Les extrudés cylindriques, sont des particules d’alumine qui sont utilisées dans l’industrie pétrochimique par exemple, comme support de catalyseur dans les réactions d’hydrodésulfuration. Leur diamètre moyen est de 1.24mm (écart type=0.16) et leur longueur de 4.32mm (écart type=1.53). La porosité interne des extrudés est d’environ 0.46 (Pérat-2005). A cause de cette porosité, une fois mouillés, l’eau reste sur les particules et même en absence d’un écoulement d’eau elles sont conductrices. La figure suivante montre une mesure faite avec la tomographie à fils à l’intérieur d’un lit d’extrudés mouillé avec un débit d’alimentation nul. 1 2 3 4 A B C D 0 1 2 3 4 5 6 7 8 a) Débit nul
On notera que les signaux mesures sont comparables à celles obtenues lors de mesures avec des billes de verre soumises à un débit d’eau non nul. Les valeurs plus faibles du potentiel sur les lignes B et 2 s’explique par le faite que ce deux lignes sont gainés par secteurs. Par la suite, ces lignes sont dégainés se façon à faciliter la comparaison des mesures.
Les signaux donnés par le catalyseur mouillé diminuent avec le temps. La diminution est rapide au début puis elle ralentisse pour se stabiliser sur une valeur donnée. Une approximation de cette valeur « stable » est retrouvée au bout d’environ 25 minutes. On a alors essayé d’utiliser la mesure du lit mouillé après 25 minutes comme valeur zéro, c’est à dire que pour identifier les points de passage d’eau, on compare (en faisant la soustraction des deux valeurs) les signaux obtenues à débit non nul à ceux obtenues à débit nul 25 minutes après les mouillage du lit. La figure suivante montre le résultat de l’utilisation du valeur dit zéro pour l’identification d’un débit alimenté sur un coin de la colonne, proche du croissement D1. Il est à noter que certains des valeurs calculées étaient négatifs (possiblement parce que les 25 minutes n’étaient pas suffisantes pour l’égouttage du lit ou parce que le lit commence à sécher par effet de l’air), ces valeurs ont été ramenées à zéro.
1 2 3 4 A B C D 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00
c) (Dé bit s ur D1) - (Dé bit nul)
De la figure, on remarque que la valeur la plus grande est en effet sur D1 comme l’on s’attendait mais il est pas sûr que l’eau alimentée puisse arriver jusqu’aux croissements D4 et A1.
On a ensuit essayé d’utiliser un traceur (KCl) pour générer un contraste plus importante entre les mesures obtenues par le mouillage à l’eau et l’alimentation. On a alors reprise l’expérience précèdent à la différence près qu’une fois que les valeurs fournis par l’alimentation à l’eau étaient stables, on a ajouté du KCl dans la cuve d’alimentation. L’idée, c’était qu’après stabilisation, les valeurs ayant grandi le plus seraient ceux ou il avait vraiment un flux de liquide. La figure suivante montre le résultat de cette expérience.
1 2 3 4 A B C D 0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00 45.00 e) (Débit avec KCl) - (Débit sans KCl)
On peut s’apercevoir que le résultat est semblable au résultat obtenue sans le traceur (avec évidement des valeurs de potentiels plus élevés pour le deuxième).
Pour savoir si la technique était utilisable ou pas avec le lit d’extrudées, une dernière expérience était nécessaire. En effet, il fallait s’assurer que les signaux fournis par les expériences correspondaient bien aux flux de liquide. Pour ceci, on a réduit au minimum la quantité de catalyseur qui se trouvait sur la première nappe de fils et le débit alimenté (en vue de diminuer la dispersion de l’alimentation et gagner un peut de control sur la position du débit alimenté). L’alimentation se fait sur un coin de la colonne, celle qui est la plus proche du croissement D1. Au mieux, le débit alimenté passera pour ce croissement.
Le résultat de l’expérience est le suivant :
1 2 3 4 A B C D 0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00 45.00 50.00 c) b-a
On peut remarquer que des signaux non nuls apparaissent aux croissements D1, D2, D3, D4 et C1. L’alimentation étant faible, il n’est pas sûr que le croissement D1 soit irrigué, d’autant plus, la mesure de potentiel sur les autres croissements (D2, D3, D4 et C1) est inattendue et l’on ne pense pas qu’elle soit due à la présence de liquide sur ces croissements. La magnitude des valeurs est due à l’utilisation du KCl.
Une explication possible à l’apparition de ces valeurs « parasites » est représente dans la figure suivante.
a) lit mouillé, débit nul :
Dans la figure, l’émetteur correspond à l’un des fils de la nappe supérieure de la colonne, tandis que le récepteur serait un fil de la nappe inférieure. Quand le lit est mouillé mais le débit est nul, le lit d’extrudées permet le passage du courant de l’émetteur vers le récepteur en opposant une résistance Rt1 (qui est la somme des différentes résistances R1 qui oppose chacun des cylindres de catalyseur). Quand on ajoute de l’eau, on fait varier la résistance total du circuit (comme si l’on ajoutait un résistance en parallèle à la résistance des cylindres que se trouvent sous le passage du filet d’eau) augmentant ainsi le signal obtenue. Si cette représentation de la situation est correcte, on s’aperçoit qu’il suffit de la proximité de l’eau pour augmenter un signal sans qu’il soit nécessaire qu’elle passe par un croissement. En autre, plus le filet d’eau est grand par rapport à la quantité de catalyseur séparant l’émetteur du récepteur plus la résistance (et donc le signal) est modifié. Ceci expliquerait pour quoi, la magnitude des signaux diminue en s’éloignant du point d’alimentation.
Une seul point reste à éclaircir, pour quoi, les signaux dites « parasites » apparaissent seulement sur les lignes qui formant le croissement (D et 1 dans l’exemple montré précédemment) et non pas sur des croissement plus proches (par exemple C2 dans le cas traité).
Hors la validité de l’explication apporté au phénomène des courant « parasites », on doit conclure, que la tomographie à fils tel comme elle est utilisée pour l’identification des débit dans un lit des billes de verre, ne peut pas être utilisé dans le cas du catalyseur poreux.