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Gony Bashar - One of the best experts on this subject based on the ideXlab platform.
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Aimantation de Pastilles supraconductrices en présence de matériaux ferromagnétiques
HAL CCSD, 2016Co-Authors: Gony Bashar, Berger Kévin, Douine Bruno, Lévêque Jean, Philippe Matthieu, Vanderheyden Benoît, Vanderbemnden PhilippeAbstract:PosterNational audienceLes Pastilles supraconductrices peuvent être aimantées et produire de forts champs magnétiques très supérieurs aux aimants permanents à condition d’être à très basses températures. Dans ce travail, nous étudions l’influence d’un matériau ferromagnétique sur le champ magnétique piégé par la Pastille. Premièrement, nous examinons le processus d’aimantation par un champ magnétique impulsionnel (Pulsed Field Magnetization). Nous présentons l’influence d’un circuit magnétique sur le champ magnétique piégé. Nous remarquons une nette amélioration du champ piégé dans la Pastille en utilisant le circuit magnétique. Dans un deuxième temps nous étudions l’impact d’un disque mince ferromagnétique attaché à la Pastille et examinons son effet sur le champ piégé dans la Pastille
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Aimantation de Pastilles supraconductrices
HAL CCSD, 2015Co-Authors: Gony BasharAbstract:The superconducting bulks can produce very strong magnetic fields greater than those of permanent magnets can. Several methods of magnetization of the superconducting bulks exist, however one is mainly used for the electrical applications, the Pulsed Field Magnetization.In order to control the magnetization of the superconducting bulks by PFM, we studied the influence of the shape of the inductor on the trapped magnetic field where we find a significant influence of the shape of the inductor on the trapped magnetic field in the anticipate superconducting bulk. In order to the implementation of the superconducting bulk in the electrical applications, we studied the magnetization of these bulks in a magnetic core and the influence of this magnetic core on the trapped magnetic field. We notice an important improvement of the trapped magnetic field in the superconducting bulk by using the magnetic core. We studied also the influence of a pulsed and an alternating demagnetizing field on the trapped magnetic field in a superconducting bulk. The observed degradation does not show any contraindication to use the superconducting magnetic bulks in the electrical engineering applications.Les Pastilles supraconductrices peuvent produire des forts champs magnétiques très supérieurs aux aimants permanents. Plusieurs méthodes d’aimantation de ces Pastilles existent néanmoins une seule est principalement utilisée pour les applications en génie électrique, l’aimantation par champ magnétique impulsionnel (Pulsed Field Magnetization).Afin de maîtriser l’aimantation de ces Pastilles supraconductrices par PFM, nous avons étudié l’influence de la forme de l’inducteur sur le champ magnétique piégé où nous trouvons une influence significative de la forme de l’inducteur sur le champ piégé dans la Pastille supraconductrice. Afin de prévoir la mise en œuvre des Pastilles supraconductrices dans des applications en génie électrique, nous avons étudié l’aimantation de ces Pastilles dans un circuit magnétique et l’influence de ce circuit sur le champ piégé. Nous remarquons une nette amélioration du champ piégé dans la Pastille en utilisant le circuit magnétique. Nous avons étudié, également, l’influence d’un champ démagnétisant impulsionnel et alternatif sur le champ piégé dans une Pastille supraconductrice aimantée. Les dégradations observées ne montrent pas de contre-indication à l’utilisation des Pastilles supraconductrices aimantées dans les applications en génie électrique
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Magnetization of superconducting bulks
2015Co-Authors: Gony BasharAbstract:Les Pastilles supraconductrices peuvent produire des forts champs magnétiques très supérieurs aux aimants permanents. Plusieurs méthodes d’aimantation de ces Pastilles existent néanmoins une seule est principalement utilisée pour les applications en génie électrique, l’aimantation par champ magnétique impulsionnel (Pulsed Field Magnetization). Afin de maîtriser l’aimantation de ces Pastilles supraconductrices par PFM, nous avons étudié l’influence de la forme de l’inducteur sur le champ magnétique piégé où nous trouvons une influence significative de la forme de l’inducteur sur le champ piégé dans la Pastille supraconductrice. Afin de prévoir la mise en oeuvre des Pastilles supraconductrices dans des applications en génie électrique, nous avons étudié l’aimantation de ces Pastilles dans un circuit magnétique et l’influence de ce circuit sur le champ piégé. Nous remarquons une nette amélioration du champ piégé dans la Pastille en utilisant le circuit magnétique. Nous avons étudié, également, l’influence d’un champ démagnétisant impulsionnel et alternatif sur le champ piégé dans une Pastille supraconductrice aimantée. Les dégradations observées ne montrent pas de contre-indication à l’utilisation des Pastilles supraconductrices aimantées dans les applications en génie électrique.The superconducting bulks can produce very strong magnetic fields greater than those