Dans l’industrie, il existe des termes et des éléments qui jouent un rôle crucial dans le fonctionnement de diverses installations. L’un de ces concepts essentiels est le « panache ». Cependant, pour comprendre ce qu’est un panache dans l’industrie, il faut d’abord comprendre le rôle joué par les cheminées industrielles.
Les cheminées industrielles sont des structures qui ont pour but spécifique de fournir une sortie pour les gaz générés lors des processus de combustion, des réactions chimiques ou des processus de séchage, entre autres.
Ces gaz, appelés gaz de queue, contiennent des polluants qui doivent être éliminés. Bien que l’on s’efforce de purifier au maximum ces gaz avant de les rejeter, une certaine concentration subsiste inévitablement.
Le rejet direct de ces polluants au niveau du sol serait très nocif, car les polluants atteindraient la surface de la terre sous une forme concentrée. Les cheminées jouent donc un rôle essentiel car, grâce à leur grande hauteur, ces structures assurent la dispersion des gaz à une altitude adéquate.
Et c’est le résultat visuel de ce processus que l’on appelle le panache. Ce panache de fumée, qui est transporté dans l’atmosphère, est un phénomène qui dépend à la fois des conditions d’émission et de la nature de l’atmosphère réceptrice .
Les panaches peuvent avoir des formes et des tailles différentes, reflétant les différentes conditions d’origine et les variables atmosphériques qui influencent leur formation.
Quelles sont les phases des panaches dans l’industrie ?
Dans l’industrie, les panaches se forment en différentes phases, qui dépendent des conditions d’émission et de l’atmosphère réceptrice. Ces phases sont les suivantes
Phase de diffusion
Cette première phase se produit lorsque le matériau combustible entre en contact avec l’air et qu’une réaction exothermique se produit. Cette phase dépend de la surélévation, c’est-à-dire de la différence entre la température de l’air et celle de la matière combustible. Si cette différence est importante, la matière combustible brûle plus rapidement et génère plus de gaz et de particules qui peuvent former le panache.
La vitesse et la température de sortie des gaz influencent également la phase d’émission. Si les gaz sortent très vite ou ont une température très élevée, ils peuvent créer des turbulences qui favorisent la dispersion des fumées dans l’atmosphère.
Phase de transition
Dans cette phase, le panache change de direction et de température sous l’action de l’air, jusqu’à ce qu’il cesse de s’élever.
En effet, au contact de la température atmosphérique, le panache se refroidit et perd sa flottabilité, c’est-à-dire sa capacité à rester en altitude.
Stade du panache développé
Dans sa dernière phase, le panache a une forme plus définie et sa composition et sa trajectoire peuvent être mieux appréciées. Il tourne dans la direction du vent et avec la vitesse du vent, ce qui détermine sa dispersion horizontale.
En outre, le panache présente une concentration plus élevée de matériaux combustibles que l’air circulant, car il provient de polluants situés en amont, ce qui détermine sa dispersion verticale.
Cependant, comme mentionné ci-dessus, la forme du panache développé dépend des caractéristiques de l’atmosphère dans laquelle il est émis, telles que la température, la pression, l’humidité et la stabilité. En fonction de ces caractéristiques, on peut donc distinguer les types de panaches suivants :
Panache conique
Il naît lorsque l’air et le panache ont la même température. Dans ce cas, le panache ne subit aucune force le poussant dans une direction verticale, que ce soit vers le haut ou vers le bas.
Son mouvement est dû uniquement à l’inertie de la source, adoptant une forme conique et se répartissant uniformément dans toutes les directions.
Source : https://www.euskadi.eus/gobierno-vasco//contenidos/informacion/com_turbulencias/es_7764/es_turbulencia.html
Panache serpentin
Il se forme lorsque l’atmosphère est instable, c’est-à-dire qu’il existe des conditions qui favorisent le mélange vertical. Dans ce cas, le panache suit une trajectoire avec des variations turbulentes dans le temps dues à ces conditions.
Source : https://www.euskadi.eus/gobierno-vasco//contenidos/informacion/com_turbulencias/es_7764/es_turbulencia.html
Panache tubulaire
Ils apparaissent lorsque l’environnement est stable. C’est-à-dire lorsque la température varie doucement avec l’altitude et qu’il n’y a pas de turbulences causées par le vent. Dans ces conditions, si la densité du panache n’est pas très différente de celle de l’air environnant, le panache se déplace avec le vent à une altitude constante.
Source : https://www.euskadi.eus/gobierno-vasco//contenidos/informacion/com_turbulencias/es_7764/es_turbulencia.html
Panache de fumigant
Un panache de fumigant peut naître de certaines conditions d’inversion thermique. Cette situation se produit lorsqu’une couche d’air stable se trouve à une courte distance au-dessus de la source d’émission, tandis qu’une couche instable se trouve au-dessous du panache. Cette combinaison entraîne la formation d’un panache qui dérive au-dessus de la surface du sol.
Panache anti-fumigant
Dans ce cas, l’inversion thermique est l’inverse de la précédente. Elle se produit lorsque la couche d’inversion est située sous le panache et que la couche instable est située au-dessus.
Il en résulte un panache qui agit comme une barrière, empêchant des concentrations importantes de polluants d’atteindre le niveau du sol.
Conclusion sur les panaches dans l’industrie
Les panaches industriels, ces colonnes de fumée qui s’élèvent des cheminées, sont le résultat de processus complexes impliquant l’émission de gaz et l’interaction avec l’atmosphère.
Leur forme, leur couleur et leur taille varient en fonction des conditions ambiantes, ce qui en fait des indicateurs visuels de la qualité de l’air.
La meilleure façon de traiter les panaches est d’empêcher leur formation. Pour ce faire, il existe des techniques telles que le cycle hygroscopique, qui permet de réduire considérablement les émissions dans les processus industriels, tout en récupérant l’eau et une partie de l’énergie émise dans l’atmosphère.
