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209
pages
Français
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Écrit par
Meryem Saber
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Thesee
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soutenance et mis à disposition de l’ensemble de la communauté
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Contact SCD INPL : scdinpl@inpl-nancy.fr
LIENS
Code de la propriété intellectuelle. Articles L 122.4
Code de la propriété intellectuelle. Articles L 335.2 – L 335.10
http://www.cfcopies.com/V2/leg/leg_droi.php
http://www.culture.gouv.fr/culture/infos-pratiques/droits/protection.htm
Institut National Polytechnique de Lorraine
Ecole doctorale : RP2E
École Nationale Supérieure des Industries Chimiques de Nancy
Laboratoire des Sciences du Génie Chimique, UPR 68 CNRS
Conception et Caractérisation d’Echangeurs-
Réacteurs à Structuration Multi-échelle
THÈSE
Présentée à
L’institut National Polytechnique de Lorraine
Pour l’obtention du titre de
DOCTEUR DE L’INPL
Spécialité : Génie des procédés et des produits
Par
Meryem SABER
Ingénieur ENP-Alger
Thèse soutenue publiquement le 28 septembre 2009 devant le jury composé de :
Président : M. Michael MATLOSZ LSGC-INPL-ENSIC, Nancy-Université
meRapporteurs : M . Katja HAAS- SANTO IMVT, Karlsruhe (Allemagne)
me M . Agnès MONTILLET GEPEA, Université de Nantes
Examinateurs : M. Jean Marc COMMENGE LSGC-INPL-ENSIC,
M. Laurent FALK LSGC-CNRS, Nancy
meM . Lingai LUO LOCIE, Polytech’Savoie Remerciements
Les travaux de cette thèse ont été réalisés au sein du Laboratoire des Sciences du Génie
chimique dont je remercie vivement tous les membres de ses équipes.
Mes plus vifs remerciements vont tout d’abord à mes deux encadrants de thèse pour leur
contribution efficace dans l’aboutissement de ce travail.
Que Laurent Falk, mon directeur de thèse, trouve ici l’expression de ma gratitude pour m’avoir
initié à la recherche, pour ses conseils, son œil critique et avisé ainsi que pour la confiance
dont il a toujours fait preuve en mon égard.
Que Jean Marc Commenge, mon codirecteur de thèse, trouve ici l'expression de mes
remerciements les plus sincères pour son efficacité, son aide précieuse et permanente, et pour
toutes les connaissances qui m’a apporté au travers mes années de thèse…un grand merci Jean
Jean.
Je remercie Agnès Montillet, Katja Haas Santo et Lingai LUO de m'avoir fait l'honneur de
juger mon travail ainsi que pour leurs remarques et commentaires constructifs. Je tiens aussi à
remercier Michael MATLOSZ pour avoir présidé le jury de ma thèse ainsi que le projet
européen Impulse auquel sont associés mes travaux de recherche.
Je remercie tout particulièrement Daniel Tondeur pour son implication dans mon sujet de
thèse, pour ce qu’il a toujours montré comme intérêt pour mon travail et pour sa contribution
scientifique et ses qualités humaines irréprochables.
Je remercie tout le personnel du laboratoire : l’atelier, le secrétariat, le service informatique et
électronique,… pour leur contribution efficace au bon fonctionnement du laboratoire.
Une dédicace spéciale à Fati et Mous et leur ange Mélissa, à Farid et Hakima et leurs fils,
Rayan, Racim et Mehdi, un grand merci pour leurs encouragements et leur soutien
permanent.
Je remercie chaleureusement mes très chers amis pour l’ambiance très conviviale qui m’ont
toujours apportés: Nainou et Abdou (les maitres GPM), Nabou, Lamia et Aichouche (Polytech
freinds), Haloume, Ali, Mehdi, NadiaN , Foued, Nassima, Stéphan, Sabine, Hala, Paola, Sophie, 2
Abdel, Valério… et tous les jeunes docteurs, doctorants et stagiaires que j’ai côtoyé durant ma
thèse.
Mille mercis à mes très chères tantes : Fathia, Radhia, Mina, Fatiha, Hafidha et Farida ainsi
qu’à tous les membres de ma grande famille pour leur amour et leur soutien renouvelés.
Je finis par exprimer ma gratitude et ma reconnaissance envers toutes les personnes en qui j'ai
trouvé un soutien continu.
2
Je dédie cette thèse à mes magnifiques grands-mères Dehbia et Baya
A ma très chère maman Leïla et mon très cher papa Khaled
A mon cher frère Amine et ma chère sœur Sissi
A tout ceux que je chérie profondément
3
Sommaire
INTRODUCTION GENERALE ............................................................................................................................ 9
Chapitre I: Systèmes microstructurés et extrapolation multi-échelle
I.1. MICROSTRUCTURATION DES PROCEDES ET INTENSIFICATION ....................................... 13
I.2. MICROSTRUCTURATION ET MICROTECHNOLOGIES ............................................................... 14
I.2.1. TECHNIQUES DE MICROSTRUCTURATION ............................................................................................... 14
I.2.2. TECHNIQUES D’ASSEMBLAGE ................................................................................................................ 15
I.3. INTEGRATION DES MICROSYSTEMES DANS UN PROCEDE .................................................. 15
I.3.1. MICROREACTEURS ................................................................................................................................ 16
I.3.2. MICROECHANGEURS DE CHALEUR ........................................................................................................ 16
I.3.3. MICROMELANGEURS ET MICROECHANGEURS DE MATIERE ..................................................................... 18
I.4. EXTRAPOLATION DES MICROSYSTEMES ....................................................................................... 19
I.4.1. EXTRAPOLATION PAR NUMBERING-UP ................................................................................................... 19
I.4.1.1. Numbering-up externe ....................................................................................................................... 19
I.4.1.2. Numbering-up interne20
I.4.2. SURETE DU PROCEDE .......................................................................................................................... 20
I.1.DISTRIBUTION DU FLUIDE ET SYSTEMES DE DISTRIBUTION.............................................. 21
I.5.1. DISTRIBUTION DU FLUIDE ..................................................................................................................... 21
I.5.2. SYSTEMES DE CONNECTIQUE PAR APPROCHE MULTI-ECH