of permanent magnets can. Several methods of magnetization of the superconducting bulks exist, however one is mainly used for the electrical applications, the Pulsed Field Magnetization. In order to control the magnetization of the superconducting bulks by PFM, we studied the influence of the shape of the inductor on the trapped magnetic field where we find a significant influence of the shape of the inductor on the trapped magnetic field in the anticipate superconducting bulk. In order to the implementation of the superconducting bulk in the electrical applications, we studied the magnetization of these bulks in a magnetic core and the influence of this magnetic core on the trapped magnetic field. We notice an important improvement of the trapped magnetic field in the superconducting bulk by using the magnetic core. We studied also the influence of a pulsed and an alternating demagnetizing field on the trapped magnetic field in a superconducting bulk. The observed degradation does not show any contraindication to use the superconducting magnetic bulks in the electrical engineering applications
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Aimantation de Pastilles supraconductrices
HAL CCSD, 2015Co-Authors: Gony BasharAbstract:The superconducting bulks can produce very strong magnetic fields greater than those of permanent magnets can. Several methods of magnetization of the superconducting bulks exist, however one is mainly used for the electrical applications, the Pulsed Field Magnetization. In order to control the magnetization of the superconducting bulks by PFM, we studied the influence of the shape of the inductor on the trapped magnetic field where we find a significant influence of the shape of the inductor on the trapped magnetic field in the anticipate superconducting bulk. In order to the implementation of the superconducting bulk in the electrical applications, we studied the magnetization of these bulks in a magnetic core and the influence of this magnetic core on the trapped magnetic field. We notice an important improvement of the trapped magnetic field in the superconducting bulk by using the magnetic core. We studied also the influence of a pulsed and an alternating demagnetizing field on the trapped magnetic field in a superconducting bulk. The observed degradation does not show any contraindication to use the superconducting magnetic bulks in the electrical engineering applications.Les Pastilles supraconductrices peuvent produire des forts champs magnétiques très supérieurs aux aimants permanents. Plusieurs méthodes d’aimantation de ces Pastilles existent néanmoins une seule est principalement utilisée pour les applications en génie électrique, l’aimantation par champ magnétique impulsionnel (Pulsed Field Magnetization). Afin de maîtriser l’aimantation de ces Pastilles supraconductrices par PFM, nous avons étudié l’influence de la forme de l’inducteur sur le champ magnétique piégé où nous trouvons une influence significative de la forme de l’inducteur sur le champ piégé dans la Pastille supraconductrice. Afin de prévoir la mise en oeuvre des Pastilles supraconductrices dans des applications en génie électrique, nous avons étudié l’aimantation de ces Pastilles dans un circuit magnétique et l’influence de ce circuit sur le champ piégé. Nous remarquons une nette amélioration du champ piégé dans la Pastille en utilisant le circuit magnétique. Nous avons étudié, également, l’influence d’un champ démagnétisant impulsionnel et alternatif sur le champ piégé dans une Pastille supraconductrice aimantée. Les dégradations observées ne montrent pas de contre-indication à l’utilisation des Pastilles supraconductrices aimantées dans les applications en génie électrique
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Etude de la désaimantation d’une Pastille supraconductrice YBCO dans un circuit magnétique
HAL CCSD, 2015Co-Authors: Gony Bashar, Berger Kévin, Douine Bruno, Lévêque JeanAbstract:National audienceAfin d’étudier et de concevoir de nouvelles applications électriques utilisant les supraconducteurs massifs sous forme de cryo-aimants, capables de produire un champ magnétique très élevé, il est nécessaire d'étudier leur désaimantation. Nous proposons donc de nouvelles expérimentations afin d'étudier l'influence d'un champ magnétique alternatif sur ces aimants supraconducteurs. Nos expériences sont réalisées dans l'azote liquide, et nous utilisons une Pastille supraconductrice de type YBCO. Cette Pastille supraconductrice est d’abord aimantée dans un circuit ferromagnétique. Ce circuit peut être assimilé au circuit magnétique que l’on retrouverait dans un moteur électrique. Puis, un champ magnétique alternatif est appliqué à la Pastille, de différentes amplitudes, jusqu’à 10% du champ piégé dans la Pastille. L'expérience est également répétée pour différentes fréquences, et l’évolution du champ magnétique piégé, au centre et au bord de la surface de la Pastille, est observé à l'aide de sondes à effet Hall. Nous montrerons que dans notre cas, il n'y a pas de diminution significative du champ magnétique piégé, même après plusieurs cycles à des fréquences relativement élevées. C’est un résultat important qui est de bon augure pour les applications potentielles visées
Elbaa Mohamed - One of the best experts on this subject based on the ideXlab platform.
