Analyse expérimentale et modélisation du transfert de matière et du ...

Chapitre 3 : Expérimentation et résultats87voie 16tension (volt)54321voie 200 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10temps (s)Figure 3. 2: Signaux de sonde à fibre optique double.3.2.2.3 La microsonde à oxygèneLes deux sondes présentées précédemment ont été utilisées à plusieurs reprises aulaboratoire. Mais la nouveauté apportée dans ce travail est la mise en œuvre d’unenouvelle technique de mesure pour l’étude du transfert de masse au sein des écoulementsdiphasiques à bulles. Ainsi une microsonde à oxygène a été employée qui permet demesurer la concentration moyenne d’oxygène dissous dans l’eau.La microsonde à oxygène est de type Unisence OX25 (Figure 3.3). La microsonde estconnectée à un boîtier de haute sensibilité de type Unisence PA2000. La microsonde àoxygène est une sonde électrochimique de type Clark, composée d’une anode interne deréférence d'Ag/AgCl et d’une cathode en Or. Le principe de fonctionnement de cettemicrosonde est basé sur une réaction de réduction à la surface de la cathode. Cettecathode est située à la pointe de la microsonde, et est protégée par une membraneporeuse. Cette membrane est perméable au dioxygène mais imperméable à l'eau et auxions. Une tension de polarisation (d’environ 0.8 V) est appliquée entre les deux électrodespour assurer une mesure de l’oxygène. L’oxygène dissous en phase liquide pénètre autravers de cette membrane puis est réduit en eau par les électrons libérés à la cathode. Lecourant qui s’installe entre les deux électrodes est proportionnel à la concentration enoxygène dans le milieu électrolytique liquide environnant la cathode. Ce courant est trèsfaible et est donc amplifié et converti en une tension proportionnelle à la concentration enoxygène dissous dans l’électrolyte. Cette concentration dépend non seulement de laconcentration du milieu que l’on cherche à mesurer mais aussi de sa vitesse de diffusion àtravers la membrane. Elle est influencée par des paramètres externes tels que la59