Évolution des conditions opératoires

Dans ce paragraphe, l'évolution des paramètres opératoires de l’essai 1 de séchage est présentée.

Pendant le séchage, la pression absolue, l'humidité relative et la température à l'intérieur de la

cuve ont été mesurées et enregistrées en continu. La Figure V-10 montre l'évolution de la

pression absolue du mélange gazeux à l'intérieur de la cuve au cours du séchage. La pression

atmosphérique est tombée instantanément à une pression absolue de 200 mbar au début du

processus de séchage en raison du vide partiel imposé.

Figure V-10 : Évolution de la pression absolue du ciel gazeux dans la cuve au cours du temps – essai 1.

Cette valeur a été maintenue constante tout au long du séchage, grâce à la pompe et au système

de contrôle de la pression de l’étuve. Les valeurs de pression se situaient entre 195 et 205 mbar,

de sorte que l'augmentation de la pression absolue due à l'évaporation a été contrecarrée par le

système de pompage qui l'abaisse à nouveau. Deux incidents ont provoqué un déséquilibre de

la pression pendant l'expérience : au 27ème jour lors d'une coupure du courant électrique qui a 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Pr essio n ab sol u e (mb ar) Temps (jour)

duré 4 heures et à la fin de l'expérience de séchage entre les jours 83 et 84 à cause de l’arrêt

soudain du système de pompage. Ces deux déséquilibres ne semblent pas affecter fortement la

cinétique de séchage, car le premier déséquilibre était relativement court et le second s'est

produit après que la boue ait atteint sa teneur en eau d'équilibre.

L'évolution de l'humidité relative du mélange gazeux à l'intérieur de la cuve (essai 1)

n'a pas pu être suivie en raison de la défaillance du capteur, qui donnait une valeur d'humidité

relative de 100 % pendant toute la période de séchage. Après démontage, le capteur d'humidité

relative capacitif utilisé s'est avéré défectueux, en raison d'une attaque corrosive en atmosphère

salée. Il semble s’être saturé au début de l'expérience et n'a pas pu rétablir une information

précise sur la valeur de l'humidité relative.

L'évolution de la température à l'intérieur de la boue et dans le mélange gazeux pendant

le séchage est représentée sur la Figure V-11. Les profils de température, enregistrés par l'arbre

des thermocouples à l'intérieur de la boue, sont divisés en quatre groupes principaux. Ces

derniers regroupent les thermocouples de même branche (même hauteur) ou de hauteur proche.

Les thermocouples 1, 2, 3 et 4 (à 5 cm du fond de la cuve) forment le premier groupe, les

thermocouples 6, 7, 8 (à 10 cm du fond) et 9 (à 14 cm du fond) forment le deuxième groupe ;

les thermocouples 10, 11, 12 et 13 (à 17 cm du fond) forment le troisième groupe. Les trois

groupes donnent accès à l'évolution de la température respectivement de la partie inférieure,

moyenne et supérieure du volume initial des boues. En plus de ces trois groupes de

thermocouples initialement immergés dans la boue, le thermocouple 14, situé au sommet de

l'arbre, enregistre la température du mélange gazeux à l'interface initiale boue/atmosphère. Le

thermocouple 5 n'a pas fonctionné, il a été rompu dès le début pendant la période de remplissage

des boues.

Le premier, le deuxième et le troisième groupe de thermocouples montrent que la

en moins de 2 jours pendant la période de préchauffage. Cette augmentation relativement forte

de la température est due à la période de préchauffage, lorsque la température augmente à

l'intérieur du matériau chauffé jusqu'à ce que l'eau commence à s'évaporer [1, 2]. Par la suite,

la température diminue légèrement dans le premier, le deuxième et le troisième groupe, passant

respectivement de 58 à 56,5 °C, au cours des 50, 26 et 18 jours suivants. Cette légère baisse de

température pourrait être due à l'établissement de l'équilibre thermique local, qui est lié au

déclenchement de l'évaporation locale. Elle pourrait également être due à une quantité de

chaleur e fournie par l’étuve insuffisant.

Figure V-11 : Évolution de la température à l’intérieur de la boue B et dans le ciel gazeux de la cuve au cours du temps – essai 1.

La température dans le premier, le deuxième et le troisième groupe est ensuite maintenue

constante à 56,5 °C, entre 50 et 70, 26 et 40 et 18 et 20 jours respectivement. Les boues sont

donc maintenues localement à une température constante dans les premier, deuxième et

troisième groupes pendant 20, 14 et 2 jours respectivement. Ces durées reflètent le temps de

séchage pendant lequel la partie de la boue était humide et contenait de l'eau libre. Une fois

qu'il n'y a plus d'eau libre, la température augmente progressivement jusqu'à atteindre la

température de l'environnement extérieur chaud. En effet, la température commence à 50 55 60 65 70 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Tempér a tur e (° C) Temps (jour)

Temp 1 Temp 2 Temp 3

Temp 4 Temp 6 Temp 7

Temp 8 Temp 9 Temp 10

Temp 11 Temp 12 Temp 13

augmenter jusqu'à atteindre son maximum (63 °C pour le premier et le deuxième groupe et

64 °C pour le troisième groupe) après 82 jours lorsque le séchage se termine. Il est important

de noter que le troisième groupe de thermocouples, situé dans la partie supérieure du support

de l'arbre, indique une augmentation relativement précoce et importante de la température par

rapport au premier et au deuxième groupe. Ceci est dû à sa position initiale près de la surface

de la boue, et au phénomène de retrait qui s’est produit et qui a conduit à la libération de ce

groupe de thermocouples de la matrice solide de la boue. Une légère baisse de température à

62 °C est mesurée à la fin de l'expérience de séchage après 83 jours pour les trois groupes. Le

quatorzième thermocouple (TC 14) situé dans le mélange gazeux, montre une forte

augmentation de la température jusqu'à 58 °C au cours des deux premiers jours, puis une

augmentation progressive de la température tout au long de l'expérience de séchage pour

atteindre 64 °C après 84 jours. Pendant ce temps, le capteur ROTRONIC montre une tendance

irrégulière de l'évolution de la température au début. Après que la température mesurée ait

augmenté le premier jour, elle a soudainement diminué fortement jusqu'à 48 °C, puis a

augmenté à nouveau pour atteindre 60 °C après 7 jours et reste constante jusqu'à la fin de

l'expérience. Cela confirme le comportement défectueux du capteur de température et

d'humidité relative (ROTRONIC). En général, deux pics soudains et irréguliers apparaissent

dans les profils de température mesurés, le premier pic (qui dure quatre heures au jour 27) est

dû à la coupure électrique et le second (qui dure deux jours entre le jour 83 et le jour 84) est dû

à un arrêt du système de pompage.