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Caractérisation et modélisation des matériaux supraconducteurs à haute température critique
HAL CCSD, 2020Co-Authors: Elbaa MohamedAbstract:The aim of this thesis is to optimize the process of magnetization of superconducting pellets at high critical temperature (SHTC) by pulsed field magnetization (PFM) in order to use them in applications in the field of electrical engineering. In the design phase of the inductor necessary to magnetize these SHTC pellets, modeling and simulation are strongly recommended to perform the necessary calculations of the various electrical characteristics of the magnetization system. Therefore, we have developed an analytical model to study the influence of the presence of a superconducting bulk on the value of the inductance of an induction coil in a ferromagnetic circuit. The aim is to solve the Laplace and Poisson equations in different regions of interest through the magnetic vector potential. The analytical resolution was performed (carried out) using a computer code developed under MATLAB where the results obtained were in good agreement with those obtained by numerical simulation under COMSOL. The inhomogeneity of YBaCuO type SHTC pellets in terms of critical current density Jc was also investigated. To do this, we carried out experiments on the magnetization of these bulks by the PFM method. We have shown that the flat surface containing the crystallization germ (seed) of these pellets is characterized by a higher Jc than the other surface. Also, we studied the influence of the position of the seed crystallization in the two-pellet characterization method.L’objectif de ce travail de thèse est d’optimiser le processus d’aimantation des Pastilles supraconductrices à haute température critique (SHTC) par un champ magnétique impulsionnel ou PFM (Pulsed Field Magnetization) afin de les mettre en œuvre dans des applications dans le domaine de l’électrotechnique. Dans l’étape de conception de l’inducteur nécessaire pour magnétiser ces Pastilles SHTC, la modélisation et la simulation sont fortement recommandées pour effectuer les calculs nécessaires des différentes caractéristiques électriques du système d’aimantation. De ce fait, nous avons développé un modèle analytique pour étudier l’influence de la présence d’une Pastille supraconductrice dans un circuit ferromagnétique sur la valeur de l’inductance d’une bobine inductrice. Il s’agit de résoudre les équations de Laplace et de Poisson dans différentes régions d’intérêt à travers le potentiel vecteur magnétique. La résolution analytique a été effectuée à l’aide d’un code de calcul développé sous MATLAB où les résultats obtenus ont été en bonne concordances avec ceux obtenus par simulation numérique sous COMSOL. L’inhomogénéité des Pastilles SHTC de type YBaCuO en termes de la densité de courant critique Jc a été également étudiée. Pour cela, nous avons réalisé des expériences de l’aimantation des ces Pastilles par la méthode PFM. Nous avons montré que la surface plane contenant le germe de cristallisation (seed) de ces Pastilles est caractérisée par une Jc plus élevée que l’autre surface. Ainsi, nous avons étudié l’influence de la position du germe de cristallisation dans la méthode de caractérisation à deux Pastilles
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Characterization and modeling of HTS material
2020Co-Authors: Elbaa MohamedAbstract:L’objectif de ce travail de thèse est d’optimiser le processus d’aimantation des Pastilles supraconductrices à haute température critique (SHTC) par un champ magnétique impulsionnel ou PFM (Pulsed Field Magnetization) afin de les mettre en œuvre dans des applications dans le domaine de l’électrotechnique. Dans l’étape de conception de l’inducteur nécessaire pour magnétiser ces Pastilles SHTC, la modélisation et la simulation sont fortement recommandées pour effectuer les calculs nécessaires des différentes caractéristiques électriques du système d’aimantation. De ce fait, nous avons développé un modèle analytique pour étudier l’influence de la présence d’une Pastille supraconductrice dans un circuit ferromagnétique sur la valeur de l’inductance d’une bobine inductrice. Il s’agit de résoudre les équations de Laplace et de Poisson dans différentes régions d’intérêt à travers le potentiel vecteur magnétique. La résolution analytique a été effectuée à l’aide d’un code de calcul développé sous MATLAB où les résultats obtenus ont été en bonne concordances avec ceux obtenus par simulation numérique sous COMSOL. L’inhomogénéité des Pastilles SHTC de type YBaCuO en termes de la densité de courant