![Page 1: Caractérisation et modélisation des écoulements gazeux au](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062506/62b09faee13e3b46575dbc4e/html5/thumbnails/1.jpg)
1
Caractérisation et modélisation des écoulements gazeux au cours du compostage de déchets
organiques en taille réelle - Application à l’expertise et l’optimisation de procédés -
G.DebenestTravaux de F.Hénon, A.Pujol
![Page 2: Caractérisation et modélisation des écoulements gazeux au](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062506/62b09faee13e3b46575dbc4e/html5/thumbnails/2.jpg)
2
Objectif principal de l’étude
Comprendre l’influence des écoulements gazeux sur un procédé de compostage à l’échelle industrielle
Diagnostiquer l’efficacité des systèmes d’aération
des plates-formesindustrielles
Optimiser les systèmesd’aération des plates-formes Industrielles
![Page 3: Caractérisation et modélisation des écoulements gazeux au](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062506/62b09faee13e3b46575dbc4e/html5/thumbnails/3.jpg)
3
Mécanismes réactionnels du compostage
Matière organique solidecontenue dans le massif de déchet
CO2 H2OChaleur
Carbone organique dissouten phase aqueuse
(polymères ou monomères)
Hydrolyse
Micro-organismesOxygène dissouten phase aqueuse
Dégradation aérobie
Écoulementsgazeux
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4
Rôle de l’écoulement gazeux dans le compostage
Écoulement gazeux(forcé ou naturel)
advection / dispersion / convection thermique
Micro-organismes« moteur »
du compostage
Propriétés physiquesdu substrat
(porosité, tortuosité, perméabilité)
Géométrie du réacteur(conditions aux limites)
Système d’aération(naturelle ou forcée)
Interactions d’originephysique
Températureextérieure
Température HumiditéConcentration en
oxygène
Interactions d’originethermique
Interactions d’originebiochimique
![Page 5: Caractérisation et modélisation des écoulements gazeux au](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062506/62b09faee13e3b46575dbc4e/html5/thumbnails/5.jpg)
5
Stratégie adoptée
Approche expérimentale Approche numérique
Développer des méthodes de caractérisation de l’écoulement et d’acquisition de données au cours d’un traitement par compostage en grandeur réelleAcquérir une base de données exploitable en terme de compréhension phénoménologique et de diagnostique du procédé
Formuler un modèle d’équations de comportement régissant les transferts de masse et de chaleur au sein d’un procédé de compostageRéaliser un modèle numérique de ces équations de comportement (modèle de compostage)
Base de donnéesexpérimentales
Modèle numérique
Résultats numériques
Calage
Confrontation
Perspectives d’optimisationdu procédé
Propositions Tests
![Page 6: Caractérisation et modélisation des écoulements gazeux au](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062506/62b09faee13e3b46575dbc4e/html5/thumbnails/6.jpg)
6
Procédé de compostage étudié
Massif de substrat
Système d’aération
Bouche d’évacuation
Procédé en aération positive forcée en Casier 18*4*2.5
![Page 7: Caractérisation et modélisation des écoulements gazeux au](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062506/62b09faee13e3b46575dbc4e/html5/thumbnails/7.jpg)
7
Échelle duCasier2-18m
solide
gaz
solide
gaz
l
Échelle duV.E.R
10cm-1m
Volumeélémentaire
Biofilm(film aqueux)
Gaz
Solide
Échelle dupore
1-10cm
Les échelles du problème
Échelle dubiofilm1-10mm
![Page 8: Caractérisation et modélisation des écoulements gazeux au](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062506/62b09faee13e3b46575dbc4e/html5/thumbnails/8.jpg)
8
Hypothèses fondamentales du modèle
Substrat = milieu poreux saturé en gaz
Massif de déchet (mélange boue/structurant)
Phase solide :matrice + film aqueux
contenant les micro-organismes+ les transferts
Phase gazeuse
Modèle conceptuel du déchet
solide
gaz
solide
gaz
