Gestion de procédés discontinus : méthodologie de modélisation et d’optimisation d’opérations de dispersion liquide-liquide en cuve agitée

• Main Author: Dames, Maysoun
• Format: Others
• Published: 2005
• Online Access: http://oatao.univ-toulouse.fr/7323/1/dames.pdf

Les dispersions liquide-liquide et les émulsions sont présentes dans un grand nombre de domaines industriels ainsi que dans une grande variété de produits. Leur élaboration est parmi les opérations les plus complexes. L’influence très importante et combinée, des propriétés physico-chimiques des produits et de l’hydrodynamique dans l’appareil utilisé rend extrêmement difficile la prédiction des caractéristiques de la dispersion et, a fortiori, l’optimisation du procédé. Notre étude porte sur le cas de deux types de dispersions liquide-liquide, ayant en commun d’être réalisées en cuve agitée, mais à vocations très différentes. Le premier cas concerne une opération d’extraction, tandis que le deuxième vise la fabrication d’un produit dont une propriété doit être contrôlée (la taille des gouttes). Selon la nature et la complexité des phénomènes envisagés, nous avons développé deux démarches différentes. Dans le premier cas, nous avons adopté une démarche expérimentale pour optimiser le rendement d’une étape de procédé de purification des acrylates multi fonctionnels. Le résultat a mis en évidence l’influence prépondérante de certains paramètres opératoires et a ouvert la voie vers le développement d’un nouveau procédé répondant à des exigences environnementales et économiques. Dans la deuxième application, concernant l’élaboration d’émulsions présentant des propriétés particulières, nous avons appliqué une démarche synthétique, basée sur le couplage entre un réseau de neurones, en tant qu’outil de modélisation non linéaire de la relation fonctionnelle entre le diamètre moyen de gouttes et les différentes variables opératoires, et un algorithme génétique, comme un moyen de prédiction de conditions opératoires satisfaisant à un critère donné (d32). L’application de ces outils dans le domaine physique s’est révélée d’un grand intérêt. Elle ouvre une immense voie vers la maîtrise de la complexité des procédés en imposant plusieurs scénarii d’opération possibles.