critique Jc a été également étudiée. Pour cela, nous avons réalisé des expériences de l’aimantation des ces Pastilles par la méthode PFM. Nous avons montré que la surface plane contenant le germe de cristallisation (seed) de ces Pastilles est caractérisée par une Jc plus élevée que l’autre surface. Ainsi, nous avons étudié l’influence de la position du germe de cristallisation dans la méthode de caractérisation à deux Pastilles.The aim of this thesis is to optimize the process of magnetization of superconducting pellets at high critical temperature (SHTC) by pulsed field magnetization (PFM) in order to use them in applications in the field of electrical engineering. In the design phase of the inductor necessary to magnetize these SHTC pellets, modeling and simulation are strongly recommended to perform the necessary calculations of the various electrical characteristics of the magnetization system. Therefore, we have developed an analytical model to study the influence of the presence of a superconducting bulk on the value of the inductance of an induction coil in a ferromagnetic circuit. The aim is to solve the Laplace and Poisson equations in different regions of interest through the magnetic vector potential. The analytical resolution was performed (carried out) using a computer code developed under MATLAB where the results obtained were in good agreement with those obtained by numerical simulation under COMSOL. The inhomogeneity of YBaCuO type SHTC pellets in terms of critical current density Jc was also investigated. To do this, we carried out experiments on the magnetization of these bulks by the PFM method. We have shown that the flat surface containing the crystallization germ (seed) of these pellets is characterized by a higher Jc than the other surface. Also, we studied the influence of the position of the seed crystallization in the two-pellet characterization method
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Modélisation analytique d'une inductance dans un circuit ferromagnétique en présence d'une Pastille supraconductrice
HAL CCSD, 2018Co-Authors: Elbaa Mohamed, Berger Kévin, Douine Bruno, Bentridi, Salah Eddine, Halit Mohamed, Ailam, El HadjAbstract:PosterNational audienceL’aimantation des supraconducteurs, notamment par des champs magnétiques impulsionnels, nécessite le dimensionnement correct de l’inducteur. Dans cet article, nous avons développé un modèle analytique dans le but de calculer l’inductance d’une bobine dans un circuit ferromagnétique avec entrefer contenant une Pastille supraconductrice. Dans ce modèle, il s’agit de résoudre les équations de Laplace et de Poisson dans différentes régions d’intérêt à travers le potentiel vecteur magnétique. La résolution analytique s’effectue à l’aide d’un code de calcul développé sous MATLAB. Une simulation numérique sous COMSOL est également effectuée pour ce problème. Les deux méthodes sont comparées et les résultats coïncident parfaitement. L’expression analytique de l’inductance obtenue peut ainsi servir à dimensionner l’inducteur du système d’aimantation pour les supraconducteurs
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Modélisation analytique de l'inductance d'une bobine dans un circuit ferromagnétique en présence d'une Pastille supraconductrice
HAL CCSD, 2018Co-Authors: Elbaa Mohamed, Berger Kévin, Douine Bruno, Ailam, El HadjAbstract:National audienceToutes les méthodes d’aimantation des matériaux supraconducteurs sont basées sur la variation du champ magnétique appliqué qui résulte des caractéristiques de l’inducteur utilisé. Cependant, le moyen le plus commode et le plus courant est d'utiliser un champ magnétique pulsé. Dans ce travail, nous avons pu développer un modèle analytique qui a pour but de montrer l’effet de la présence d’une Pastille supraconductrice sur la valeur de l’inductance d’une bobine circulaire de section transversale rectangulaire placée dans un circuit ferromagnétique avec entrefer. Ce modèle est basé sur la détermination du potentiel vecteur magnétique à partir de la résolution des équations de Laplace et de Poisson dans les différentes régions d’intérêt en utilisant la méthode de séparation des variables. Les coordonnées cartésiennes sont employées dans cette étude. Cette résolution analytique s’effectue à l’aide d’un code de calcul développé sous MATLAB. Les résultats sont ensuite comparés avec ceux obtenus par une simulation numérique basée sur la méthode des éléments finis implémentée sous COMSOL. Une concordance remarquable est observée entre les deux résultats
Douine Bruno - One of the best experts on this subject based on the ideXlab platform.
