Etude de l'évolution de la texture de solides combustibles au cours de l'incandescence chimique

Abstract

Ce travail a eu pour objet l’étude de l’évolution de la texture de solides combustibles au cours de leur combustion par incandescence chimique. Un polymère artificiel thermostable : le poly (phenolformaldehyde) et une macromolécule naturelle : un (semi) coke de charbon ont été pris comme exemple. Une étude texturale classique par examen statistique d’échantillons prélevés au cours de la réaction, en utilisant la microscopie électronique et l’adsorption physique d’Azote pour la détermination des aires spécifiques (B.E.T) a été tout d’abord entreprise. L’augmentation de l’aire spécifique au cours de l’incandescence traduit, une évolution de la structure poreuse et l’apparition d’une très importante microporosite. L’adsorption physique de molécules gazeuses de différents diamètres montre que dans le cas du poly (phenolformaldehyde), ce polymère en cours de réaction possède une structure fractale qui conduit à un état de division extrême. Les données expérimentales nous permettent de déduire que la fonction de distribution de pores (homogène et isotrope) proposée par Simons et Coll, est applicable ici en tenant compte de la dimention fractale D trouvée. Dans une seconde série d’expériences la microscopie électronique en atmosphère contrôlée pour l’étude "in situ" des réactions de combustion sur des grains de quelques micromètres a été utilisée. Les deux régimes cinétiques habituels ont été mis en évidence. Ils sont séparés par une température critique (Tc) qui croit avec le rayon initial de la particule. L’extrapolation de Tc pour les particules de taille macroscopique est raisonnablement assimilable à leur température critique d’incandescence, obtenue par thermogravimétrie.