COMPORTEMENT DE GRANULES CONDUCTEURS EN CHAMP ELECTRIQUE MONO-IONISE DANS L'AIR ATMOSPHERIQUE

This work aimed at studying the physical phenomena associated with the movement of spherical or cylindrical conductive granules of mm-size, in continuous or pulsed electric fields, in the présence of positive or négative corona, between électrodes situated at distances of one to five centimeters, in atmospheric air. A programme based on the boundary-element method was employed in order to compute the charge acquired by a granule, the force acting on it, and the field intensification it générâtes while in contact with or in proximity of a plate électrode, affected by an electric field. The condition for the inception of a discharge between a charged granule and an électrode of opposite polarity were analysed. The thesis adresses as well the circumstances in which the présence of a small conductive object may trigger the breakdown of the ionised air. The lift-off electric field of granules of différent shapes, sizes, and densities was determined for several électrode arrangements (point-plane, wire-cylinder, "matrix of pointsM-plane). The experiments enabled the measurement of the breakdown voltage of air in various field configurations, in the présence of conductive particles, either fixed or mobile. A mathematical model was proposed in order to simulate granule movement and particle-induced breakdown. The influence of various electrical and mechanical parameters (voltage level, space charge density, coefficient of restitution at granule-électrode impact) was thoroughly examined. By providing a better understanding of the involved physical phenomena, this study contributed to the développement of improved industrial installations for the electrostatic séparation of mixed granular materials.Ce travail visait à étudier les phénomènes physiques associés au mouvement de granulés conducteurs sphériques ou cylindriques de taille millimétrique, dans des champs électriques continus ou pulsés, en présence de corona positif ou négatif, entre des électrodes situées à une distance de un à cinq centimètres, dans l'air atmosphérique. Un programme basé sur la méthode des éléments frontières a été utilisé afin de calculer la charge acquise par un granule, la force qui l’agit et l’intensification de champ qu’elle génératise au contact ou à proximité d’une plaque électrode, affectée par une champ. Les conditions pour le début d'une décharge entre un granule chargé et une électrode de polarité opposée ont été analysées. La thèse aborde également les circonstances dans lesquelles la présence d'un petit objet conducteur peut déclencher la décomposition de l'air ionisé. Le champ électrique de soulèvement de granulés de différentes formes, tailles et densités a été déterminé pour plusieurs arrangements électrodes (plan-point, fil-cylindre, "matrice de plan-plan M"). Les expériences ont permis de mesurer la tension de claquage de l'air Dans diverses configurations de champ, en présence de particules conductrices, fixes ou mobiles, un modèle mathématique a été proposé afin de simuler le mouvement des granules et la dégradation induite par les particules. L'influence de divers paramètres électriques et mécaniques (niveau de tension, densité de charge d'espace) Le coefficient de restitution à l'impact granule-électrode) a été minutieusement étudié: en permettant de mieux comprendre les phénomènes physiques impliqués, cette étude a contribué au développement d'installations industrielles améliorées pour la séparation électrostatique de matériaux granulaires mélangés