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Modélisation analytique d'une inductance dans un circuit ferromagnétique en présence d'une Pastille supraconductrice
HAL CCSD, 2018Co-Authors: Elbaa Mohamed, Berger Kévin, Douine Bruno, Bentridi, Salah Eddine, Halit Mohamed, Ailam, El HadjAbstract:PosterNational audienceL’aimantation des supraconducteurs, notamment par des champs magnétiques impulsionnels, nécessite le dimensionnement correct de l’inducteur. Dans cet article, nous avons développé un modèle analytique dans le but de calculer l’inductance d’une bobine dans un circuit ferromagnétique avec entrefer contenant une Pastille supraconductrice. Dans ce modèle, il s’agit de résoudre les équations de Laplace et de Poisson dans différentes régions d’intérêt à travers le potentiel vecteur magnétique. La résolution analytique s’effectue à l’aide d’un code de calcul développé sous MATLAB. Une simulation numérique sous COMSOL est également effectuée pour ce problème. Les deux méthodes sont comparées et les résultats coïncident parfaitement. L’expression analytique de l’inductance obtenue peut ainsi servir à dimensionner l’inducteur du système d’aimantation pour les supraconducteurs
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Modélisation analytique de l'inductance d'une bobine dans un circuit ferromagnétique en présence d'une Pastille supraconductrice
HAL CCSD, 2018Co-Authors: Elbaa Mohamed, Berger Kévin, Douine Bruno, Ailam, El HadjAbstract:National audienceToutes les méthodes d’aimantation des matériaux supraconducteurs sont basées sur la variation du champ magnétique appliqué qui résulte des caractéristiques de l’inducteur utilisé. Cependant, le moyen le plus commode et le plus courant est d'utiliser un champ magnétique pulsé. Dans ce travail, nous avons pu développer un modèle analytique qui a pour but de montrer l’effet de la présence d’une Pastille supraconductrice sur la valeur de l’inductance d’une bobine circulaire de section transversale rectangulaire placée dans un circuit ferromagnétique avec entrefer. Ce modèle est basé sur la détermination du potentiel vecteur magnétique à partir de la résolution des équations de Laplace et de Poisson dans les différentes régions d’intérêt en utilisant la méthode de séparation des variables. Les coordonnées cartésiennes sont employées dans cette étude. Cette résolution analytique s’effectue à l’aide d’un code de calcul développé sous MATLAB. Les résultats sont ensuite comparés avec ceux obtenus par une simulation numérique basée sur la méthode des éléments finis implémentée sous COMSOL. Une concordance remarquable est observée entre les deux résultats
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Aimantation de Pastilles supraconductrices en présence de matériaux ferromagnétiques
HAL CCSD, 2016Co-Authors: Gony Bashar, Berger Kévin, Douine Bruno, Lévêque Jean, Philippe Matthieu, Vanderheyden Benoît, Vanderbemnden PhilippeAbstract:PosterNational audienceLes Pastilles supraconductrices peuvent être aimantées et produire de forts champs magnétiques très supérieurs aux aimants permanents à condition d’être à très basses températures. Dans ce travail, nous étudions l’influence d’un matériau ferromagnétique sur le champ magnétique piégé par la Pastille. Premièrement, nous examinons le processus d’aimantation par un champ magnétique impulsionnel (Pulsed Field Magnetization). Nous présentons l’influence d’un circuit magnétique sur le champ magnétique piégé. Nous remarquons une nette amélioration du champ piégé dans la Pastille en utilisant le circuit magnétique. Dans un deuxième temps nous étudions l’impact d’un disque mince ferromagnétique attaché à la Pastille et examinons son effet sur le champ piégé dans la Pastille
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Aimantation de Pastilles supraconductrices
