Modélisation du convoyage de sédiments pâteux. Dans un décanteur centrifuge à axe horizontal

Les Décanteurs Centrifuges à Axe Horizontal sont utilisés dans de nombreux domaines, du traitement des boues urbaines aux industries agro-alimentaire, chimique et pétrolière. Les évolutions importantes de ces dernières années ont permis d’améliorer considérablement les performances. Mais la modélisation de la séparation est rendue difficile en raison de la géométrie compliquée de la machine et des phénomènes complexes qui se déroulent dans le bol tournant à haute vitesse. Parmi les phénomènes qui interviennent lors de la séparation, le convoyage des sédiments par la vis joue un rôle prépondérant en limitant la capacité de la machine. Ainsi, l’efficacité du convoyage dépend de la géométrie de la vis et de la nature des sédiments. Dans ce travail, on cherche à mettre en évidence l’influence de ces deux facteurs sur l’efficacité du convoyage. Sous certaines hypothèses, il est possible de simplifier le problème par un système vis/bol « déroulé ». Deux approches sont alors mises en jeu : ? une approche expérimentale conduite à l’aide d’un pilote dédié permettant de faire varier les paramètres géométrique et opératoire et les propriétés des sédiments, ? une approche de modélisation qui consiste à décrire l’écoulement du sédiment pour la géométrie considérée et pour la rhéologie envisagée. Les résultats expérimentaux obtenus font apparaître clairement l’interaction entre la rhéologie des sédiments et la géométrie du canal sur l’efficacité de convoyage. La comparaison entre les résultats expérimentaux et numériques montre que l’écoulement est correctement décrit.Scroll decanters are used in different fields, going from wastewater treatment to agri-food, chemical or petroleum industries. The recent evolutions allowed to improve considerably performances. But modelling separation is difficult due to complicated geometry of machine and to complex phenomena occurring in the high speed rotating bowl. Among the phenomena which act during separation, solids conveying by scroll plays a major role by controlling capacity of machine. Conveying efficiency depends on scroll geometry and on solids nature. In this work, we focus on combined effects of these parameters. Under some assumptions, it is possible to simplify problem by “unrolling” the scroll/bowl system. Two approaches are then used: ? an experimental approach conducted with a dedicated pilot for which geometry and operating conditions as well as solids properties can be adjusted easily, ? a CFD approach which consists in describing solids flow for the considered geometry and rheological properties of the solids. Experimental results reveal clearly interaction between rheological properties of solids and equivalent scroll geometry on conveying efficiency. Comparison between experimental and numerical results shows that flow is correctly described