Centrifugeuse

Centrifugeuse

Une centrifugeuse est un appareil destiné à imprimer une accélération, grâce à un mouvement de rotation, à un mélange liquide-solide (par exemple, un colloïde). Le plus souvent, le mélange est déposé dans un récipient perforé de multiples orifices, la taille de ceux-ci étant suffisamment grande pour laisser passer le liquide et assez petite pour empêcher le passage du solide. Ce type d'appareil peut aussi servir à séparer les mélanges constitués de parties ayant une densité différente.

L'essoreuse à salade en est une : sous l'effet de la rotation, une accélération due à une force centrifuge est appliquée au contenu. Les feuilles de laitue sont bloquées par les parois du panier perforé et l'eau est éjectée sur les parois du récipient : le corps dense est séparé du corps moins dense.

Ces appareils trouvent des applications technologiques et industrielles très importantes :

Sommaire

Pour le vin et la bière

Centrifugeuse industrielle utilisée pour la mise au propre des vins après fermentation alcoolique

La centrifugation peut être utilisée pour clarifier rapidement les vins ou les bières après fermentation alcoolique ou avant filtration de finition en vue d'une mise en bouteilles. Elle permet d'éliminer rapidement une grande partie des particules et des micro-organismes en suspension responsables de faux-goûts éventuels (odeurs soufrées) et de déviations microbiologiques.

Essoreuse décantatrice

Essoreuse décantatrice
* 1 : collecteur des buées, avec des ouvertures (bleu) * 2 : ouvertures de décharge du solide * 3 : ouvertures de décharge du liquide * 4 : vis sans fin * 5 : rotor (rouge) * 8 : carcasse fermée

La centrifugation industrielle utilise des machines particulières pour la séparation de phase entre solide et liquide. L'un des modèles plus communes est l'essoreuse décantatrice.

La carcasse est stationnaire et solidaire avec la base de l'appareil. Le collecteur des buées 1/4 et le rotor 5 tournent, et cela dispose les parties solides, ayant une densité élevée, sur la surface intérieure du rotor 5; à vitesses différentes. ceci permet un mouvement axial du solide qui est donc entrainé par la vis sans fin vers les ouvertures 6, d'où le solide est projeté vers la sortie 2. La fraction liquide déverse par les ouvertures 7 et est également projetée vers la sortie 3.

Centrifugeuse en cuisine

Des centrifugeuses électriques sont utilisées en cuisine, y compris par des particuliers, pour extraire le jus des fruits et des légumes. Elle est aussi utilisée pour sécher la laitue. (centrifugeuse pour laitue)

Les centrifugeuses utilisées pour l'enrichissement du combustible nucléaire

Elles permettent, par un procédé sophistiqué et long de centrifugation gazeuse de séparer grâce à la différence de vitesse de décantation centrifuge les produits de densité différente (tel l'hexafluorure d'uranium 238 de l'hexafluorure d'uranium 235 plus léger, en vue d'augmenter sa proportion et d'enrichir le futur combustible nucléaire, l'uranium naturel n'étant pas suffisamment riche en uranium 235 fissile)[1].

Le minerai d'uranium doit d'abord être purifié puis transformé en gaz (hexafluorure d’uranium ou UF6). Ce gaz est injecté dans une centrifugeuse spéciale, dont le rotor tourne à très grande vitesse dans un caisson sous vide. Avec le temps les isotopes U238 (plus lourds) se déportent puis s’agrègent contre la paroi de la centrifugeuse, tandis que les molécules d’U235 plus légères s’accumulent au centre. Divers procédés favorisent une bonne séparation. L'opération est renouvelée jusqu'à obtention du résultat voulu. On parle de cascade de centrifugeuse (montées en séries, et en parallèles par milliers). Au fur et à mesure de leur passage d'une centrifugeuse à l'autre, la teneur en uranium 235 augmente. L'UF6 appauvri est renvoyé au début de la cascade pour être retraité.

Le procédé a été développé dans les années 1980 aux USA par le DoE, avec la construction d'une première cascade d'essai (1300 centrifugeuses à gaz) au laboratoire d'Oak Ridge (Tennessee) et à l'usine d'enrichissement de Piketon (Ohio) qui a exploité une centaine de centrifugeuses durant 9 mois. L'idée a été abandonnée en 1986 puis relancée avec un système de séparation d'isotopes par vapeur et laser (SILVA, qui fait depuis 2000 l'objet de recherches par l'USEC). Plusieurs industriels ont développé la centrifugation gazeuse : russes et anglais (Urenco qui a créé dans les années 1990 une société ERP), allemands, néerlandais...

Cette solution tend à remplacer les autres alternatives d'enrichissement (procédé laser, séparation électromagnétique ou diffusion thermique liquide et même séparation par diffusion gazeuse (très consommatrice d'énergie)[2]). L'enrichissement accroît le taux d'isotope 235 (de 0,7 %, il passe à 4 à 6 % selon la durée de centrifugation, et selon la commande du client).

