Mesure des équilibres de phases sous pression - Méthodes en circuit fermé

L'observation et l'acquisition d'informations nous permettent de connaître notre monde réel, de quantifier les phénomènes qui nous entourent et de les expliquer. C'est aussi l'opportunité d'ouvrir une porte sur la découverte et l'innovation. Ainsi un bon « concepteur-expérimentateur » a un rôle de première importance dont il doit être fier car il est nécessaire et indispensable si l'on veut progresser.

À l'aide des résultats obtenus par l'expérimentation, il est naturel et utile d'essayer de faire une théorie, c'est l'approche dite « fondamentale ». Toutefois, dans un premier temps, la difficulté pouvant être telle que pour satisfaire les besoins des êtres humains, il faut savoir se contenter d'approches plus ou moins empiriques, approches dites « appliquées », avec ajustement de paramètres pour des systèmes particuliers en vue d'une finalité industrielle à court terme. Dans au second temps, de bonnes données expérimentales sont toujours là pour les théoriciens afin d'améliorer les modèles existants ou d'obtenir de nouveaux modèles. De nombreuses citations en faveur du travail expérimental sont disponibles sur le site : http://www.drichon.wix.com/thermoadvices.

Ces remarques sont valables pour tous les domaines. Dans le cadre du génie des procédés, on s'intéresse certes en général à des mélanges plus ou moins complexes de produits chimiques. Dans ces mélanges, les déviations à l'idéalité sont souvent loin d'être négligeables et deviennent de plus en plus importantes avec la disparité des composés et lorsque les conditions de pression et température sont extrêmes. Les données d'équilibre de phases sont la base de la conception et de l'optimisation des procédés de séparation, comme par exemple la distillation, qui repose sur la distribution des composés entre les phases.

Ainsi puisque les données expérimentales, en particulier celles d'équilibres de phases, sont le berceau fondamental de tout développement de modèles thermodynamiques et de procédés industriels, nous allons nous intéresser ici à leur obtention. Une revue critique des différentes méthodes est proposée suite à quelques remarques préliminaires.

Dans ce dossier [J 1 030] nous traitons des méthodes en circuit fermé, où le mélange reste dans la partie mise à l'équilibre constituée de la cellule d'équilibre et des tubulures de circulation (recirculation), le tout étant à la température d'équilibre. Dans le dossier suivant [J 1 031], nous traitons des méthodes en circuit ouvert où le mélange ou l'un des composés est introduit en continu dans la partie mise en équilibre où il y reste un temps plus ou moins long (à température d'équilibre) avant d'en sortir. Dans ce dernier cas, les températures d'entrée et de sortie sont différentes de la température dite d'équilibre. Chacune des méthodes a ses avantages et ses inconvénients et doit être choisie en fonction d'un cahier des charges précis. Un guide de choix est fourni à la fin du dossier [J 1 031].