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Communication Dans Un Congrès Année : 2009

De l'analyse critique des modèles cinétiques usuels des réactions solide-gaz vers ClN3, un logiciel de simulation et d'interprétation des expériences

Résumé

Depuis de nombreuses années, les modèles analytiques utilisés pour l'interprétation des courbes cinétiques alpha(t) relatives aux transformations chimiques de solides (isotherme, isobare) (décompositions thermiques, réduction d'oxydes par un gaz, etc ...) reposent sur des hypothèses très restrictives conduisant à une équation de vitesse (1) où A est appelé le « terme pré-exponentiel », E est l'énergie d'activation apparente et f(alpha) est une fonction analytique qui dépend du modèle cinétique. Cet article présente d'abord une analyse critique de l'utilisation abusive de cette équation en précisant les conditions dans lesquelles elle est valable. Une nouvelle formulation plus générale de la vitesse est ensuite explicitée sur la base d'hypothèses relatives aux processus de germination et de croissance de la nouvelle phasedécrite par l'équation(2) E(t) pouvant être une fonction analytique de la variable 'alpha" dans des cas très particuliers de germination ou croissance instantanée, et la variable 'phi" étant une fonction des contraintes thermodynamiques (pression, température, ...). Dans le cas général où les processus de germination et croissance sont concomitants, deux familles de modèles sont envisagées selon que la croissance est isotrope ou anisotrope. En particulier, les modèles de germination-croissance sont basés sur l'apparition des germes en surface des grains, conformément à la réalité physique, contrairement aux lois d'Avrami (germination en volume, volume infini) qui peuvent conduire après approximation à des équations de vitesse de type (1). L'équation (2) offre la possibilité de calculer une quarantaine de modèles cinétiques différents, incluant ceux relatifs à l'équation (1). Afin de visualiser l'allure des courbes cinétiques calculées et de les comparer aux courbes expérimentales, un outil de simulation a été développé : CIN3 (IDDN N° FR001130014.000.SP.2009.000.30625). Des simulations basées sur des réactions étudiées au laboratoire sont présentées afin d'illustrer les potentialités du logiciel CIN3.
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Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)

Dates et versions

hal-00461090 , version 1 (03-03-2010)

Identifiants

  • HAL Id : hal-00461090 , version 1

Citer

Michèle Pijolat, Loïc Favergeon, Michel Soustelle. De l'analyse critique des modèles cinétiques usuels des réactions solide-gaz vers ClN3, un logiciel de simulation et d'interprétation des expériences. XII ° Congrès de la Société Française de Génie des Procédés Pour relever les défis industriels du XXI° siècle A la croisée des Sciences et des Cultures, Oct 2009, Marseille, France. 7p. ⟨hal-00461090⟩
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