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Module Procédés cryogéniques Pr.Abdelmalek Hasseine Introduction générale : La

Module Procédés cryogéniques Pr.Abdelmalek Hasseine Introduction générale : La cryogénie et ses domaines d’applications -L’industrie agroalimentaire -Les industries de transformation -La production et la liquéfaction de gaz industriels, la liquéfaction et la purification des gaz d’hydrocarbures -Le traitement des déchets -Le stockage des gaz -La supraconductivité Chapitre 1 : Les techniques du vide sont intimement liées au développement de la cryogénie ou technique des basses températures. La désignation «basses températures» concerne toute température inférieure à - 196°C point de liquéfaction de l’azote (sous 1 atm). L’appellation « très basses températures » est réservée aux températures inférieures à –269°C (point de liquéfaction de l’hélium sous 1 atm). La cryogénie rassemble l’ensemble des techniques liées à la production, au stockage ou à l’utilisation des fluides cryogéniques. Un bon isolement de ces fluides va nécessiter un vide très poussé. La cryogénie va apporter un complément à la technique du vide : l’utilisation de cryopompes comme pompes primaires associées à des pompes ioniques ou l’utilisation de cryopompes à hélium liquide est de plus en plus fréquente. La cryogénie tient d’ores et déjà une place prépondérante dans la recherche et l’industrie (aérospatiale, santé, microinformatique, agro-alimentaire, stockage des gaz...). Une sensibilisation aux techniques du vide les plus courantes devient donc nécessaire[1]. Citons également le domaine de la cryogénie ;le vide y est utilisé comme isolant thermique. Chapitre 2 : (4 semaines) Procédés cryogénique de séparation et purification des gaz 2.1 Procédé de séparation cryogénique Introduction: On va considérer certains systèmes pour séparer et purifier les liquide cryogènes. Dans plusieurs cas la séparation des gaz par la méthode cryogénique est la plus économique des autres méthodes. 2.2 cas d'un système thermodynamique ideal 2.3Procédés de séparation – Rectification 2.4Rôle et description de la vanne de Joule Thomson 2.5Procédés de séparation de l’air. Chapitre 3 : Procédés de liquéfaction des gaz permanents Introduction Procédé de liquéfaction Linde-Hampson Procédé de liquéfaction Linde-Hampson à double compression Procédé de liquéfaction de Claude Chapitre 4 : Depuis la première liquéfaction de l’hélium liquide en 1908, les basses températures ont contribué à de nombreux développements scientifiques comme par exemple la découverte de la supraconductivité en 1911. Aujourd’hui, de nombreuses applications industrielles utilisent les basses températures : l’agroalimentaire, la médecine avec l’imagerie médicale, le spatial ou encore les applications à haut champ magnétique (accélérateur de particules, réacteurs de fusion). Un matériau supraconducteur a la propriété d’être parfaitement conducteur de l’électricité sans résistance. La première observation de ce phénomène a été faite sur le mercure par Heike Kamerlingh Onnes en 1911. La réalisation d’aimants supraconducteurs pour l’imagerie par résonance magnétique (IRM), la physique des particules et les réacteurs de fusion sont les applications les plus courantes de la supraconductivité. En agroalimentaire, l'utilisation des gaz cryogéniques est une solution alternative, techniquement intéressante par rapport au froid mécanique dans les procédés de refroidissement et de surgélation de produits alimentaires. Les deux principaux fluides utilisés sont l'azote et le dioxyde de carbone. NB: Des exercices relative au chapitre 2 et 3 sont en plus proposés. 1)Mon cours de Cryogénie. Université. USTHB Alger 2) K.D. Timmerhaus, T.M. Flynn ≪ cryogenic process engineering ≪ Springer Science + business media, LLC 1989. 3) P. Wuittier, Tome II, ≪ Raffinage et génie chimique ≫, Edition Technique, France 1972. 4) R.C. Reid, J. M. Prausnitz, T. K. Sherwood, ≪ The Properties of gases and liquids ≫, Third Edition Mc. Graw Hill 1977. 5) K.D. Timmerhaus, Carlo Rizzuto. Cryogenic mixed refrigerant processes international cryogenics monograph series. www.springer.com/series/6086 6) R.F. BARRON, ≪ Cryogenic Systems ≫, 2nd Edition, Oxford University Press, NY, 1985. 7)http://processs.free.fr/Pages/VersionClassique.php?page=2310# uploads/Industriel/ cryogenie-cours.pdf