Caractéristion de la cavitation acoustique et de ses effets en réacteur sonochimique

• Auteur / Autrice : Florence Burdin
• Direction : Henri Delmas
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des procédés
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Toulouse, INPT

Mots clés

Mots clés contrôlés

Ondes -- Diffraction

Doppler, Effet

Sonochimie

Résumé

Deux etudes ont ete developpees dans ce memoire. La premiere a ete consacree a la caracterisation d'un reacteur sonochimique par une methode electrochimique. La cartographie de l'intensite du transfert de matiere amplifiee par la cavitation acoustique a ete obtenue a basse frequence ultrasonore dans une meme configuration de sonoreacteur et dans des conditions operatoires similaires. L'influence de la pression acoustique et de la temperature a basse frequence sur l'effet cavitationnel a ete aussi examinee. La seconde etude, constituant l'essentiel de ce travail de these, a porte sur la caracterisation du champ de bulles de cavitation acoustique. Les deux techniques laser utilisees (la diffraction laser et l'interferometrie phase doppler) ont permis de mesurer la taille, le taux de vide de la population de bulles et egalement, par phase doppler, de connaitre la vitesse de translation des bulles (supposee egale a la vitesse du jet acoustique). Cependant, ces techniques sont delicates a utiliser sous ultrasons, car l'onde de pression acoustique modifie localement l'indice de refraction du milieu, generant un etalement du faisceau laser le traversant aux petits angles de diffusion. Dans le cas de la technique a diffraction laser, une procedure de retraitement de la distribution d'energie lumineuse a donc ete proposee en vue de ne conserver que l'information caracteristique de la population de bulles. Dans le cas de l'interferometrie phase doppler, l'analyse de la lumiere s'effectue aux grands angles de diffusion non concernes par la diffraction. La mesure est donc mieux adaptee. L'information relative au taux de vide est moins fiable. Des vitesses de bulles de l'ordre du metre par seconde ont ete mesurees. La comparaison des diametres moyens (diametre de sauter) obtenus par diffraction laser et phase doppler a montre un accord satisfaisant. Ces diametres, de l'ordre de 5 a 10 m, sont peu dependants de la position, de la puissance acoustique et de la nature du milieu sonique et restent tres inferieurs aux predictions des modeles de dynamique de bulle unique. Enfin, des mesures par diffraction laser effectuees apres arret de la sonication se sont averees tres prometteuses en milieu visqueux et pourraient etre adaptees en milieu aqueux.