enabled us to differentiate clearly the hydrate from ice and showed that the hydrate could be formed alone, without the presence of ice.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (200 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 103 réf.

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  • Bibliothèque : Université de Technologie de Compiègne. Service Commun de la Documentation.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2008 LUO 1773
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