Étude expérimentale et modélisation multi-physique des électrolyses diphasiques

par Zine-El-Abidine Derhoumi

Thèse de doctorat en Sciences pour l'ingénieur

Sous la direction de Philippe Mandin.


  • Résumé

    Au cours d'une électrolyse diphasique, il est généralement observé une production de bulles au niveau de l'une ou des deux électrodes, ce qui induit un écoulement de convection naturelle et une modification au niveau des propriétés hydrodynamiques et électriques de l'électrolyseur. La présente étude s'est faite en deux parties. Expérimentale : observation et quantification de la formation des bulles de gaz au niveau de l'une ou des deux électrodes par des caméras et mesure conjointe de la tension de cellule pour une intensité d'électrolyse imposée. Les lois d'évolution du diamètre d, de la population des bulles N et du potentiel électrique U au cours d'une électrolyse diphasique en fonction des paramètres explorés Densité de courant j, Concentration C (solution), Gravité G, matériau électrode. . . ) ont été établies. Numérique : un travail a été mené sur deux échelles (électrolyseur ; bulle). Les résultats numériques Jnt été obtenus en utilisant dans un premier temps le logiciel Fluent®. Dans un deuxième temps, les calculs ont été menés en couplage fort entre l'hydrodynamique (Fluidyn® CFD) et l'électrochimie (Flux Expert®).

  • Titre traduit

    Experimental study and multi-physique modeling of electrolysis processes


  • Résumé

    Experimental study: Observation and quantification of the bubble formation at one or both electrodes by cameras and the cell voltage measuring for two phase electrolysis. The diameter, cell voltage law evolution have been established according with investigated parameters (current density j, concentration C, gravity G and electrode material). Numerical study: The Numerical work was conducted on two scales (electrolyzer ; bubble). In the first step, Fluent® was used. In a second step, the modelisation was carried out for strong coupling between hydrodynamics (Fluidyn® CFD) and electrochemistry (Flux Expert®).

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Informations

  • Détails : 1 vol. (209 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 204-209

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