Etude des Décharges Electriques dans l'Eau et Application à l'Elimination de Polluants et Optimisation du Rendement Energétique - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2010

Etude des Décharges Electriques dans l'Eau et Application à l'Elimination de Polluants et Optimisation du Rendement Energétique

Résumé

The objective of this study is to use electrical discharges for treating aqueous solutions containing organic pollutants. Electrical energy injected into the discharge is partly converted into chemical energy due to energetic électrons. This phenomenon créâtes radical and excited species, which can react with molécules to dégrade pollutants. Three electrical methods are analysed: streamers in water (the main method considered in this work), transient arc in water and corona discharge in moist air above the water surface. The two latter methods are studied in order to compare their efficiency with streamers. A fast semiconductor high voltage switch allows us to produce high voltage puises of short duration in order to minimize energy losses by Joule heating. Using point-plane électrodes, the discharge type is chosen by changing the gap distance and duration of the voltage puise. An electrical characterization of streamers is performed versus applied voltage and conductivity of the solution, in order to establish an account of electrical energy used to create streamers. The efficiency of three methods on the dégradation of three typical pollutants is measured by using chemical analysis (HPLC, TOC).
Ce travail concerne l'étude de l'utilisation des décharges électriques pour traiter des solutions aqueuses contenant des polluants organiques. Lorsque l'énergie électrique est injectée dans la décharge, grâce aux électrons énergétiques elle est en partie convertie en énergie chimique, c'est-à-dire en espèce radicalaires et excitées, qui vont pouvoir réagir sur les molécules présentes et dégrader des polluants. Trois types de décharges électriques ont été analysés : streamer dans l'eau qui est principalement étudiée dans ce travail, arc transitoire dans l'eau et décharge couronne dans l'air humide au-dessus de la surface de l'eau. Un interrupteur à semi-conducteur, permettant d'appliquer une impulsion de tension calibrée, est employé pour minimiser l'énergie perdue par effet Joule, supprimer le claquage, et ainsi optimiser le procédé. En utilisant des électrodes pointe-plan, le type de décharge est choisi en changeant la distance et la durée de l'impulsion de tension. Une étude sur la caractérisation électrique des streamers est effectuée en fonction de la tension appliquée et de la conductivité de la solution afin d'établir un bilan d'énergie électrique dépensée pour créer des streamers. Le rendement énergétique et l'efficacité des trois méthodes sur la dégradation de trois polluants - types sont mesurés par analyses chimiques (dosage par HPLC, mesure de Carbone Organique Total).
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Dates et versions

tel-00586073 , version 1 (14-04-2011)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00586073 , version 1

Citer

Thu Huyen Dang. Etude des Décharges Electriques dans l'Eau et Application à l'Elimination de Polluants et Optimisation du Rendement Energétique. Sciences de l'ingénieur [physics]. Université de Grenoble, 2010. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00586073⟩

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