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Mesure et identification par RMN des cristaux de coulis d’hydrate pour le transport du froid

Publié le 03/11/2016

Offre technologique Brevet

 Type de partenariat

  • Licence
  • Collaboration pour développement

8 % des émissions de gaz à effet de serre proviennent de la consommation de fluides frigorigènes et du coût énergétique des machines frigorifiques.

L’utilisation de coulis d’hydrates permet de réduire les quantités de fluides frigorigènes utilisées  tout en transportant efficacement le froid, et donc participe à l’amélioration des performances énergétiques des systèmes frigoporteurs, enjeu important du développement durable.

Notre méthode innovante permet une mesure en temps réel par spectroscopie de RMN, pour identifier les cristaux hydrates et quantifier leur polymorphisme. La connaissance de leurs propriétés d’écoulement et de leurs propriétés à stocker et à restituer l’énergie permet de maîtriser leur transport jusqu’au lieu de demande de froid et d’optimiser les échanges thermiques.

Description technique


Les coulis d’hydrates sont des solutions aqueuses dans lesquelles des cristaux d’hydrates sont en suspension. Il s’agit ici d’hydrates de sels quaternaires formés à pression atmosphérique.

Notre méthode innovante permet la mesure en temps réel par spectroscopie de RMN, pour identifier les cristaux hydrates et quantifier leur polymorphisme.

La connaissance de leurs propriétés d’écoulement et de leurs propriétés à stocker et à restituer l’énergie permet de maîtriser leur transport jusqu’au lieu de demande de froid et d’optimiser les échanges thermiques.

Le dispositif utilise un spectromètre RMN à bas champ 20 MHz (technique non invasive et non destructive), mobile et régulé en température. Les mesures sont basées sur un traitement des signaux de relaxation qui permet sans étalonnage (utilisant un standard quelconque) d’identifier et de quantifier les polymorphes d’un coulis hydrates.
 

Avantages

  • Dispositif non-invasif et non-destructif
  • Méthode directe plus précise que celles sur le marché
  • Pas d’étalonnage nécessaire
  • Identification du type d’hydrate formé
  • Maîtrise du transport
  • Optimisation des échanges thermiques

Domaines d'application

  • Domaines :  Métrologie, Spectrométrie (RMN)
  • Applications :
    • Réfrigération et climatisation, Transport du froid : outil de mesure du taux de solide des fluides frigoporteurs diphasiques solide / liquide, de type coulis d’hydrates
    • Industrie pétrolière > Transport de gaz : détection et analyse des hydrates de méthane dans les puits de forage
    • Laboratoires de recherche sur la cristallisation (hydrates) : applications de stockage et distribution d’énergie thermique, applications de traitement d’effluents (séparation gaz, captage de CO2, traitement de l’eau et des lixiviats, dessalement…)

Stade de développement

  • Validation de la technologie en laboratoire (TRL 4)

Propriété intellectuelle

  • Brevet déposé : PCT/FR2016/050531 « Procédé d'identification et de quantification des proportions relatives des différentes fractions cristallisées présentes dans un coulis d'hydrate et son utilisation pour les fluides frigoporteurs »

Equipe(s) de recherche

Corinne Rondeau, UR OPAALE,  Irstea Rennes – corinne.rondeau@irstea.fr

Anthony Delahaye,  UR GPAN (Génie des Procédés), Irstea Antony – anthony.delahaye@irstea.fr

Contact 

Véronique Vissac-Charles / Valorisation – Transfert - dvt@irstea.fr