Utilisation de la lévitation acoustique pour la concentration de pulpe de papier

Dans les usines de pâte et papier, des techniques mécaniques sont utilisées pour éliminer les suspensions solides accumulées et concentrer la pulpe de papier. Pour des raisons environnementales et dans le but d’optimiser la fabrication de papier, l’enjeu est aujourd’hui de développer une nouvelle méthode pour filtrer les solides ou fibres du flux d'eau. L'idée de départ porte ainsi sur l’utilisation de la lévitation acoustique qui permet la suspension de particules de matière dans un milieu en utilisant la pression de rayonnement d’une onde acoustique. La force acoustique de rayonnement provenant du champ ultrasonore couplée à la force de trainée permettent alors de faire migrer les solides et de les séparer du flux d'eau. L’objectif est ainsi, en s’appuyant sur les connaissances actuelles en lévitation acoustique, de déterminer les conditions opératoires optimales pour le déploiement d’un procédé industriel de concentration de pulpe par méthode ultrasonore. Ainsi, un état de l’art à partir de travaux existants est réalisé dans un premier temps. Des applications de lévitation acoustique dans différents milieux sont notamment étudiées. De plus, les caractéristiques des flux de pulpe sont mises en avant. Les transducteurs de puissance créant l’onde ultrasonore sont aussi analysés. Ensuite différentes expériences préliminaires pour un cas de pulpe stationnaire sont réalisées afin de valider l’utilisation de la lévitation acoustique pour la concentration de pulpe de papier. Différents paramètres et conditions sont ainsi identifiés. Un modèle numérique de lévitation acoustique en présence d’un flux de pulpe de papier est alors développé afin de réaliser une étude visant à optimiser les paramètres et conditions mis en avant expérimentalement. Ce modèle 2D axisymétrique se base sur des modèles existants de lévitation acoustique en milieu micro fluidique. A la suite de cette étude numérique un ensemble de paramètres permettant la concentration de la pulpe de papier est obte