Le réentraînement par écoulement d'air d'une contamination particulaire déposée sur une surface ; application au cas d'un tas de poudre.

Laure Alloul-Marmor
Thèse de doctorat de l'Université de Paris XII
soutenue le 11 avril 2002, avec mention très honorable avec félicitations.

Le réentraînement de particules par écoulement d’air est un sujet complexe qui intervient dans de nombreux domaines liés à des procédés industriels ou bien encore ayant des applications environnementales. L’objectif de notre travail de thèse est l’amélioration de la connaissance sur la phénoménologie de particules issues d’un « tas » de poudre exposé à un écoulement d’air turbulent.
Pour commencer, nous effectuons une étude bibliographique sur le réentraînement de particules par écoulement d’air. Nous y décrivons les forces et paramètres qui interviennent dans le phénomène, ainsi que les études théoriques et expérimentales existantes sur le sujet. De ce bilan des connaissances, nous retenons, pour nos expériences, huit paramètres relatifs au dépôt de poudre, aux particules, à la surface d’essai, à l’écoulement d’air et au milieu ambiant. Afin d’étudier les effets de ces facteurs sur le réentraînement d’un « tas » de poudre constituée de particules de diamètre médian compris entre 5 et 60 µm, nous réalisons une installation originale qui permet de travailler pour des vitesses d’air comprises entre 0,5 et 10 m/s. Une fois notre méthodologie expérimentale évaluée, nous présentons et discutons nos résultats expérimentaux obtenus notamment sur la base de plans d’expériences. Nous proposons un classement relatif des paramètres étudiés vis à vis de la mise en suspension, et validons notre méthodologie sur l’ensemble de nos données. Enfin, nous développons une corrélation semi-empirique qui permet de calculer la fraction réentraînée d’un tas de poudre, en fonction d’un paramètre adimensionnel qui intègre les deux paramètres primaires du réentraînement qui sont la granulométrie de la poudre et la vitesse de frottement de l’air.
Ainsi, notre travail apporte des éléments utiles pour les spécialistes de la sûreté des installations nucléaires, et plus globalement pour tous ceux qui sont confrontés à la problématique du réentraînement par écoulement d’air de particules déposées sur une surface.