{"id":{"repo_id":"sherbrooke","oai_identifier":"oai:usherbrooke.scholaris.ca:11143/20117"},"canonical_url":"https://search.dev.ndltd.org/etd/sherbrooke/oai:usherbrooke.scholaris.ca:11143/20117","repository":{"repo_id":"sherbrooke","name":"Université de Sherbrooke","base_url":"https://usherbrooke.scholaris.ca/server/oai/request"},"display":{"title":"Modélisation numérique d’un décanteur utilisé dans le traitement d’eaux usées pour l’exploitation minière","abstract":"L’eau est une ressource capitale dans le processus d’extraction minier, c’est pourquoi son traitement est important pour la bonne gestion d’une mine. Pouvoir traiter cette eau sous terre plutôt qu’en surface permet de faire des économies énergétiques et financières et ce d’autant plus que la mine est profonde. À cet effet, l’entreprise Technosub propose le procédé Mudwizard basé essentiellement sur l’utilisation d’un décanteur. Après l’injection d’un polymère et un mélange avec les eaux usées, les flocs de terre ainsi formés sont séparés par gravitation dans le décanteur. L’objectif de ce projet est d’étudier la dynamique des fluides au sein de ce décanteur et de proposer une optimisation du procédé. La littérature est restreinte sur le sujet car le traitement de l’eau se fait le plus souvent en surface ou en profondeur à l’aide d’hydrocyclones. Cette dernière option est rejetée par Technosub, car de nombreux problèmes d’usure apparaissent lors du traitement d’un débit important. Étant donné la difficulté d’obtenir des résultats expérimentaux et de tester de nouvelles variations sur des modèles à échelle réelle, l’étude sera basée sur des simulations numériques avancées. Cette difficulté ainsi que le faible nombre d’articles traitant de ce sujet dans le secteur minier impose de calibrer la modélisation tout d’abord à l’aide de plusieurs cas expérimentaux typiques de la littérature à savoir un écoulement diphasique de particules de verre dans un tuyau considéré par Kaushal et al: [26] et un écoulement multiphasique de particules de roches calcaires dans un hydrocyclone étudié par Delgadillo et Rajamani [16]. Ensuite une comparaison sera faite avec de nouveaux résultats expérimentaux en similitude obtenus sur un modèle réduit de décanteur. Une fois la modélisation numérique validée, la géométrie initiale de Technosub a été simulée dans les mêmes conditions d’opération (à savoir un débit d’entrée de 0:0097 m3 s􀀀1) que celles d’une mine profonde typique. Elle démontre une très bonne efficacité de séparation pour les particules de terre floculées. Cependant après plusieurs simulations, on constate qu’il est possible d’augmenter le débit d’entrée jusqu’à 0:021 m3 s􀀀1 sans perdre en efficacité. Ensuite, plusieurs variations géométriques se basant sur la revue de la littérature ont été étudiées. L’effet Boycott généré par la présence de parois inclinées de 30 degrés au sein de l’écoulement permet une forte amélioration de la sédimentation. En effet, la perte d’efficacité de la sédimentation avec l’augmentation du débit est bien plus faible avec cette dernière géométrie qu’avec le modèle initial.","abstract_html":"L’eau est une ressource capitale dans le processus d’extraction minier, c’est pourquoi son traitement est important pour la bonne gestion d’une mine. Pouvoir traiter cette eau sous terre plutôt qu’en surface permet de faire des économies énergétiques et financières et ce d’autant plus que la mine est profonde. 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Étant donné la difficulté d’obtenir des résultats expérimentaux et de tester de nouvelles variations sur des modèles à échelle réelle, l’étude sera basée sur des simulations numériques avancées. Cette difficulté ainsi que le faible nombre d’articles traitant de ce sujet dans le secteur minier impose de calibrer la modélisation tout d’abord à l’aide de plusieurs cas expérimentaux typiques de la littérature à savoir un écoulement diphasique de particules de verre dans un tuyau considéré par Kaushal et al: [26] et un écoulement multiphasique de particules de roches calcaires dans un hydrocyclone étudié par Delgadillo et Rajamani [16]. Ensuite une comparaison sera faite avec de nouveaux résultats expérimentaux en similitude obtenus sur un modèle réduit de décanteur. Une fois la modélisation numérique validée, la géométrie initiale de Technosub a été simulée dans les mêmes conditions d’opération (à savoir un débit d’entrée de 0:0097 m3 s􀀀1) que celles d’une mine profonde typique. Elle démontre une très bonne efficacité de séparation pour les particules de terre floculées. Cependant après plusieurs simulations, on constate qu’il est possible d’augmenter le débit d’entrée jusqu’à 0:021 m3 s􀀀1 sans perdre en efficacité. Ensuite, plusieurs variations géométriques se basant sur la revue de la littérature ont été étudiées. L’effet Boycott généré par la présence de parois inclinées de 30 degrés au sein de l’écoulement permet une forte amélioration de la sédimentation. En effet, la perte d’efficacité de la sédimentation avec l’augmentation du débit est bien plus faible avec cette dernière géométrie qu’avec le modèle initial.","Water is an important resource in the mining extraction process and that is why its cleaning is important for a good managing of the mine. Being able to clean this water underground rather