Etude expérimentale de la dynamique de triboélectrification des particules isolantes dans un canal métallique

Abstract

L'électricité statique, résultant du chargement triboélectrique entre deux matériaux isolants ou entre un matériau isolant et un matériau conducteur, est un phénomène bien connu qui se produit presque quotidiennement dans notre vie. Bien que considérée comme indésirable, l'électricité statique a été exploitée dans de nombreuses applications utiles, notamment la séparation électrostatique des mélanges de particules et les nanogénérateurs triboélectriques (TENG). Malgré les nombreuses études et recherches menées par de nombreux chercheurs et les divers résultats obtenus sur la tribocharge, ce phénomène reste encore mal compris et suscite de nombreuses questions. L'objectif de cette thèse est d'analyser le comportement électrostatique de diverses surfaces polymères et d'étudier l'influence de différents facteurs internes et externes sur la charge triboélectrique. Pour atteindre cet objectif, une installation expérimentale pour charger les particules par triboélectricité a été réalisée. Une partie de ce travail a été consacrée à la modélisation de la charge triboélectrique à l'aide de deux méthodes de prédiction différentes : la méthode de ‘‘Monte Carlo’’ et la méthode de ‘‘Machine Learning’’. Les résultats ont montré que les deux méthodes sont capables de prédire la charge triboélectrique, et les résultats sont très proches des résultats expérimentaux. Nous avons également présenté une étude expérimentale sur l'effet de la température et de la longueur du tube sur la charge triboélectrique des particules, et également l'effet des conditions ambiantes. Les résultats ont montré que ces facteurs ont un impact évident sur la charge des particules. Nous consacrons également une grande partie de cette thèse à l’étude de l'impact de la charge initiale, de la quantité massique des particules, de l'angle d'inclinaison du tube ainsi que du type de particules sur la charge de saturation d'un groupe de particules de taille millimétrique. Nous avons obtenu des résultats intéressants, notamment concernant l'influence de la charge initiale, où la valeur de la charge initiale et la polarité de la charge des particules ont un impact sur la charge de saturation de ces particules.