PDF (Intro, Chapitre 1, 2) - Les thèses en ligne de l'INP - Institut ...

1.2. Caractérisation des média fibreuxEn notant dm f , de, dS et dφ les erreurs de mesure respectives sur la masse, l’épaisseur,la surface de l’échantillon et la fraction volumique de fibres, nous pouvons alors déterminerl’incertitude de mesure sur la fraction volumique de fibres :dφφ = dm fm f+ dh h + dS fS fAinsi l’erreur sur la porosité dε, est : dε = dφLes échantillons des différents média fibreux ont tous été découpés selon un patron de formecarrée afin qu’ils aient la même dimension. L’incertitude sur la mesure sur chacun des côtésde l’échantillon est ±1mm. L’épaisseur des média a été mesurée en plusieurs zones. L’épaisseurmoyenne est 1, 45mm, 1, 92mm et 1, 24mm avec un écart-type de 0, 02mm, 0, 04mm et 0, 03mmpour les média N687, N937 et DEAT EX respectivement. Nous avons choisi de retenir l’écarttypecomme incertitude, l’incertitude de l’appareil de mesure, ±0, 01mm, étant inférieure àl’écart-type.L’incertitude de mesure sur la masse, due à l’appareil, est de ±0, 0001g.Les différents résultats sont représentés dans les tableaux 1.5, 1.6 et 1.7.1.2.2 PerméabilitéL’objectif de cette partie est de déterminer l’évolution de la chute de pression en fonction dela vitesse de filtration. Pour cela, nous commencerons par donner des ordres de grandeurs de différentsparamètres physiques caractérisant l’écoulement dans le milieux poreux. Nous présentonsensuite le dispositif expérimental utilisé pour notre étude, puis les résultats expérimentaux.Les résultats expérimentaux vont permettre de déterminer l’influence de la surface de filtrationet de la porosité sur la chute de pression du médium. L’influence de la surface de filtrationva nous permettre de déterminer si le médium est homogène à l’échelle du pli. L’influence dela porosité va nous permettre, lors de la comparaison avec des modèles existants, partie 1.3, depouvoir déterminer celui qui convient le mieux.Enfin, nous présenterons les résultats pour des média fibreux en série. Ceux-ci sont utiliséspar les industriels dans le but d’améliorer les performances des média fibreux.Ordres de grandeur des paramètres physiquesPour caractériser le régime d’écoulement autour des fibres, il est usuel de considérer le nombrede Reynolds des fibres, Re f . Le Reynolds de fibre est défini par :Re f = ρd f u fεµAvec :– ρ la masse volumique du fluide. Pour l’air, ρ ≈ 1, 16kg/m 3– µ la viscosité dynamique du fluide. Pour l’air, µ ≈ 1, 983.10 −5 P a.s.– ε la porosité du milieu poreux. L’ordre de grandeur de la porosité est ε ≈ 0, 9– d f le diamètre des fibres. Pour les média étudiés, celui-ci est compris entre d f = 15µm etd f = 30µm.– u f la vitesse de filtration. La plus haute vitesse de filtration moyenne est u f = 0, 65m/set la vitesse de filtration moyenne nominale u f ≈ 0, 45m/s. Ces valeurs sont préconiséespar les industriels.15