THESE CIFRE - Étude expérimentale d’écoulements cisaillés d’émuls

Description de l'offre

LACQ-PERL(FRA)
Description du poste

Le/la titulaire du poste sera basé(e) sur Lacq. Il/Elle sera sous la responsabilité de Olivier Masbernat  pour LGC ; Frédéric Risso  pour IMT; Roel Belt  pour TOTAL

Les écoulements diphasiques eau-huile en conduite horizontale ou inclinée sont présents dans de nombreux
procédés de l’industrie pétrolière, chimique, pharmaceutique ou agro-alimentaire. Suivant le régime hydrodynamique de
l’écoulement, les conditions d’entrée et les propriétés de l’interface, la topologie des phases peut varier de manière
significative. À faible débit, on observe une structure stratifiée à phases séparées (fig. 1a), alors qu'à fort débit, il s'agit
d'un système dispersé homogène de gouttes d'eau dans l'huile ou de gouttes huile dans l'eau (fig. 1c). Entre les deux, on
observe toutes les configurations intermédiaires possibles, où coexistent phases dispersée et stratifiée (fig. 1b image).
Chaque configuration met en jeu des écoulements particuliers, dont la caractérisation constitue un enjeu important, en
particulier pour la prédiction du gradient de pression.
Dans cette thèse, on se propose d’étudier la structure locale de l’écoulement d’une émulsion dispersée-stratifiée ou
dispersée homogène placée entre deux disques tournant (Couette plan cylindrique). Outre son caractère générique, cet
écoulement présente l'avantage d’autoriser l’étude des propriétés hydrodynamiques et de la distribution des phases sur
des temps longs. En configuration homogène, il permet aussi de caractériser la rhéologie de l’émulsion dans une plage
étendue de concentration de gouttes, allant de la limite diluée jusqu'à la transition vitreuse et au-delà.
La configuration considérée consiste en une émulsion de gouttes d'eau dans l'huile. Stratifiée sous l’effet de la
gravité, elle est constituée d’une zone dispersée concentrée en gouttes d'eau surmontée d'une région d'huile libre de
gouttes. L’ajustement des indices optiques des phases permettra la mise en œuvre de techniques de mesure optiques de
caractérisation des champs de vitesse et de distribution des phases, comme la Vélocimétrie par Images de
Particules (PIV), le Flot Optique et la Fluorescence Induite par Laser (LIF). Pour un système de fluides donné, les
paramètres opératoires seront la fraction volumique de gouttes et le taux de cisaillement imposé par la rotation
différentielle des parois. L’introduction de molécules (ou de particules) amphiphiles permettra de moduler la rhéologie
de l’interface afin d’étudier l’influence de celle-ci sur la distribution des phases et la dynamique de l’écoulement.
Visualisation d’un plan vertical d’un écoulement dispersé-stratifié huile-dans-eau par nappe laser en milieu
d’indice optique ajusté. Conan et al. AIChE Journal, 53, 11, 2754−2768 (2007).https://doi.org/10.1002/aic.11309
Cette étude expérimentale à l’échelle locale sera exploitée afin de proposer un modèle physique permettant de
prédire l’évolution au cours du temps de l’écoulement d’une émulsion de gouttelettes cisaillée : configuration des phases,
rhéologie effective et dissipation de l’énergie. De manière générale, un tel modèle sera précieux pour l’optimisation des
processus mettant en jeu des écoulements d’émulsions denses. Pour Total, il doit notamment permettre de réduire
l’empreinte carbone du transport des émulsions pétrolières.
Cette thèse, conduite au Laboratoire de Génie Chimique en collaboration avec l’Institut de Mécanique des
Fluides de Toulouse, fera l’objet d’une convention CIFRE avec la société TOTAL (site de Lacq)

 
Réfèrence

31573BR
Pays

France
Durée du contrat

36
A propos de nous/Profil de l'entreprise

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Profil recherché

Profil recherché

Formation recherchée : Ingénieur ou Master en Mécanique des Fluides, Génie des Procédés, Fluides complexes ou Matière Molle

Langues : Français, Anglais

Compétences techniques souhaitées : Une maîtrise des techniques expérimentales en Mécanique des Fluides serait un plus

 
Métier

R&D Procédés
Intitulé du poste

THESE CIFRE- Étude expérimentale d’écoulements cisaillés d’émulsions denses de gouttes d’eau dans l’huile :dynamique, topologie, rhéologie et lois d’échelle
Unité de temps

Mois
Branche

Exploration and Production
Région, département, localité

64 - Pyrénées-Atlantiques
Domaine professionnel

Recherche Innovation&Développt
Niveau d’expérience requis

0- 3 ans
Salaire annuel brut maximum

SELON BAREME
Type d’emploi

Thésard
Salaire annuel brut minimum

SELON BAREME