![Page 9: Caractérisation et modélisation des écoulements gazeux au](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062506/62b09faee13e3b46575dbc4e/html5/thumbnails/9.jpg)
9
Constituants du gaz et équilibre local
Phase gazeuse composée de 4 constituants
O2
Vapeur H2O
CO2
N2
Equilibre thermique local entre les deux phases, solide et gazeuse
Tg = Ts = T
![Page 10: Caractérisation et modélisation des écoulements gazeux au](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062506/62b09faee13e3b46575dbc4e/html5/thumbnails/10.jpg)
10
Toutes les grandeurs physiques moyennées sur un V.E.R. milieu continu à l’échelle macroscopique
-phase
y
x
r
Vs -phase
ns
V
dVyxV
)(1
Moyenne intrinsèque de phase
Cours AIMP ENSEEIHT
Prise de moyenne volumique
l << l Lr0 R0<< << <<
![Page 11: Caractérisation et modélisation des écoulements gazeux au](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062506/62b09faee13e3b46575dbc4e/html5/thumbnails/11.jpg)
11
Modèle mathématique à l’échelle macroscopique
Cinétiques de biodégradation
Cinétique des micro-organismes
Cinétiques de consommation d’oxygène
Substrat directement biodégradable
)X()()X()(
)()X(tTbt
tMBK
tMBC,CT,μ
dt
td
B
gOOsHopt 22
2222 O
b
gOOsHoptO Mtf1TbttMBK
tMBC,CT,μ
Y
Y1R
XX
Cinétiques de dégradation du substrat organique
t
ttMHK
ttMH
TKttMBK
tMBC,CT,μ
Y
1
dt
tdMB
MH
h
b
gOOsHopt 22X
X
XX
![Page 12: Caractérisation et modélisation des écoulements gazeux au](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062506/62b09faee13e3b46575dbc4e/html5/thumbnails/12.jpg)
12
Substrat biodégradable après hydrolyse
Substrat inerte
Production de dioxyde de carbone
Production d’eau
Consommation de matière sèche
)(X
)(X)(
)(X)(
)()(
t
ttMHK
ttMH
TKdt
tdMH
MH
h
)(X)()(
tfTbdt
tdMI
2
2
2
22 CO
O
O
COCO MM
RPR
OH
O
O
OHOH MM
RPR
2
2
2
22
2OMSMS RCR
![Page 13: Caractérisation et modélisation des écoulements gazeux au](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062506/62b09faee13e3b46575dbc4e/html5/thumbnails/13.jpg)
13
Equations de transferts de masse et de chaleur
Equations de continuité pour les constituants de la phase gazeuse (i=O2, CO2, H2O)
Equations de continuité pour les constituants de la phase solide
giigiigigiggigg
gi
g RRDUt
OgHgCOgOgN 22221
Pour l’H2O
OgsHOH
OHsmR
t 22
21
sOsHOsH
22, avec
Pour la matière sèche
MSsMS Rt
1 , avec ssMSsMS
Termes réactifs
(1)
(2)
![Page 14: Caractérisation et modélisation des écoulements gazeux au](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062506/62b09faee13e3b46575dbc4e/html5/thumbnails/14.jpg)
14
Equation de Darcy
Equation de conservation de l’énergie
gPK
U gg
g
g
tCpT
tCpT
t
TCp
gN
igigi
N
i
gi
gig
N
igigig
iii
111
kk N
k
sksk
N
ksksk
tCpT
t
TCp
11
11
gg
N
igigigig
N
igiggg
N
igigi UCpTUCpTTUCp
iii
111
22 OOeff RHT
giiOgHOgHOgHgOgHgg
OgH
gOH RDUt
H2222
2
2
Termes réactifs
![Page 15: Caractérisation et modélisation des écoulements gazeux au](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062506/62b09faee13e3b46575dbc4e/html5/thumbnails/15.jpg)
15
Schémas de principe du modèle mathématique
Cinétiques de biodégradation
Températureet transferts
Equations de transferts de masse et de chaleur
Termes réactifs
![Page 16: Caractérisation et modélisation des écoulements gazeux au](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062506/62b09faee13e3b46575dbc4e/html5/thumbnails/16.jpg)
16
Approche expérimentale
![Page 17: Caractérisation et modélisation des écoulements gazeux au](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062506/62b09faee13e3b46575dbc4e/html5/thumbnails/17.jpg)
17
Volet expérimental ; campagnes 1 et 2
Traçages au CH4 :
•Plusieurs traçages avec récupération du traceur en entrée de bouche d’aspiration et sur cloche de prélèvement
Paramètres mesurés in situ :•Suivi de température Thermo-boutons
•Suivi en continu du CO2 et CH4
Type de substrat :Substrat constitué d’un mélange de boue de stationd’épuration et d’un structurant formé de déchets vertsayant déjà subi un ou plusieurs cycles de compostage.
