Modélisation du transfert de matière et de la consommation énergétique dans les procédés d’extraction

Abstract

Le but de cette thèse est d’une part d’évaluer le potentiel de généralisation des modèles décrivant les cinétiques d’extraction des huiles essentielles et la vérification de leurs hypothèses et d’autre part de développer des modèles traduisant la consommation énergétique au cours des procédés d’extraction. Une base de données de 362 cinétiques a été constituée à partir des travaux rapportés dans la littérature. Les simulations faites avec les modèles connus et ceux développés dans le cadre de ce travail montrent que le modèle simple du 1er ordre considérant que le processus régit par un phénomène de surface ou de diffusion en phase solide avec plusieurs hypothèses simplificatrices donne des résultats en bonne concordance avec les données expérimentales dans plus de 80% des cas étudiés. Les modèles plus complexes considérant plusieurs phénomènes paraissent être plus précis cependant tous les modèles convergent vers celui du premier ordre au-delà des premiers instants. Ainsi le modèle simple du 1er ordre semble assez général et permet en pratique de prédire avec précision le rendement final en huile essentielles et la durée d’extraction. Ces modèles cinétiques ont permis la modélisation et l’optimisation de la consommation d’énergie lors de l’extraction des huiles essentielles et le développement d’un indicateur d’efficacité énergétique donnant l’évolution de l’énergie consommée par unité de masse d’huile extraite. Les résultats obtenus montrent que la consommation d’énergie simulée est en bonne concordance avec les valeurs mesurées dans la quasi-totalité des cas étudiés et que l’augmentation du taux de récupération d’huile entre 90 et 99% induit une consommation d’énergie multipliée par un facteur entre 1.8 et 11 aussi bien dans les procédés conventionnels qu’assistés par microondes. Ceci prouve que la recherche d’un rendement maximal en huile ne représente ni un optimum économique ni écologique. Cette approche de modélisation donne un aperçu sur les conditions de travail optimales en faveur d’une production propre d’huile essentielle et peut être considérée comme un outil précieux pour augmenter l’efficacité énergétique et réduire les coûts de production.