Thèse soutenue

Mécanisme d'entraînement dans un décanteur gravitaire
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Auteur / Autrice : Sébastien Muller
Direction : Alain LinéPascal Guiraud
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie des procédés et environnement
Date : Soutenance en 2009
Etablissement(s) : Toulouse, INSA

Résumé

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La production de pétrole s’accompagne de la formation d’émulsions eau-pétrole dont la séparation est réalisée dans des décanteurs gravitaires horizontaux fonctionnant en continu. La coalescence lente des gouttes d’eau avec l’interface huile-eau forme une zone dense (DPZ) dont les gouttes peuvent être remises en suspension et réentraînée. L’objectif de ce travail consiste à identifier et quantifier les mécanismes de réentraînement par une étude expérimentale. Un canal rectangulaire fermé par un déversoir permet de reproduire l’écoulement stratifié huile-DPZ-eau. Considérant la DPZ comme un système non coalescent, des particules solides remplacent les gouttes d’eau. Trois phénomènes ont été observés. (1) Le charriage des particules à la surface du lit. Contrôlé par la contrainte de cisaillement de l’écoulement du fluide, il apparait si la contrainte adimensionnelle thetadépasse le seuil critique de mise en mouvement estimé à theta c = 0. 23. Une fois les particules en mouvement, le débit adimensionnel de charriage est fonction de theta et s’écrit phi = 0. 417D*3/2. Theta puissance 3. 2) L’arrachage des particules du lit situées juste en amont du déversoir. Ce phénomène transitoire est dû aux recirculations du fluide devant le déversoir et apparait si theta > 0. 7theta c. (3) La déformation du lit de particules en amont du déversoir. Résultat des mécanismes précédents, une dune se crée, suivie d’une zone d’affouillement, et atteint un état stationnaire dont la position et la forme ne dépendent que de la hauteur du déversoir. Les résultats indiquent que la position de la crête de la dune xc est telle que xc /Ho = 0. 75.