Mélange réalisé suivant un rapport :Masse structurant
Masse boue= 1.3
![Page 18: Caractérisation et modélisation des écoulements gazeux au](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062506/62b09faee13e3b46575dbc4e/html5/thumbnails/18.jpg)
18
Bilans matières campagnes 1 et 2Mélange initial Mélange final Pertes
Concentration masse Concentration masse masse % de la masse initiale
Matière brute T - 97,12 - 59.36 37.76 38.9
Matière sèche % ou T 54 52.44 79 46.89 5.55 10.58
Eau % ou T 46 44.68 21 12.47 32.21 72.1
Matière organique % ou T 92 48.25 90.2 42.3 5.95 12.33
DCO mgO2/g MS ou T O2 1346 70.59 1192 55.9 14.69 20.81
CT mgC/g MS ou T C 497 26.07 472 22.13 3.93 15.08
NTK mgN/g MS ou T C 24.8 1.301 27 1.266 0.345 2.65
Mélange initial Mélange final Pertes
Concentration masse Concentration masse masse % de la masse initiale
Matière brute T - 123.2 - 83.43 39.77 32.3
Matière sèche % ou T 51 62.83 56.9 47.47 15.63 24.5
Eau % ou T 49 60.37 43.1 35.96 24.41 40.4
Matière organique % ou T 84.6 53.16 88 41.78 11.38 21.4
DCO mgO2/g MS ou T O2 1390 87.34 1371 65.08 22.25 25.5
CT mgC/g MS ou T C 518 32.55 513.9 24.4 8.15 25
NTK mgN/g MS ou T N 30.1 1.89 29 1.38 0.51 27.2
Soutenance de thèse, Rennes le 24/11/2008
Campagne 1
Campagne 2
65 à 85% du potentiel biodégradable
Bio-séchage plus important
Biodégradation plus importante
Les pré-essais respirométriques :teneur en matière biodégradablede 30 à 40% de la DCO initiale
Seulement 50 à 65% du potentielbiodégradable
Gestion du débit d’aération différentepour les deux campagnes
![Page 19: Caractérisation et modélisation des écoulements gazeux au](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062506/62b09faee13e3b46575dbc4e/html5/thumbnails/19.jpg)
19
Traçages campagne 2
Récupération du traceur en entrée de bouche d’aspiration
Evolution de la DTS sur SERPOT 2
0,000
0,050
0,100
0,150
0,200
0,250
0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00 40,00 45,00 50,00
Temps minutes
E(t
) (m
in-1
)
E(t) - 17/04 - 380 m3/h
E(t) - 18/04 - 375 m3/h
E(t) - 19/04 - 236 m3/h
E(t) - 20/04 - 240 m3/h
E(t) - 25/04 - 260 m3/h
E(t) - 27/04 - 250 m3/h
E(t) - 30/04 - 245 m3/h
E(t) - 14/05 (1) - 245 m3/h
E(t) 14/05 (2) - 240 m3/h
Evolution de la DTS
Temps en minutes
Profils de type piston-dispersion
Evolution du temps de séjour
Evolution du volume accessible
Taux de récupération compris entre 60 et 160%
Cours AIMP ENSEEIHT
![Page 20: Caractérisation et modélisation des écoulements gazeux au](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062506/62b09faee13e3b46575dbc4e/html5/thumbnails/20.jpg)
20
Hypothèses de modélisation des courbes DTS
Massif de substrat
Espace supérieur de casier Réacteur parfaitement agité
Réacteur piston-dispersion
Cours AIMP ENSEEIHT
![Page 21: Caractérisation et modélisation des écoulements gazeux au](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062506/62b09faee13e3b46575dbc4e/html5/thumbnails/21.jpg)
21
Comparaison DTS expérimentales et modélisées
DTS 260 m3/h - jour 9
0
0,02
0,04
0,06
0,08
0,1
0,12
0,14
0,16
0,18
0,2
0 10 20 30 40 50
Temps (min)
E (
min
-1)
E expérimental E simulé
DTS 250 m3/h - jour 11
0
0,02
0,04
0,06
0,08
0,1
0,12
0,14
0,16
0,18
0,2
0 10 20 30 40 50
Temps (min)
E (
min
-1)
E expérimental E simulé
DTS 245 m3/h - jour 14
0
0,02
0,04
0,06
0,08
0,1
0,12
0,14
0,16
0,18
0,2
0 10 20 30 40 50
Temps (min)
E (
min
-1)
E expérimental E simulé
DTS 245 m3/h -jour 28
0
0,02
0,04
0,06
0,08
0,1
0,12
0,14
0,16
0,18
