Thermodynamique des équilibres

Dans tout procédé de transformation de lamatière et/ou del’énergie,la thermo- dynamique joue un rôle essentiel, et ce à demultiples points de vue. En effet,qui dit transformation de lamatière ou de l’énergie, dit changement des grandeurs ther- modynamiques fondamentales qui permettent de quantifier l’état de lamatière. On parlera biensûr d’entropie,d’enthalpie,de potentiel chimique etc...et bien sûr aussi de toutes les relations entre ces grandeurs. C’est par la maîtrise de la thermodyna- mique d’un procédé que l’on peut le concevoir (dimensionnement, optimisation) et le piloter (contrôle des procédés). Si de nos jours il est aisé d’utiliser des logiciels de thermodynamique et de Flow-sheeting (Aspen, Pro/II,ProSim...), la thermodynamique telle qu’elle est enseignée d’une manière formelle (les relations entre les grandeurs thermodynamiques, les conditions d’équilibre...) ne suffit pas. Chaque procédéé tant différent, il est nécessaire d’utiliser les bons outils, permettant de modéliser les différentes espèces chimiques et les différentes phases en présence. Ce dernier point est d’une importance capitale, car conditionnant la précision des calculs, de la simulation, et ainsi le design final du procédé. L’objectif de ce présent document n’est pas de réécrire le cours de thermodynamique de première année, mais plutôt de proposer une approche plus pragmatique, tout en restant scientifique, de la thermodynamique en génie de procédé. Dans ce document,on proposera, après avoir rappelé quelques principes fonda mentaux, les principales méthodes permettant de calculer des équilibres de phases : liquide-vapeur , liquide-liquide, et liquide-solide.