Microréacteurs en synthèse chimique

Overview & Synopsis

Le développement de systèmes miniaturisés, dits "microsystèmes" a progressé considérablement depuis les quinze dernières années. Ces systèmes, qui mesurent à peine quelques dizaines de micromètres, sont réalisés à partir des technologies de fabrication issues de la microélectronique. Plus récemment, ces technologies ont stimulé le développement des microréacteurs dans le champ du génie des procédés et des industries présentant des problématiques liées à la chimie. La présente thèse s'inscrit dans le cadre d'un programme de recherche plus large en cours au LGC et dont le thème central est l'étude des microréacteurs. De manière générale, très peu de travaux intègrent une approche de génie des procédés ayant pour but d'étudier le rôle de l'hydrodynamique et l'effet de la miniaturisation sur la performance du microréacteur. Les objectifs sont ici d'étudier le comportement hydrodynamique de liquide circulant dans un microcanal par une étude expérimentale et numérique (CFD). Les résultats ont révélé dans un premier temps un nombre de Poiseuille constant pour plusieurs géométries de microcanaux de même section. L'influence des conditions opératoires et les effets de la géométrie d'alimentation des microréacteurs mettent en évidence l'importance de la mise en contact des fluides sur l'efficacité d'une réaction chimique. D'autre part, quand l'interface se situe au centre du microcanal principal, la conversion est maximale pour des débits massiques d'alimentation égaux. La dernière partie axée sur les réactions d'estérification, montre que la cinétique de réaction est accélérée en augmentant la concentration de catalyseur.