Dispositif de Perméabilité Gaz & Cellule Triaxiale
Pour l’École de Génie Civil de l’Université du Shandong (Chine), qui nécessitait une caractérisation fine des roches sous contrainte, IRIAN MECATRONICS a conçu un dispositif sur mesure. Ce système complet combine un banc de perméabilité gaz à large gamme et une cellule triaxiale auto-compensée, permettant des mesures précises sur des échantillons aux propriétés extrêmes.
Le Défi : Caractériser la Perméabilité sur une Plage Dynamique Étendue
L’Université du Shandong avait besoin de mesurer la perméabilité intrinsèque au gaz d’échantillons géologiques sous une pression de confinement élevée. La difficulté majeure résidait dans la nécessité de couvrir une plage de perméabilité immense sans multiplier les équipements, tout en garantissant des conditions de flux quasi-statique pour une précision maximale.
Les contraintes techniques spécifiques incluaient :
Plage de mesure extrême : Capacité de mesurer de 10^-12 m^2 à 10^-21 m^2, soit du très perméable au quasi-étanche.
Conditions Haute Pression : Application d’une pression de confinement jusqu’à 60 MPa (600 bar) via une cellule triaxiale spécifique.
Inadéquation du standard : Les débitmètres commerciaux (type Bronkhorst) sont difficiles à trouver pour une telle plage ou fastidieux à utiliser car ils nécessitent des changements constants de matériel pour s’adapter à la perméabilité ciblée.
Flexibilité des échantillons : Le système devait accueillir des échantillons de diamètre 50mm avec une hauteur variable de 30 à 100mm.
La Solution IRIAN MECATRONICS : Double Circuit de Mesure et Cellule Auto-compensée
Pour répondre à ce besoin complexe, le bureau d’études d’IRIAN MECATRONICS a développé une architecture basée sur la mesure de variation de pression plutôt que sur des débitmètres classiques, garantissant une robustesse scientifique accrue.
Architecture Hybride (Amont/Aval) : Le dispositif est divisé en deux circuits. Le circuit haute pression (amont) gère les fortes perméabilités (10^-12 à 10^-16 m^2), tandis que le circuit basse pression (aval) mesure les perméabilités très faibles (inférieures à 10^-18 m^2). Cette conception permet de détecter des flux infinitésimaux et des pressions de percée (breakthrough) que les systèmes standards ignoreraient, assurant une couverture totale de la gamme de mesure.
Cellule Triaxiale en Acier Z30C13 : La cellule fournie est usinée en acier inoxydable Z30C13 et dotée d’un système d’auto-compensation. L’utilisation de cet alliage spécifique assure une résistance mécanique et chimique optimale, tandis que l’auto-compensation sécurise l’intégrité de l’échantillon sous forte contrainte sans intervention complexe de l’opérateur.
Mesure par Loi de Darcy et Réservoirs Tampons : La méthode utilise des volumes tampons calibrés et des capteurs de haute précision (Keller LEO-5, précision 0.01%). Bénéfice Client : En calculant le débit via la chute de pression (Delta P / Delta t), le laboratoire obtient une mesure directe et fiable basée sur la loi de Darcy, éliminant les erreurs de calibration fréquentes sur les débitmètres thermiques à très bas débit.
Vos conditions opératoires exigent une conception spécifique ?
Fluides complexes, températures extrêmes ou haute pression : notre bureau d’études conçoit l’enceinte (Réacteur ou Cellule) adaptée à votre cahier des charges.
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