HAL CCSD, 2015Co-Authors: Berger Kévin, Douine Bruno, Koblischka Michael, Bernstein Pierre, Noudem Jacques, Lévêque JeanAbstract:National audienceLes Pastilles massives MgB2 ont une très faible densité de 2,64 g/cm3, par rapport à des échantillons REBaCuO qui sont autour 6,36 g/cm3, et aux aimants permanents NdFeB autour de 7,60 g/cm3. Dans la pratique, ce ratio élevé de l’ordre de 2-3 est maintenu. Du point de vue des applications électriques, cet avantage doit être pris en considération, et la génération de forts champs magnétiques en utilisant des matériaux ReBaCuO ou MgB2 doit être étudiée. Il est à noter que l’induction magnétique piégée par ces matériaux supraconducteurs est directement liée au potentiel des applications, notamment en termes de couple.Dans cet exposé, nous présenterons nos moyens d’aimantation de Pastilles HTc. Des résultats encourageants d’aimantation impulsionnelle dans l’azote liquide d’une Pastille YBCO insérée dans un circuit magnétique seront détaillés. Concernant les Pastilles MgB2 produites par « Spark Plasma Sintering », nous présenterons le champ produit à la surface d'une Pastille de 20 mm de diamètre et à l’intérieur d’un ensemble de 2 Pastilles de 20 mm de diamètre, à différentes températures. Certains détails concernant la dépendance des sauts de flux observés en fonction de la vitesse de balayage du champ magnétique appliqué seront également montrés
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Influence de la vitesse de la montée du champ magnétique sur la pénétration du champ magnétique dans une Pastille supraconductrice
HAL CCSD, 2015Co-Authors: Douine BrunoAbstract:National audienceL'utilisation des Pastilles supraconductrices dans les moteurs électriques est envisagée depuis quelques années. La connaissance de la diffusion du champ magnétique dans une Pastille supraconductrice est primordiale pour leur utilisation optimale. L'article présente l'influence de la vitesse de montée du champ magnétique sur la pénétration du champ magnétique étudiée à l'aide de simulations numériques comparées avec des résultats expérimentaux. L'influence de la valeur de n exposant de la loi en puissance liant le champ électrique et la densité de courant dans un supraconducteur est aussi étudiée à l'aide de simulations numériques. Une formule liant le champ de pénétration complète BP à ces différents paramètres en est déduite
Charton Sophie - One of the best experts on this subject based on the ideXlab platform.
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Procédé de coulage sous pression pour la fabrication par voie directe de Pastilles de combustible nucléaire : Influence des propriétés physiques des suspensions sur la filtrabilité
HAL CCSD, 2019Co-Authors: Diaz David, Puel François, Ode Denis, Brackx Emmanuelle, Doreau Franck, Charton SophieAbstract:International audienceNous étudions un procédé de précipitation/drainage pour la fabrication des Pastilles de combustible nucléaire. Cette voie « directe » (i.e. sans étape préalable de filtration et séchage des poudres) permettrait d'une part, d'accroitre la robustesse et la flexibilité du procédé de recyclage du combustible nucléaire et d'autre part de réduire la dissémination de poudre radioactive dans les boites à gants du procédé industriel. Les étapes clés de cette nouvelle voie d'élaboration reposent sur la précipitation en émulsion [1] et sur le développement d'un équipement de coulage sous pression adapté aux spécificités des suspensions mises en oeuvre. La mise au point de cette technique pour la fabrication de Pastilles de combustible est actuellement à l'étude. Le coulage sous pression a été largement étudié pour les composés céramiques. Sa simulation est validée au moyen d'expériences de filtration sur support [2]. Le carbonate de calcium est considéré comme produit « modèle ». Sa synthèse en réacteur agité permet d'accéder facilement à différents faciès cristallins [3]. A l'instar des travaux précédents [4], plusieurs lots de particules de distribution de taille et faciès parfaitement caractérisés (granulométrie, MEB, DRX) ont été synthétisés et analysés dans une cellule de filtration frontale à pression constante en régime dynamique. Une modélisation de l'influence de la polydispersité et la distribution du facteur de forme, pour de suspensions diluées a été mise en place. Pour des suspensions concentrées, nous avons réalisé une campagne de mesure en cellule de compression-perméabilité (régime stationnaire) sur de suspensions de CaCO 3. Une comparaison entre les résultats en régime permanent et non-permanent de l'estimation de la surface