NANO-FLUIDES ET DISTILLATION SOLAIRE DES EAUX SAUMÂTRES, PERSPECTIVES ET DÉFIS

Abstract

De nombreuses personnes qui vivent dans des zones désertiques éloignées sont confrontées à une grave pénurie d'eau douce car elles ont un accès limité aux ressources naturelles. Cependant, diverses technologies éprouvées sont disponibles aujourd'hui, cela pourrait résoudre ce problème. Parmi elles, les distillateurs solaires qui peuvent fournir l’eau potable parce qu’ils sont simples et n’ont aucun effet négatif sur l'environnement. L’objectif de ce travail présenté dans cette thèse est d'améliorer les performances d'un distillateur solaire à pente unique, par l’utilisation de différents types de photo-catalyseurs. Ces ajouts améliorent considérablement le taux d'évaporation et le transfert thermique et massique ce qui augmente par conséquent le rendement de distillation. Dans chaque série d'expériences, les distillateurs contiennent de l'eau saumâtre avec 1 cm de profondeur. Les expériences ont été menées à l'Université de Ouargla, située au sud-est de l'Algérie. La première série d'expériences est effectuée avec l'ajout de divers oxydes métalliques, à différents concentrations massiques. La productivité des distillateurs avec oxyde de cuivre (CuO), oxyde de fer (Fe2O3) et oxyde de zinc (ZnO), avec une concentration massique de 0.16%, est améliorée de 22.43%, 16.64% et 13.02% respectivement par rapport au distillateur témoin. Dans la deuxième série des expériences, les résultats obtenus montrent que la productivité des distillateurs solaires est augmentée d'environ 38.54 % si l’on utilise les Nanotubes de carbone à double paroi (DWCNT) ; par contre, pour les Nanotubes de carbone à parois multiples (MWCNT) elle est 32.63 % par rapport au distillateur solaire témoin. D'autre part, s’il y a un système de refroidissement par eau, le rendement est amélioré d'environ 49.65 % pour (DWCNT) et 42.90 % pour (MWCNT) pour une concentration massique de 0.16%. Enfin, la troisième série des expériences, la productivité maximale a été obtenue par l'utilisation des nanoparticules de cuivre (Cu) et d'Aluminium (Al) avec une concentration de 0.2% d’où les résultats d’amélioration sont : 20.59 % et 23.53% respectivement par rapport au distillateur témoin.

Many people who live in remote desert areas face severe scarcity of fresh water because they have limited access to natural water resources. However, there are various technologies available today that could solve this problem. Among them, the solar still may be preferred to provide drinking water because it is simple and has no negative effect on the environment. The objective of this work presented in this thesis is to improve the performance of a single slope solar still, by using different types of nano-composite. These additions greatly improve the evaporation and condensation rates and therefore the yield of distillate has been increased. In each series of experiments, the stills contain brackish water 1 cm deep. The experiments were carried out at the University of Ouargla located in the south-east of Algeria. In the first series of experiments with the addition of various metal oxides, namely: copper oxide (CuO), iron oxide (Fe2O3) and zinc oxide (ZnO), at different mass concentrations. The productivity of the test stills increases by 22.43%, 16.64% and 13.02% respectively compared to conventional stills. For a mass concentration of 0.16% of metal oxide. The second series. The results obtained show that the productivity of solar stills is improved by approximately 38.54%, 32.63% using respectively Double-Walled Carbon Nanotubes (DWCNT) and Multi-Walled Carbon Nanotubes (MWCNT), compared to conventional solar still. On the other hand, when using cold water on the glass cover, the output efficiency is improved by about 49.65% and 42.90%, using (DWCNT) and (MWCNT), respectively. A concentration of 0.16%. Finally, the third series. From the experiments, the maximum productivity was obtained for the use of nanoparticles of copper (Cu) and Aluminium (Al) with a concentration of 0.2% and. The results obtained improved the distillate by 20.59% and 23.53% respectively, compared with the conventional still.