Additifs réducteurs de perte de charge en écoulement

B. Herzhaft (1)

1 IFPEN - IFP Energies nouvelles

Les additifs dits réducteurs de perte de charge les plus courants sont des solutions diluées de polymères, mais il existe d'autres types d'additifs, comme des particules solides (fibres) ou des tensioactifs (sous forme de micelles cylindriques). Ces additifs en concentration infinitésimale agissent en régime turbulent et peuvent diminuer les pertes de charge en écoulement jusqu'à 80 % par rapport au solvant pur. Leur mécanisme d'action n'est pas clairement établi, mais c'est en interagissant avec la structure de la turbulence que ces additifs vont réduire la dissipation d'énergie et donc les pertes de charge. Entre deux régimes limites - un régime sans drag reducers et le régime asymptotique où la réduction de frottement est maximale - existe un régime intermédiaire où la réduction de frottement va dépendre des caractéristiques de l'écoulement et du type d'additif. Ce régime est caractérisé par l'apparition d'une couche intermédiaire élastique entre la couche visqueuse pariétale et le noyau turbulent de l'écoulement. Des comportements différents peuvent être observés suivant la conformation des additifs macromoléculaires. L'extension des molécules en pelotes, et/ou l'alignement des polymères étendus (ou des autres additifs anisotropes) dans l'écoulement sont caractéristiques de ce phénomène de réduction de frottement.

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B. Herzhaft. Additifs réducteurs de perte de charge en écoulement. Oil & Gas Science and Technology - Revue d'IFP Energies nouvelles, 2000, 55 (5), pp.501-509. ⟨10.2516/ogst:2000037⟩. ⟨hal-02054058⟩