spécifique par perméation et de la modélisation de la perméabilité et de la compressibilité, a été effectuée (cf. Fig. 1). A partir de cette connaissance, des modèles plus complexes en deux dimensions pourraient être mis en place pour valider le pilote à échelle 1 du procédé de coulage sous pression, dimensionné dans une cellule de filtration radiale (cf. Fig. 2). Une étude comparative portant sur le solvant (éthanol, eaux mères, etc.) a en outre été menée. En effet, différents additifs (liants, dispersants, etc.) sont susceptibles d'être utilisés dans le procédé pour faciliter l'écoulement des suspensions, les propriétés mécaniques de la Pastille crue et/ou la densité finale de la Pastille frittée [5]. Il est donc primordial d'appréhender en amont l'influence des interactions physicochimiques entre les particules solides et le dispersant sur le procédé. Ces interactions sont liées à la taille et la surface spécifique des particules, ainsi qu'à la physico-chimie des interfaces. Elles seront prises en compte dans le modèle de perméabilité de type Kozeny-Carman en développement. Valider la tenue mécanique du gâteau après démoulage et lier les propriétés du cru à la compaction, est un objectif important pour la faisabilité du procédé de coulage sous pression. L'influence de la distribution de taille et de forme des particules, non seulement sur la filtrabilité, mais aussi sur la structure du cru obtenu est à modéliser [6]
Charton S. - One of the best experts on this subject based on the ideXlab platform.
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Procédé de coulage sous pression pour la fabrication par voie directe de Pastilles de combustible nucléaire : Influence des propriétés physiques des suspensions sur la filtrabilité
HAL CCSD, 2018Co-Authors: Diaz D., Ode D., Brackx E., Doreau F., Puel F., Charton S.Abstract:International audienceNous étudions un procédé de précipitation/drainage pour la fabrication des Pastilles de combustible nucléaire. Cette voie « directe » (i.e. sans étape préalable de filtration et séchage des poudres) permettrait d'une part, d'accroitre la robustesse et la flexibilité du procédé de recyclage du combustible nucléaire et d'autre part de réduire la dissémination de poudre radioactive dans les boites à gants du procédé industriel. Les étapes clés de cette nouvelle voie d'élaboration reposent sur la précipitation en émulsion [1] et sur le développement d'un équipement de coulage sous pression adapté aux spécificités des suspensions. Le coulage sous pression a été largement étudié pour les composés céramiques, comme le Si3N4 ou le YAG [2]. La mise au point de cette technique pour la fabrication de Pastilles de combustible est actuellement à l'étude. Dans ce cadre, le carbonate de calcium est considéré comme modèle. Sa synthèse en réacteur agité permet d'accéder facilement à différents faciès cristallins [3]. A l'instar des travaux précédents [4], plusieurs lots de particules de distribution de taille et faciès parfaitement caractérisés (granulométrie, MEB, DRX) ont été synthétisés afin de comprendre et de modéliser l'influence de ces propriétés sur la perméabilité et la compressibilité des gâteaux formés lors du coulage sous pression. Une étude comparative portant sur le dispersant (éthanol, eaux mères, etc.) a, en outre, été réalisée. En effet, différents additifs (surfactant, porogène, etc.) peuvent être utilisés dans le procédé pour faciliter l'écoulement des suspensions, améliorér la tenue mécanique de la Pastille crue et/ou la densité finale de la Pastille frittée. Il est donc primordial d'appréhender très en amont l'influence des interactions physicochimiques entre les particules solides et le solvant sur le procédé. Ces interactions (répulsions, formation de ponts capillaires [5], etc.) sont liées à la surface spécifique des particules et à la chimie des interfaces. Partant de la loi de Darcy, un modèle d'écoulement, reposant sur l'hydrodynamique d'un milieu poreux non uniforme et compressible, a été développé [4] et adapté pour simuler le coulage sous pression, en filtration frontale ou tangentielle. Les résultats obtenus sur les différents composés (taille, forme, intéractions chimiques) seront discutés et présentés