Transport de matière - 4PMPTDM9

Objectif(s)

Décrire et quantifier les phénomènes de transports de matière à partir d'une approche macroscopique. On étudiera en particulier les cas limites les plus fréquents dans les applications du génie des procédés et de l'électrochimie.

NIVEAU: Cours de base en physico-chimie

Contenu(s)

A - Concepts fondamentaux

• • AI - Notion de flux et de bilan volumique. Analogie entre flux de chaleur et flux de matière. Cas particulier des régimes stationnaires
  • AII - Décomposition d'un flux de matière en trois contributions: diffusion, migration, convection (naturelle et forcée). Lien avec la thermodynamique horséquilibre : gradient de potentiel chimique Loi de Nernst-Einstein (lien entre migration et diffusion)
  • AIII - Ordre de grandeur et principales techniques expérimentales de détermination des coefficients de diffusion, mobilités électrique et vitesses du fluide dans différents milieux (solides, liquides et gaz)

B - Quelques cas particuliers importants

• • BI - loi de Fick. Quelques exemples d'allure de profils de concentration (stationnaire et transitoire) suivant différentes conditions frontières et différentes géométries
  • BII - loi d'Ohm. Distribution primaire du courant dans un système conducteur. Application pour différentes géométries
  • BIII - théorie du film/modèle de Nernst. Principes de lien avec l'hydrodynamique (Levich, Sherwood,...). Modèle du double film
  • BIV - Diffusion convective avec réaction chimique : quelques exemples concrets (nombre de Hatta, facteur d’accélération, etc.).

C - Exemples plus complexes

• • CI - Milieux multi-composants (par exemple mélanges gazeux ou solutions). Passage d'un système idéal à un système réél; possibilité de diffusion multi-composants, modèle de Maxwell-Stefan
  • CII - Milieux polyphasiques (par exemple milieux poreux). Notion de coefficients de diffusion effectifs
  • CIII - Possibilité de couplage entre transport de chaleur et de matière.

Notions de base de thermochimie, et transfert de chaleur