0,2
0 10 20 30 40 50
Temps (min)
E (
min
-1)
E expérimental E simulé
Cours AIMP ENSEEIHT
Validation du modèle
![Page 22: Caractérisation et modélisation des écoulements gazeux au](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062506/62b09faee13e3b46575dbc4e/html5/thumbnails/22.jpg)
22Cours AIMP ENSEEIHT
Résultats de la modélisation
Date de traçage (jour)
Débit aération (m3/h)
t1 ajusté (min)
Volume accessible au gaz (m3)
Surface accessible au gaz (m2) Pe
D ajusté (m2/s) D (m2/s)
17/04 jour1
380 531.7 12.66
287.410-4 4.310-4
18/04 jour2
375 4.125.6 10.25
201.2710-3 610-4
19/04 jour3
240 624 9.6
208.710-4 3.810-4
20/04 jour4
240 5.923.6 9.44
12.41.4210-3 6.210-4
25/04 jour9
260 6.729 11.61
207.810-4 4.210-4
27/04 jour11
250 833.3 13.33
403.210-4 210-4
30/04 jour14
245 936.75 14.7
402.910-4 210-4
14/05 jour28
245 1249 19.6
402.210-4 210-4
14/05 jour28
240 1248 19.2
362.410-4 2.110-4
3513.045.25.2418 mVmassif
Volume théorique accessible au gaz :
Portion de volume non soumiseà l’aération en début de cycle
Ouverture des pores due àla biodégradation du substrat
Homogénéisation structurelle du massifDiminution de la dispersion mécanique
![Page 23: Caractérisation et modélisation des écoulements gazeux au](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062506/62b09faee13e3b46575dbc4e/html5/thumbnails/23.jpg)
23
2m 2m 2m 2m 2m 2m1m 1m 1m 1m 1m 1m2m 2m 2m 2m 2m 2m1m 1m 1m 1m 1m 1m
Bâche de chargement
Onze sections transversales
70% thermoboutonsrécupérés au criblage
Mur de fond
Suivi de température campagne 1
K J I H G F E D C B A
![Page 24: Caractérisation et modélisation des écoulements gazeux au](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062506/62b09faee13e3b46575dbc4e/html5/thumbnails/24.jpg)
24
Sections transversales campagne 1
• comportement qualitativement symétrique
par rapport à l’axe vertical de la section
• une zone plus froide que le reste du massif (sur 50
cm de hauteur) créée par les buses d’aération
• une zone à température élevée en partie supérieure
et centrale du massif où l’activité des micro-organismes semble bien établie
• migration progressive du front chaud en partie
supérieure au cours du cycle de compostage
Comportement thermique qualitativementidentique dans toutes les sections transversales
Validation de la méthode d’acquisitionde données
![Page 25: Caractérisation et modélisation des écoulements gazeux au](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062506/62b09faee13e3b46575dbc4e/html5/thumbnails/25.jpg)
25
Sections longitudinales campagne 1
•Comportement thermique qualitativement identiquedans la section centrale et supérieure, mais pas dans lasection inférieure plus influencée par l’aération
•Influence modérée de la bâche de chargement
•En fin de cycle, inertie thermique en partie centrale de la surface du massif
•Zones plus chaudes où l’activité biologique démarre,en dehors de l’influence de l’aération dispersiontransversale du gaz limitée en sortie de buse
Le comportement thermique caractéristique du procédé=
Comportement dans une section transversale(loin des frontières du casier)
Homogénéité du comportement thermiquesur la longueur du casier
![Page 26: Caractérisation et modélisation des écoulements gazeux au](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062506/62b09faee13e3b46575dbc4e/html5/thumbnails/26.jpg)
26
Suivi de température campagne 2
68 thermoboutons placésdans le massif
8/20 récupérés pour la sectiontransversale
