Ahmed Hourri
Étude expérimentale de la constante
diélectrique appliquée à divers systèmes :
gaz purs, mélanges binaires gazeux et gaz-solide.
03-2191316

RÉSUMÉ

La mesure absolue de la permittivité statique (e) en fonction de la pression permet de déduire le premier coefficient du viriel de la constante diélectrique (Ae) qui représente l'interaction d'une molécule avec le champ externe. La méthode de l'expansion basée sur la mesure de e, conduit à la détermination du second (Be) et du troisième (Ce) coefficients du viriel de la constante diélectrique qui sont respectivement dûs à l'interaction entre deux et trois molécules.

Nous présentons dans cette thèse trois articles. L'intérêt dans ces études est aussi bien fondamental qu'appliqué. Dans notre premier article, nous avons montré selon une approche développée dans notre laboratoire, que la mesure absolue de la permittivité statique d'un échantillon gazeux en fonction de la pression, lorsqu'associée à l'évaluation indépendante de Be et Ce fournit des valeurs fort précises de la densité molaire (r) et par la suite du facteur de compressibilité (Z) de l'échantillon gazeux étudié. Dans ce sens, la méthode diélectrique a été appliquée à la détermination de la densité molaire et par conséquent du facteur de compressibilité pour les composantes suivantes du gaz naturel : le méthane (CH4), l'éthane (C2H6), le propane (C3H8) et le butane (n-C4H10), à 298.15 K pour des pressions allant jusqu'à 15 MPa.

Étant donné que le deuxième coefficient du viriel de la constante diélectrique est intimement lié au potentiel intermoléculaire, l'objectif principal dans notre deuxième article était de comprendre l'interaction mixte (C02 - SF6). En effet, nous avons mesuré les trois premiers coefficients du viriel de la constante diélectrique de 5 mélanges du C02 - SF6 à 322.85 K. L'étude ces mélanges de différentes compositions du C02 nous a conduit à obtenir le deuxième coefficient du viriel de l'interaction mixte C02 - SF6. Après l'analyse des différents termes de celui-ci, nous avons explicité la contribution orientationelle à partir de laquelle nous avons obtenu une valeur du moment quadrupolaire de la molécule C02 q = (4.48 ± 0.30)X10-26 esu cm2. Cette valeur est en excellent accord avec celle trouvée par la méthode de la biréfringence induite qui est une méthode directe ne nécessitant pas l'analyse du potentiel intermoléculaire comme dans notre cas. À la lumière des récents progrès qui ont été notés dans la littérature, nous avons aussi étudié le deuxième coefficient du viriel de la constante diélectrique de la paire SF6 - SF6. À partir de celui-ci, nous avons obtenu une valeur du moment hexadécapolaire de la molécule SF6 (10.75 ± 0.75)X10-42 esu CM4.

Dans notre troisième article, nous avons développé une nouvelle méthode pour la mesure de la solubilité des solides dans les fluides à l'état supercritique. Cette approche, basée sur la mesure précise de la constante diélectrique, est la conséquence de la relation directe qui existe entre la permittivité statique d'un gaz et sa densité molaire. La solubilité du naphtalène dans le C02 à l'état supercritique a été mesurée sur une plage de pression allant de 12 MPa à 30 MPa le long des isothermes 313.15, 318.15 et 323.15 K.