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Approche stochastique du séchage par contact avec agitation : vers une gestion durable des boues résiduaires urbaines


Enjeux

  • Gisement de 5,5 Mt/an de boues résiduaires urbaines en France 
  • 80% d’eau mais 55% de matière organique sur base sèche
  • Des éléments traces métalliques et traces organiques

Enjeux et verrous technologiques

  • Viabilité économique et environnementale
  • Viabilité technique au regard du comportement mécanique des boues
    • « Conduite des procédés continus »
    • « Optimisation du design du sécheur » pour une efficacité énergétique accrue et une opération sûre

Contacts
Directeur du centre : Ange Nzihou
Tél. : (33) 05 63 49 32 22
Adresse : Campus Jarlard Route de Teillet 81013 Albi CT CEDEX 9

Compétences développées

  • Approche scientifique : Travail en interdisciplinarité Evolution vers une vision systémique Compétences techniques : Conduite d’un pilote continu Maîtrise de nouveaux outils analytiques et méthodologiques
  • Compétences scientifiques : Approche stochastique, basée sur les chaînes de Markov, pour la modélisation de l’écoulement de solides complexes
  • Méthodologie des plans d’expérience pour l’établissement de modèles empiriques
  • Couplage de modèles systémiques pour représenter les transferts couplés chaleur/matière et l’écoulement

Impacts et persectives

  • Construction d’une méthodologie générique, basée sur une approche couplée expérimentation/modélisation, pour l’optimisation et la conduite de procédés continus rotatifs
  • Maîtrise d’une brique technologique de la stratégie WtE
  • Application du savoir-faire expérimental pour la réalisation d’essais de validation industrielle du procédé DMAT (juillet 2014)
  • Collaboration avec l’IR
  • STEA sur la rhéologie des boues (en cours) et avec l’Université de Zhejiang (Chine) sur la question clé du mélange radial et du transfert pariétal (septembre 2014)
  • Evolution vers des combustibles issus de mélanges biomasse et déchets : formulation, séchage, mise en forme et stockage
  • 2 publications soumises dans des revues de rang A, 2 en cours de rédaction, 3 communications orales dans des congrès internationaux

Résultats

  • Développement de 2 méthodes de caractérisation de l’écoulement (distribution des temps de séjour)
  • Calcul du temps de séjour moyen et quantification de la dispersion
  • Approche généralisable à d’autres opérations unitaires
  • Modèle prédictif de l’écoulement d’un matériau complexe dans un sécheur par contact avec agitation
  • Corrélation linéaire entre teneur en eau finale et temps de séjour moyen
  • Ajustement des propriétés d’usage de la boue aux filières WtE
  • Modèle prédictif du séchage des boues dans un procédé continu de séchage par contact avec agitation
  • Profil de teneur en eau et de température le long du sécheur
  • Outil générique pour la modélisation de diverses technologies (sécheurs à palettes, disques, vis, tambour rotatif)

Travailler avec l'institut Carnot M.I.N.E.S

Selon les besoins exprimés et la spécificité de chaque projet, six types de partenariats sont possibles :

  • la recherche directe (du projet court au programme de recherche pluriannuel) ;
  • la recherche collaborative ;
  • des tests et essais sur des plateformes technologiques ;
  • du conseil et de l’expertise ;
  • des laboratoires communs ;  
  • thèse CIFRE

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