Bibliographie & annexes
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RÉSUMÉ
Cet article présente les techniques de granulométrie utilisées pour mesurer la taille et la répartition de particules en suspension dans leur environnement. Les mesures de vitesse, permettant pour prédire les trajectoires utiles dans un grand nombre de process, sont aussi présentées. Compte tenu de la diversité des particules et de leur milieu, il existe un grand nombre de granulomètres, reposant globalement sur trois méthodes de mesure : optique, dynamique et électrique.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Alain KLEITZ : Ingénieur Civil du Génie Maritime - Ingénieur chercheur senior département Machines, EDF-DER (Électricité de France, Direction des Études et Recherches)
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Denis BOULAUD : Docteur ès Sciences - Chef du Laboratoire de Physique et Métrologie des Aérosols, IPSN-CEA (Commissariat à l’Énergie Atomique, Institut de Protection et de Sûreté Nucléaire) - Professeur à l’Institut National des Sciences et Techniques Nucléaires, CEA
INTRODUCTION
La granulométrie a pour objet la mesure de la taille et de la répartition statistique des particules constituant un ensemble. Cet article traite plus particulièrement de la granulométrie des particules en suspension dans leur environnement (particules solides ou liquides dans un écoulement gazeux, bulles dans un écoulement liquide, aérosols, fumées, etc.) ; sont donc exclues ici les techniques par échantillonnage type tamisage, sédimentographie, compteur électrolytique..., qui sont décrites dans d’autres articles des Techniques de l’Ingénieur.
Les mesures de vitesse de particule sont également abordées, car la prédiction des trajectoires des particules peut être un élément essentiel dans bon nombre d’applications.
Il n’existe pas de granulomètre universel. À la diversité des applications correspond la multiplicité des méthodes de mesure. Avant d’entrer dans le détail des techniques, trois aspects doivent être pris en considération pour le choix du matériel : les caractéristiques des particules à mesurer (taille, vitesse, concentration, état solide ou liquide, etc.), l’environnement qui impose ses contraintes (accessibilité, température d’utilisation, miniaturisation, etc.), le but recherché (mesure fine, contrôle d’un produit, alarme de processus, etc.).
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Méthodes optiques1. Principales techniques
On classe les techniques en trois grandes catégories : méthodes optiques, méthodes dynamiques, méthodes dites « complémentaires ».
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Méthodes optiques
Depuis plus de 20 ans, elles connaissent un très grand développement, lié principalement à l’apparition des sources laser. Elles permettent des mesures localement non intrusives, en temps réel, qui couvrent une gamme très étendue de tailles de particules, de quelques nanomètres au millimètre, avec des vitesses de particules pouvant dépasser le km/s.
Si ces matériels paraissent chers et sophistiqués, les espoirs d’aboutir à des matériels industriels – c’est‐à‐dire robustes, faciles d’emploi et d’un coût raisonnable – sont grands : l’évolution va vers une baisse des coûts, une miniaturisation des matériels et l’augmentation de la puissance de calcul des micro-ordinateurs permet d’utiliser, in situ, des logiciels de dépouillement de plus en plus performants et fiables.
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Méthodes dynamiques
Les principes de base de ces méthodes sont connus depuis plusieurs décennies et les premiers dispositifs, tels que les impacteurs 3.1.3.1.1, font leur apparition juste après la seconde guerre mondiale. Ces appareils, conçus à partir des propriétés dynamiques des particules, sont souvent très rustiques et s’adaptent généralement à des conditions thermohydrauliques variées. Leur coût souvent modeste et leur utilisation simple expliquent que leur emploi reste très répandu, bien que les mesures nécessitent la plupart du temps un prélèvement qui implique des réponses différées dans le temps. Nous classerons dans cette catégorie des appareils pourtant plus sophistiqués, qui font appel par exemple à des propriétés électriques des aérosols : ceux‐ci sont chargés artificiellement puis différenciés par leur mobilité électrique...
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Principales techniques
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - VAN de HULST (H.C.) - Light scattering by small particles. - John Wiley and sons, New York (1957).
-
(2) - BOHREN (C.F.), HUFFMAN (D.R.) - Absorption and scattering of light by small particles. - John Wiley and sons, New York (1983).
-
(3) - Optical particle sizing : theory and practice. - Edited by G. GOUESBET and G. GREHAN. Plenum Press, New York and London (1987).
-
(4) - MATHIEU (J.P.) - Optique électromagnétique. - SEDS (1965).
-
(5) - SMIGIELSKI (P.) - Holographie Industrielle. - Teknea, Toulouse (1994).
-
(6) - International Symposium on application of laser techniques to fluid mechanic, - Lisboa (1992).
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ANNEXES
FOURNIER (C.) - Holographie numérique pour la vélocimétrie par images de particules : extraction des trois composantes du champ de vitesse. - Université Jean Monnet (Saint-Étienne) (2003).
HAUT DE PAGE2 Constructeurs, fournisseurs, prestataires de services
(Liste non exhaustive)
HAUT DE PAGE
Holo 3 - http://www.holo3.com
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