La thermodiffusion, egalement appele effet Soret, decrit le couplage entre les gradients de temperature et les flux massiques qui en resultent Ce phenomene intervient dans de nombreux processus naturels et applications industrielles En particulier, les reservoirs petroliers sont sujets a ce phenomene impliquant des fluides multi constituants confines dans une matrice poreuse et soumis a un gradient de temperature Neanmoins, malgre beaucoup des progres, il existe relativement peu de mesures fiables de ce phenomene et sa modelisation reste largement un probleme ouvert L’objectif principal de cette these s’inscrit dans ce cadre, a savoir developper une approche experimental permettant de fournir des donnees de references sur la thermodiffusion notamment dans l’optique de quantifier l’effet de la pression sur cette derniere Ainsi, durant cette these, nous avons developpe une cellule de thermodiffusion en milieu libre qui permet d’etudier par shadowgraphie les fluctuations de non equilibre induites par effet Soret L’appareil de mesure a ensuite ete utilise pour etudier deux melanges binaires representatifs de fluides petroliers, a savoir le melange equimassique tetraline/dodecane (en phase liquide) et le melange dioxyde de carbone/methane (en phases gaz et supercritique) En complement, des simulations de dynamique moleculaire ont ete realisees sur le melange dioxyde de carbone/methane Par analyse dynamique des images de shadowgraphie nous avons pu determiner les coefficients de diffusion et Soret en fonction de la pression pour le melange tetraline/dodecane Aux incertitudes pres, nous observons une decroissance lineaire avec la pression pour ces coefficients De plus nous avons observe l’effet du confinement de la cellule sur les fluctuations en tres bon accord avec la theorie et les simulations Pour le melange dioxyde de carbone/methane l’analyse dynamique a montre une cinetique difficilement accessible de par les limites physiques et informatiques du dispositif experimental utilise L’analyse statique montre, quant a lui, une croissance rapide de l’amplitude des fluctuations avec la pression jusqu’a un seuil au-dela duquel elle decroit Sur ce melange les simulations de dynamique moleculaire ont montre un bon accord avec les predictions theoriques

Contributions à l’étude de la thermo diffusion de mélanges binaires en conditions de réservoirs

We present the results of experimental investigations of gradient driven fluctuations induced in a liquid mixture with a concentration gradient and in a single-component fluid with a temperature gradient. We also describe the experimental apparatus being developed to carry out similar measurement under microgravity conditions.

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S. Mazzoni

Papers

GRADFLEX: Fluctuations in Microgravity