Analyse expérimentale des propriétés mécaniques des tanins

Résumé

Des sommes substantielles sont dépensées chaque année pour remplacer des pièces endommagées par la corrosion. Plusieurs types de produits existent afin de protéger les réseaux fermés de chauffage et refroidissement contre la corrosion, dont un produit vert ; les tanins purifiés. Les objectifs de ce projet sont d’étudier les effets de la variation de la vitesse d’écoulement et de la concentration de tanins sur la couche protectrice créée par les tanins. De plus, le but est de comprendre les paramètres qui peuvent nuire aux tanins tels que l’oxygène. Une étude antérieure effectuée en laboratoire ainsi que des observations empiriques industrielles ont montré qu’une concentration de tanins de l’ordre de 275 ppm devrait être suffisante pour bien protéger le système. L’unité semi-pilote, une boucle fermée, a permis d’étudier une quinzaine de combinaisons différentes découlant des deux conditions étudiées soit la concentration de tanins et la vitesse d’écoulement. Les concentrations de 37,5, 75, 275, 550 et 1100 ppm ainsi que les vitesses d’écoulement 0,05, 0,91 et 2,13 m/s ont été étudiés. La concentration recommandée de 275 ppm s’est avérée insuffisante pour protéger la surface et réagir avec l’oxygène. L’utilisation de concentrations plus élevées (550 ppm et 1100 ppm) permet d’atteindre les critères fixés par l’industrie. En effet, les surfaces sont propres et des analyses par traitement d’images des coupons ont montré un pourcentage de surface endommagée inférieure à 6%, peu importe la vitesse d’écoulement, comparativement à plus de 40% pour une concentration de 275 ppm. En laboratoire, des essais ont été réalisés dans trois environnements : soit ouvert en présence d’oxygène, fermé en présence d’oxygène et fermé en absence d’oxygène. Les coupons soumis à un environnement ouvert présentent de l’oxyde de fer et des taches noires et/ou brunes tandis qu’en absence d’oxygène, les coupons sont en bon état et la couleur caractéristique des tanins est apparue sur les surfaces. L’oxygène est un facteur critique qui affecte les tanins et réduit la protection de la surface. Pour déterminer la provenance de ces taches, l’analyse, effectuée par diffraction rayon X réalisée sur certains échantillons, démontre que majoritairement ces taches sont constituées de fer et d’oxygène. La mesure d’absorbance des concentrations de tanins au spectrophotomètre démontre qu’à une longueur d’onde de 280 nm, il y a un épaulement caractéristique des tanins tandis qu’à 420 nm, l’intensité d’absorbance est bien moindre. La vitesse d’écoulement n’a pas d’effet sur la qualité de la couche protectrice à condition que la quantité de molécules de tanins dans l’eau soit suffisante. Au démarrage de l’unité semi-pilote, la concentration recommandée (275 ppm) n’est pas assez élevée pour réagir avec l’oxygène et créer la couche protectrice sur la surface, il faudrait donc utiliser une concentration supérieure. Dans ce cas-ci, il est recommandé d’utiliser 550ppm, mais d’autres recherches pourraient déterminer la concentration critique se situant entre 275 ppm et 550 ppm.

Date	18 nov. 2016
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Stéphane Hallé (Directeur(-trice)) & Roger Gaudreault (Codirecteur(-trice))