than at the surface makes important financial savings possible. For this purpose, the company Technosub has created the Mudwizard system based on the flocculation of dirt particles by injecting a specific polymer in the incoming water and their settling by gravity inside a decanter. The goal of this project is to study the flow dynamics inside this decanter and suggest a more efficient design. The state of the art on this topic is very limited as water treatment is usually made overground or using hydrocylones. This last option has been rejected by Technosub as it has many wear and maintenance problems. As obtaining reliable experimental results and test new variations on the real size decanter is quite hard, the study will be based on advanced numerical simulations. This difficulty as well as the low number of publications on this topic force the numerical modelling to be calibrated using two standard experimental database available in the literature: glass particles inside a pipe and limestone particles inside an hydrocyclone. Then the numerical results will be compared with experimental data from a small scale decanter. Once the numerical model is validated, Technosub’s initial geometry is simulated using the same operating conditions (0.0097 m3 s􀀀1 inflow) as in a real underground mine. This geometry shows good settling efficiency for flocculated dirt particles. However it is possible to increase the mixture inflow up to 0.021 m3 s􀀀1 without loosing any efficiency. Then many geometrical variations based on the state of the art have been tested. The Boycott effect induced by inclined surfaces inside the decanter allows for an increase in particle settling and reduces the loss of efficiency with the increase of mixture inflow compared to the initial geometry."]},{"key":"dc:title","label":"Title","values":["Modélisation numérique d’un décanteur utilisé dans le traitement d’eaux usées pour l’exploitation minière"]}]}],"canonical_facts":{"dc:contributor.advisor":["Poncet, Sébastien","Rancourt, David"],"dc:creator":["Monot, Antoine"],"dc:date.accessioned":["2023-02-09T13:50:58Z"],"dc:date.available":["2023-02-09T13:50:58Z"],"dc:date.issued":["2021"],"dc:description.abstract":["L’eau est une ressource capitale dans le processus d’extraction minier, c’est pourquoi son traitement est important pour la bonne gestion d’une mine. Pouvoir traiter cette eau sous terre plutôt qu’en surface permet de faire des économies énergétiques et financières et ce d’autant plus que la mine est profonde. 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Cette difficulté ainsi que le faible nombre d’articles traitant de ce sujet dans le secteur minier impose de calibrer la modélisation tout d’abord à l’aide de plusieurs cas expérimentaux typiques de la littérature à savoir un écoulement diphasique de particules de verre dans un tuyau considéré par Kaushal et al: [26] et un écoulement multiphasique de particules de roches calcaires dans un hydrocyclone étudié par Delgadillo et Rajamani [16]. Ensuite une comparaison sera faite avec de nouveaux résultats expérimentaux en similitude obtenus sur un modèle réduit de décanteur. Une fois la modélisation numérique validée, la géométrie initiale de Technosub a été simulée dans les mêmes conditions d’opération (à savoir un débit d’entrée de 0:0097 m3 s􀀀1) que celles d’une mine profonde typique. Elle démontre une très bonne efficacité de séparation pour les particules de terre floculées. Cependant après plusieurs simulations, on constate qu’il est possible d’augmenter le débit d’entrée jusqu’à 0:021 m3 s􀀀1 sans perdre en efficacité. Ensuite, plusieurs variations géométriques se basant sur la revue de la littérature ont été étudiées. L’effet Boycott généré par la présence de parois inclinées de 30 degrés au sein de l’écoulement permet une forte amélioration de la sédimentation. En effet, la perte d’efficacité de la sédimentation avec l’augmentation du débit est bien plus faible avec cette dernière géométrie qu’avec le modèle initial.","Water is an important resource in the mining extraction process and that is why its cleaning is important for a good managing of the mine. Being able to clean this water underground rather than at the surface makes important financial savings possible. For this purpose, the company Technosub has created the Mudwizard system based on the flocculation of dirt particles by injecting a specific polymer in the incoming water and their settling by gravity inside a decanter. The goal of this project is to study the flow dynamics inside this decanter and suggest a more efficient design. The state of the art on this topic is very limited as water treatment is usually made overground or using hydrocylones. This last option has been rejected by Technosub as it has many wear and maintenance problems. As obtaining reliable experimental results and test new variations on the real size decanter is quite hard, the study will be based on advanced numerical simulations. This difficulty as well as the low number of publications on this topic force the numerical modelling to be calibrated using two standard experimental database available in the literature: glass particles inside a pipe and limestone particles inside an hydrocyclone. 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