Elles sont nécessaires pour la production de combustible nucléaire, mais aussi pour la production de matériel militaire, ce pourquoi les usines d'enrichissement et le nombre de centrifugeuses sont surveillés par l'AIEA. À titre d'exemple, l'Iran qui a déjà une usine en activité à Natanz (pouvant accueillir 54 000 centrifugeuses, au moins 8582 mi 2010[3] prévoit 9 autres usines et a annoncé construire sa troisième usine en 2011[4]).

Aux USA, les usines d'enrichissement sont soumises à La loi qui leur impose une assurance responsabilité civile pour l'installation, des inspections spéciales, dont avant de commencer les opérations et une étude d'impact poussée, notamment en raison des risques de pollution de l'air. Les déchets radioactifs que produisent ces usines doivent être traités selon les lois en vigueur.

Les centrifugeuses en recherche

Centrifugeuse utilisée en biologie

Outre la décantation d'éléments disparates, des centrifugeuses géantes peuvent être utilisées pour mieux modéliser les interactions entre un modèle réduit et des forces extérieures : séismes, cyclones... Une soixantaine d'instruments de ce type existent de par le monde (dont deux en France, une à usage civil, celle de Bouguenais au laboratoire central des ponts et chaussées de Nantes et celle du Cesta (Centre d’études scientifiques et techniques d’Aquitaine), à usage militaire, près de Bordeaux). .

Utilisation en aéronautique et astronautique

Les centrifugeuses sont utilisées pour la formation des astronautes et l'entrainement des pilotes militaires. Elles permettent de tester leur résistance aux accélérations importantes et de renforcer celle-ci.

Centrifugeuse utilisée par la NASA pour l'étude de l'équilibre sur des astronautes
Centrifugeuse utilisée à la NASA

Notes et références

  1. Uranium Enrichment ; Coming Full Circle Oak Ridge National Laboratory's Communications and External Relations.
  2. Principe de la centrifugation gazeuse, par ETC (producteur)
  3. Rapport AIEA, mai 2010
  4. Enerpress n° 10139, p 2 mercredi 18 aout 2010

Voir aussi

Sur les autres projets Wikimedia :

Articles connexes


Wikimedia Foundation. 2010.

Contenu soumis à la licence CC-BY-SA. Source : Article Centrifugeuse de Wikipédia en français (auteurs)

Игры ⚽ Поможем сделать НИР

Regardez d'autres dictionnaires:

  • centrifugeuse — [ sɑ̃trifyʒøz ] n. f. • 1897; de centrifuger ♦ Techn. Appareil permettant de soumettre des corps, des substances à une rotation très rapide pendant des intervalles de temps variables. ⇒ centrifugation. Centrifugeuse d un laboratoire de biologie.… …   Encyclopédie Universelle

  • centrifugeuse — centrifuga statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. centrifuge; spinner vok. Schleuder, f; Zentrifuge, f rus. центрифуга, f pranc. centrifugeur, m; centrifugeuse, f …   Automatikos terminų žodynas

  • centrifugeuse — centrifuga statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. centrifuge; spinner vok. Zentrifuge, f rus. центрифуга, f pranc. centrifugeuse, f …   Fizikos terminų žodynas

  • Centrifugeuse satellitaire — Les centrifugeuses satellitaires correspondent à une nouvelle famille d équipements utilisés en tribofinition (ébavurage, polissage de surfaces de pièces en vrac le plus souvent) La tribofinition intègre les techniques de polissage,… …   Wikipédia en Français

  • Centrifugeuse satellitaire à axes obliques — Les centrifugeuses satellitaires constituent une nouvelle famille d équipements utilisés en tribofinition. Précédemment, le polissage par tribofinition était effectué en mode vibratoire : Un vibrateur est une cuve vibrante contenant des… …   Wikipédia en Français

  • centrifugeuse ionique — jonų centrifuga statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. ionic centrifuge vok. Ionenzentrifuge, f rus. ионная центрифуга, f pranc. centrifugeuse ionique, f …   Fizikos terminų žodynas

  • Gaz Isotherme En Centrifugeuse — La loi de répartition du gaz parfait globalement immobile dans le cylindre vertical (hauteur H , rayon R) est stratifiée en distance axiale , cette fois non pas à cause d un mgz , mais d une énergie potentielle centrifuge : 1/2 m Ω2r2. On s… …   Wikipédia en Français

  • Gaz isotherme en centrifugeuse — La loi de répartition du gaz parfait globalement immobile dans le cylindre vertical (hauteur H, rayon R) est stratifiée en distance axiale, cette fois non pas à cause d un mgz, mais d une énergie potentielle centrifuge : 1/2 m Ω2r2. On s… …   Wikipédia en Français

  • tranche après étuvage en centrifugeuse — centrifugoje išdžiovinta plokštelė statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: angl. spin dry wafer vok. trockengeschleuderter Wafer, m rus. пластина после сушки в центрифуге, f pranc. tranche après étuvage en centrifugeuse, f …   Radioelektronikos terminų žodynas

  • Centrifugeuses — Centrifugeuse Une centrifugeuse est un appareil destiné à imprimer une accélération, grâce à un mouvement de rotation, à un mélange liquide solide (par exemple, un colloïde). Le plus souvent, le mélange est déposé dans un récipient perforé de… …   Wikipédia en Français

Share the article and excerpts

Direct link
Do a right-click on the link above
and select “Copy Link”