24/52 récupérés pour la sectionlongitudinale
![Page 27: Caractérisation et modélisation des écoulements gazeux au](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062506/62b09faee13e3b46575dbc4e/html5/thumbnails/27.jpg)
27
Sections transversales campagne 2
1er jourQaer=380 m3 /h
2e jourQaer=240 m3 /h
3e jourQaer=240 m3 /h
5e jourQaer=240 m3 /h
10e jourQaer=520 m3 /h
11e jourQaer=240 m3 /h
•Comportement thermique caractéristique d’un cycle de compostage dans la partie supérieure et centrale de la section
•Zone plus froide que le reste du massif crée par les buses d’aération en partie inférieure
•Augmentation du débitPropagation de la zone froide en partie supérieure de massifDispersion verticale > dispersion horizontale
•Chute naturelle de la température dans la totalité de la sectionChangement dans le comportement des micro-organismes
![Page 28: Caractérisation et modélisation des écoulements gazeux au](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062506/62b09faee13e3b46575dbc4e/html5/thumbnails/28.jpg)
28
12e jourQaer=240 m3 /h
13e jourQaer=240 m3 /h
19e jourQaer=240 m3 /h
24e jourQaer=240 m3 /h
28e jour après 17h00Qaer=930 m3 /h
29e jourQaer=930 m3 /h
•Accumulation thermique aux parois
•Modification du transfertthermique à la paroiDéchargement du casier voisin
Plusieurs points communs sont observésavec la première campagne
•Effet de l’augmentation de débit largement visibleRefroidissement global du massif desubstrat
Plusieurs hypothèses peuvent être avancéessur l’influence de l’aération, sur l’influence du débit, et
sur les transferts thermiques aux parois
![Page 29: Caractérisation et modélisation des écoulements gazeux au](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062506/62b09faee13e3b46575dbc4e/html5/thumbnails/29.jpg)
29
Conclusions sur les champs de température
Comportement thermique caractéristique du procédé peut être défini en première approximation comme étant le comportement dans une section transversale centrale
Le comportement thermique est symétrique par rapport à l’axe central d’une section transversale
Transfert thermique peu important aux parois du casier conditions limites « isolation » dans le modèle numérique
Proposition de perspectives d’optimisation du procédé : Aération plus homogène du massif
Débit d’aération moins important pour prévenir l’apparition de zones « froides »
Préchauffage de l’air avant l’entrée dans le massif
Cours AIMP ENSEEIHT
![Page 30: Caractérisation et modélisation des écoulements gazeux au](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062506/62b09faee13e3b46575dbc4e/html5/thumbnails/30.jpg)
30
Approche numérique
![Page 31: Caractérisation et modélisation des écoulements gazeux au](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062506/62b09faee13e3b46575dbc4e/html5/thumbnails/31.jpg)
31
0.65 m 1.35 m
2.5 m
Massif de substrat
F7-F9F8
F4-F6F5
F1-F3F2
1 m
1 m
Parois latérale du casier
Sol du casier
Surface du massif
Plan de symétrie
Buse d’injection
Géométrie modélisée
Comportement thermique symétrique observé expérimentalement
![Page 32: Caractérisation et modélisation des écoulements gazeux au](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062506/62b09faee13e3b46575dbc4e/html5/thumbnails/32.jpg)
32
Résultats de modélisation de la première campagne
Partie supérieure du massif de substrat
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28
Jours
Tem
péra
ture
(°C
)
F7 expé F9 expé F7-9 num
Q=340m3/h
Q=240m3/h Q=600m3/h
0
10
20
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40
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60
70
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0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28
Jours
Tem
péra
ture
(°C
)
F7 expé F9 expé F7-9 num
Q=340m3/h
Q=240m3/h Q=600m3/h
0.65 m 1.35 m
Massif de substrat
F7-F9F8
F4-F6F5
F1-F3F2
1 m
1 m
0
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0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28
Jours
Te
mpé
ratu
re (
°C)
F8 expé F8 num
Q=340m3/h
Q=240m3/h Q=600m3/h
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28
Jours
Te
mpé
ratu
re (
°C)
F8 expé F8 num
Q=340m3/h
Q=240m3/h Q=600m3/h
Séchage trop importantdu modèle
Séchage trop importantdu modèle
![Page 33: Caractérisation et modélisation des écoulements gazeux au](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062506/62b09faee13e3b46575dbc4e/html5/thumbnails/33.jpg)
33
Partie centrale du massif de substrat
0.65 m 1.35 m
Massif de substrat
F7-F9F8
F4-F6F5
F1-F3F2
1 m
1 m
0
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0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28
Jours
Tem
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(°C
)
F5 expé F5 num
Q=340m3/h
Q=240m3/h Q=600m3/h
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0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28
Jours
Tem
péra
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(°C
)
F5 expé F5 num
Q=340m3/h
Q=240m3/h Q=600m3/h
0
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0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28
Jours
Tem
péra
ture
(°C
)
F4 expé F6 expé F4-6 num
Q=340m3/h
Q=240m3/h Q=600m3/h
0
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40
50
60
70
80
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28
Jours
Tem
péra
ture
(°C
)
F4 expé F6 expé F4-6 num
Q=340m3/h
Q=240m3/h Q=600m3/h
![Page 34: Caractérisation et modélisation des écoulements gazeux au](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062506/62b09faee13e3b46575dbc4e/html5/thumbnails/34.jpg)
34
Partie inférieure du massif de substrat
0.65 m 1.35 m
Massif de substrat
F7-F9F8
F4-F6F5
F1-F3F2
1 m
1 m
0
5
10
15
20
25
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0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28
Jours
Tem
péra
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(°C
)
F2 expé F2 num
Q=340m3/h
Q=240m3/h
Q=600m3/h
0
5
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15
20
25
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0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28
Jours
Tem
péra
ture
(°C
)
F2 expé F2 num
Q=340m3/h
Q=240m3/h
Q=600m3/h
0
5
10
15
20
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0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28
Jours
Tem
péra
ture
(°C
)
F1 expé F3 expé F1-3 num
Q=340m3/h
Q=240m3/h
Q=600m3/h
0
5
10
15
20
25
30
35
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28
Jours
Tem
péra
ture
(°C
)
F1 expé F3 expé F1-3 num
Q=340m3/h
Q=240m3/h
Q=600m3/h
![Page 35: Caractérisation et modélisation des écoulements gazeux au](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062506/62b09faee13e3b46575dbc4e/html5/thumbnails/35.jpg)
35
Bilan matière de SERPOT 1
Mélange initial Mélange final Pertes
Concentration masse Concentration masse masse % de la masse initiale
Matière brute T - 97,12 - 59.36 37.76 38.9
Matière sèche % ou T 54 52.44 79 46.89 5.55 10.58
Eau % ou T 46 44.68 21 12.47 32.21 72.1
Matière organique % ou T 92 48.25 90.2 42.3 5.95 12.33
DCO mgO2/g MS ou T O2 1346 70.59 1192 55.9 14.69 20.81
CT mgC/g MS ou T C 497 26.07 472 22.13 3.93 15.08
NTK mgN/g MS ou T C 24.8 1.301 27 1.266 0.345 2.65
Bilans expérimentaux Bilans numériques
Pertes MS (% de la masse initiale) 10.58 12.9
Pertes d’H2O (% de la masse initiale) 72.1 93
Campagne 1
![Page 36: Caractérisation et modélisation des écoulements gazeux au](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062506/62b09faee13e3b46575dbc4e/html5/thumbnails/36.jpg)
Bilan thermique à faire
TD à faire / personne
Le 2/2/2015, rendre le rapport Bilan à Mme André (N7)
Le 2/2/2015, rendre le rapport épandage à Mme Eftymiades
Maximum 10 pages.
36
![Page 37: Caractérisation et modélisation des écoulements gazeux au](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062506/62b09faee13e3b46575dbc4e/html5/thumbnails/37.jpg)
37
0
10
20
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40
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0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28
Jours
Tem
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(°C
)
F7 expé F9 expé F7-9 num
Q=340m3/h
Q=240m3/h Q=600m3/h
0
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Jours
Tem
péra
ture
(°C
)
F7 expé F9 expé F7-9 num
Q=340m3/h
Q=240m3/h Q=600m3/h
0
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0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28
Jours
Te
mp
éra
ture
(°C
)
F7 expé F9 expé F7-9 num
Q=340m3/h
Q=240m3/h Q=600m3/h
0
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0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28
Jours
Te
mp
éra
ture
(°C
)
F7 expé F9 expé F7-9 num
Q=340m3/h
Q=240m3/h Q=600m3/h
0.65 m 1.35 m
Massif de substrat
F7-F9F8
F4-F6F5
F1-F3F2
1 m
1 m
Séchage trop importantdu modèle
Cours AIMP ENSEEIHT
Partie supérieure du massif de substrat
Prise en compte de l’évolution de l’enthalpie de consommation d’oxygène
![Page 38: Caractérisation et modélisation des écoulements gazeux au](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062506/62b09faee13e3b46575dbc4e/html5/thumbnails/38.jpg)
38
0.65 m 1.35 m
Massif de substrat
F7-F9F8
F4-F6F5
F1-F3F2
1 m
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0
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0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28
Jours
Tem
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atu
re (
°C)
F4 expé F6 expé F4-6 num
Q=340m3/h
Q=240m3/h Q=600m3/h0
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0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28
Jours
Tem
pér
atu
re (
°C)
F4 expé F6 expé F4-6 num
Q=340m3/h
Q=240m3/h Q=600m3/h
Q=340m3/h
Q=240m3/h Q=600m3/h
0
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0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28
Jours
Te
mp
éra
ture
(°C
)
F4 expé F6 expé F4-6 num
Q=340m3/h
Q=240m3/h Q=600m3/h
0
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0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28
Jours
Te
mp
éra
ture
(°C
)
F4 expé F6 expé F4-6 num
Q=340m3/h
Q=240m3/h Q=600m3/h
Cours AIMP ENSEEIHT
Partie centrale du massif de substrat
Prise en compte de l’évolution de l’enthalpie de consommation d’oxygène
![Page 39: Caractérisation et modélisation des écoulements gazeux au](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062506/62b09faee13e3b46575dbc4e/html5/thumbnails/39.jpg)
39
0.65 m 1.35 m
Massif de substrat
F7-F9F8
F4-F6F5
F1-F3F2
1 m
1 m
Partie inférieure du massif de substrat
0
5
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0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28
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(°C
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F1 expé F3 expé F1-3 num
Q=340m3/h
Q=240m3/h
Q=600m3/h
0
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0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28
Jours
Tem
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(°C
)
F1 expé F3 expé F1-3 num
Q=340m3/h
Q=240m3/h
Q=600m3/h
0
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0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28
Jours
Tem
péra
ture
(°C
)
F1 expé F3 expé F1-3 num
Q=340m3/h
Q=240m3/h Q=600m3/h0
5
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20
25
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35
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28
Jours
Tem
péra
ture
(°C
)
F1 expé F3 expé F1-3 num
Q=340m3/h
Q=240m3/h Q=600m3/h
Prise en compte de l’évolution de l’enthalpie de consommation d’oxygène
Cours AIMP ENSEEIHT
![Page 40: Caractérisation et modélisation des écoulements gazeux au](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062506/62b09faee13e3b46575dbc4e/html5/thumbnails/40.jpg)
40
Bilan matière de la première campagne
Mélange initial Mélange final Pertes
Concentration masse Concentration masse masse % de la masse initiale
Matière brute T - 97,12 - 59.36 37.76 38.9
Matière sèche % ou T 54 52.44 79 46.89 5.55 10.58
Eau % ou T 46 44.68 21 12.47 32.21 72.1
Matière organique % ou T 92 48.25 90.2 42.3 5.95 12.33
DCO mgO2/g MS ou T O2 1346 70.59 1192 55.9 14.69 20.81
CT mgC/g MS ou T C 497 26.07 472 22.13 3.93 15.08
NTK mgN/g MS ou T C 24.8 1.301 27 1.266 0.345 2.65
Bilans expérimentaux Bilans numériques
Pertes MS (% de la masse initiale) 10.58 20.5
Pertes d’H2O (% de la masse initiale) 72.1 73.5
Campagne 1
Cours AIMP ENSEEIHT
![Page 41: Caractérisation et modélisation des écoulements gazeux au](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062506/62b09faee13e3b46575dbc4e/html5/thumbnails/41.jpg)
41
Résultats sur l’évolution de température
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28
Jours
Tem
pératu
re (
°C
)
F7-9 M1 F7-9 M2 F7-9 M3 F7-9 M4 F7-9 M5 F7-9 M6
Partie supérieure du massif de substrat
Cours AIMP ENSEEIHT
0.65 m 1.35 m
Massif de substrat
F7-F9F8
F4-F6F5
F1-F3F2
1 m
1 m
Effet du retournement
![Page 42: Caractérisation et modélisation des écoulements gazeux au](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062506/62b09faee13e3b46575dbc4e/html5/thumbnails/42.jpg)
42
Résultats sur le bio-séchage (effet du retournement)
Cours AIMP ENSEEIHT
Modèle M1Kg H2O/m3
Modèle M3Kg H2O/m3
Sans retournement Avec retournement
![Page 43: Caractérisation et modélisation des écoulements gazeux au](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062506/62b09faee13e3b46575dbc4e/html5/thumbnails/43.jpg)
43
Sans retournement Avec retournement
Modèle M5 Modèle M6Kg H2O/m3 Kg H2O/m3
![Page 44: Caractérisation et modélisation des écoulements gazeux au](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062506/62b09faee13e3b46575dbc4e/html5/thumbnails/44.jpg)
44
Peut-on utiliser cette énergie produite par l’activité bactérienne pour autre chose????
Connaissez-vous l’ordre de grandeur de cette énergie produite???
Peut-on l’estimer????
Bien sur...